【摘 要】现代电传飞控系统逐渐开始采用分布式架构，采用独立的远程电子单元对各个活动舵面进行控制和监控，各个控制单元通过总线与飞控计算机进行信息交换。本文介绍了用于某大型客机的分布式作动系统，并研究了其关键控制单元的架构和功能。
【关键词】分布式；智能控制；作动系统
0 引言
大型客机方向舵、升降舵、副翼和多功能扰流板是控制飞机偏航、俯仰、横滚和减速的重要控制舵面，需要按飞行需要对舵面偏转角度进行精确控制。每个舵面由一个或多个作动器驱动，在飞行中必须保证满足最小控制构型的要求，否则会导致灾难性事件。飞控作动系统设计不仅要满足实时性，精确性，还要具备一定的余度以防止单个作动器故障导致丧失控制舵面，要具备良好的故障监控和隔离能力以防止舵面非指令运动带来灾难性后果。
1 分布式飞控作动系统架构
为满足飞控系统的功能和安全性需求，设计了一种分布式控制作动系统，每个作动器上都安装一个远程电子单元REU（Remote Electronic Unit）作为控制器，REU通过串行总线获取飞控计算机发出的指令，并报告作动器位置、液压压力等反馈和故障信息。分布式作动系统在共因故障规避、系统重量方面综合优势明显，并且针对主飞控作动器布置分散，对控制精度和实时性要求高，故障监控和响应速度要求快的特点，将安装在分散布置的作动器上，使得每个作动器具有自主控制能力，成为分布式布置的智能从站。飞控计算机则作为主控制器，通过总线向各个REU发送指令并收到反馈，根据各个作动器反馈的位置，液压压力，作动器监控器状态等信息对各个舵面的状态进行综合判断和监控。
分布式控制系统由于控制电子的物理安装独立性较好，相对容易满足区域安全性和特殊风险安全性要求，使用具有多通道非相似处理器的控制计算机以及非相似软件以降低共模故障的危害。由于执行作动器控制功能的REU在位置上可以布置得较为接近作动器，控制计算机之间采用总线连接，通过数字信号通讯，从而减少缩短了电缆的数量和使用长度，一定程度上减轻了系统的重量。虽然更多的控制器需要额外增加结构支承件、托架、结构口盖和口盖附近的加强件和紧固件，造成系统重量增加。但从飞机层面总体权衡，采用分布式作动系统在重量总量上可有所减轻。
不同于集中式控制架构中由飞控计算机对各个作动器状态进行集中监控，分布式系统架构将大部分作动器级的监控器功能转移到REU上，降低了飞控计算机作为核心处理枢纽的技术复杂度，舵回路本地的监控直接对作动器各项状态信号进行故障处理，能够更快监测识别并处理作动器故障，缩短了从发现故障到隔离故障的时间，从而减少了故障对飞机产生的影响。
2 分布式作动系统远程电子单元
远程电子单元REU作为分布式作动系统的关键控制器，既要实现作动器运动控制功能，还要对作动器控制回路进行监控。因此，在REU内部划分为两个通道：指令通道和监控通道。指令通道和监控通道均具备对工作模式选择、电液伺服阀EHSV切断、故障标识能力。
其中指令通道通过总线从飞控计算机接收指令位置，通过内部位置环运算，输出驱动电流对液压作动器的电液伺服阀进行阀口开度控制，将作动器驱动到飞控计算机指令位置。
为了防止指令通道中控制回路故障而发出错误指令，造成作动器执行错误的指令，REU的监控通道中同样设计了控制回路运算，运算后与指令通道的运算结果经过实时对比，在一定容差范围内才会被执行。一旦故障发生，指令和监控通道运算结果超出门限，将触发监控器，把所控制作动器切换到旁通模式。
REU還需要对执行层级的硬件故障进行识别，控制器内包含一个EHSV控制模型，该模型将预测EHSV按指令运动的阀芯位置，并与监测到的EHSV实际位置和电流进行实时比较，如果不一致则认为EHSV硬件存在故障，从而触发监控器，把作动器切换到阻尼模式。
上述监控器在作动器控制回路上实现，可实时监控并抑制诸如作动器极偏和振荡的故障，缩短了从发现故障到故障隔离的时间，从而减少了结构承受大载荷的时间，降低了结构损坏的几率。
3 结论
分布式作动系统是近年来新研客机的主流设计，本文介绍的分布式飞控作动系统具有实时性强，控制精度高，故障处理能力快等优点，并且大大降低了飞控系统电缆的使用量，具有重要的工程应用价值，并已经成功应用到了某型国产民用飞机项目。
【参考文献】
[1]段定杰.飞控系统灵巧作动器控制电子构架选型与设计.科技前沿，2015.9：59-60.
[2]王发明，王伟，段晓军.电传飞控系统监控算法的优化和仿真，计算机仿真 2011.7（28），67-70.
[责任编辑：朱丽娜]