飞控系统冗余设计与故障容错
📘 30章 · 从入门到案例
1
01
冗余设计概述
什么是冗余 · 为什么需要冗余 · 冗余级别：系统级、子系统级、器件级
2
02
飞控系统架构
典型飞控系统组成 · 传感器套件 · 执行机构 · 计算单元
3
03
传感器冗余（一）
IMU冗余配置（双余度、三余度） · 投票机制原理
4
04
传感器冗余（二）
GPS/INS组合导航冗余 · 气压计与空速管冗余
5
05
执行机构冗余
舵机/电机冗余配置 · 交叉连接与混控策略
6
06
计算单元冗余
主备切换机制 · 双余度飞控计算机 · 三余度表决系统
7
07
通信总线冗余
CAN总线冗余 · ARINC429冗余 · 以太网冗余设计
8
08
电源系统冗余
双电源输入 · 电源监控与切换 · 独立供电域设计
9
09
故障模式分析（FMEA）
故障模式定义 · 影响分析 · 风险优先级数（RPN）
10
10
故障树分析（FTA）
顶事件定义 · 逻辑门构建 · 最小割集求解
11
11
故障检测方法
基于模型 · 基于信号处理 · 基于知识的故障检测
12
12
故障诊断技术
解析冗余法 · 专家系统 · 神经网络诊断
13
13
故障隔离策略
硬件隔离 · 软件隔离 · 时间隔离 · 空间隔离
14
14
系统重构技术
静态重构 · 动态重构 · 在线重构与离线重构
15
15
余度管理策略
热备份 · 冷备份 · 温备份 · 负载均衡
16
16
表决算法（一）
多数表决 · 中值表决 · 加权表决
17
17
表决算法（二）
一致性检测 · 序列投票 · 动态阈值表决
18
18
健康管理（PHM）
状态监测 · 健康评估 · 寿命预测 · 维修决策
19
19
软件容错设计
N版本编程 · 恢复块 · 异常处理与看门狗
20
20
硬件容错设计
三模冗余（TMR） · 双模冗余（DMR） · 自修复电路
21
21
时间容错
超时检测 · 任务重试 · 时间片轮转与心跳机制
22
22
信息容错
CRC校验 · ECC内存 · 海明码 · 数据镜像
23
23
飞控系统安全性评估
DO-178C · DO-254 · 系统安全性评估流程
24
24
适航与认证
适航标准 · 认证流程 · 符合性声明
25
25
无人机飞控冗余
消费级无人机冗余方案 · 工业级无人机冗余方案
26
26
有人机飞控冗余
电传飞控冗余架构 · 机械备份与数字备份
27
27
航天器飞控冗余
运载火箭冗余设计 · 卫星姿态控制冗余
28
28
冗余设计权衡
成本与可靠性 · 重量与冗余度 · 复杂度与可维护性
29
29
案例研究（一）
某型无人机飞控冗余设计实例分析
30
30
案例研究（二）
某型民航客机飞控故障容错实例分析