双余度无人机刹车控制器及冷备份控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109212958A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201811324479.9(22)申请日2018.11.08(71)申请人桂林航天电子有限公司地址541002广西壮族自治区桂林市象山区翠竹路南巷2号(72)发明人张建军蔡黎彬蒋志军杨莹(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人陈跃琳(51)Int.Cl.G05B9/03(2006.01)G05B19/042(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称双余度无人机刹车控制器及冷备份控制方法(57)摘要本发明公开一种双余度无人机刹车控制器及冷备份控制方法，主要由主控制系统、备份控制系统与监控仲裁单元组成；主控制系统包括主控制微处理器、主总线收发器和主内部电源；备份控制系统包括备份控制微处理器、备份总线收发器和备份内部电源。本发明在刹车控制器中采用冷备份控制方法，将备份控制系统的各元器件全部断电，降低元器件的电应力，解决了热备份控制系统元器件寿命受电应力影响的问题；在冷备份控制系统设计中，利用监控仲裁单元对当前的PWM信号占空比指令进行缓存，解决了冷备份刹车控制方法中PWM信号输出存在中断的问题。CN109212958ACN109212958A权利要求书1/2页1.双余度无人机刹车控制器，其特征是，主要由主控制系统、备份控制系统与监控仲裁单元组成；主控制系统包括主控制微处理器、主总线收发器和主内部电源；备份控制系统包括备份控制微处理器、备份总线收发器和备份内部电源；主内部电源的控制使能端连接监控仲裁单元的主电源控制端，主内部电源的电源输出端连接主控制微处理器的电源输入端；主总线收发器的控制使能端连接监控仲裁单元的主收发控制端，主总线收发器的数据收发端与主控制微处理器的数据收发端相连接；主控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的主数据通信端相连接；主控制微处理器的状态输出端连接监控仲裁单元的主状态输入端；备份内部电源的控制使能端连接监控仲裁单元的备份电源控制端，备份内部电源的电源输出端连接备份控制微处理器的电源输入端；备份总线收发器的控制使能端连接监控仲裁单元的备份收发控制端，备份总线收发器的数据收发端与备份控制微处理器的数据收发端相连接；备份控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的备份数据通信端相连接；备份控制微处理器的状态输出端连接监控仲裁单元的备份状态输入端；主控制微处理器和备份控制微处理器的信号输入端同时采集刹车压力信号；监控仲裁单元的信号输入端采集轮速信号，监控仲裁单元的信号输出刹车控制PWM信号；主总线收发器和备份总线收发器通过共用总线对外通信。2.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，主内部电源和备份内部电源均为直流电源。3.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，主控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的主数据通信端通过串行外设接口相连接。4.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，备份控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的备份数据通信端通过串行外设接口相连接。5.基于权利要求1所述双余度无人机刹车控制器的冷备份控制方法，其特征是，包括步骤如下：上电后，刹车控制器进入正常工作状态，此时主控制系统处于工作状态，备份控制系统处于断电状态；在正常工作状态下，监控仲裁单元通过控制主内部电源的使能端使其供电，主控制微处理器工作，同时控制主总线收发器的使能端使其启用，至此主控制系统整体处于工作状态；与此同时，监控仲裁单元通过控制备份内部电源的使能端使其断电，备份控制微处理器停止，同时控制备份总线收发器的使能端使其停止，至此备份控制系统整体处于断电状态；在正常工作状态下，监控仲裁单元对主控制微处理器和备份控制微处理器的工作状态进行监控及仲裁；当监控仲裁单元监测到主控制微处理器工作状态不正常时，则刹车控制器进入备份工作状态，此时备份控制系统处于工作状态，主控制系统处于断电状态；在备份工作状态下，监控仲裁单元通过控制备份内部电源的使能端使其供电，备份控制微处理器工作，同时控制备份总线收发器的使能端使其启用，至此备份控制系统整体处于工作状态；与此同时，监控仲裁单元通过控制主内部电源的使能端使其断电，主控制微处理器停止，同时控制主总线收发器的使能端使其停止，至此主控制系统整体处于断电状态；在备份工作状态下，监控仲裁单元对主控制微处理器和备份控制微处理器的工作状态进行监控及仲裁；当监控仲裁单元监测到主控制微处理器工作状态恢复正常时，则刹车控2CN109212958A权利要求书2/2页制器进入恢复工作状态，此时监控仲裁单元继续让备份控制系统保持工作状态，保持主控制系统的断电状态，直到刹车控制器断电重启