李春雷

摘要：飞机机电综合管理系统是飞机机电系统的核心，其可靠性、稳定性直接关系到飞机及机上人员安全。文章设计了一种分布式高容错、可重构机电综合管理系统，具备一定的工程实用价值。

关键词：机电综合管理系统；TTE；IDMA

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0105-01

1 机电综合管理系统发展概况

飞机机电系统是指具备飞行保障功能的飞机子系统的总称，其主要包括：燃油系统、发动机系统、液压系统、电气系统、舱门系统、外吊挂系统、起落架收放系统等子系统。它们的存在可以确保飞机完成特定的任务。

传统飞机中各机电子系统独立存在于飞机中，大量的控制器、传感器、执行元件及线缆导致硬件利用率低，飞机整体重量、体积、功耗增大，可维修性、可维护性差，座舱布局杂乱也在一定程度上增加了机组人员的负担。

2 国内外现状

当前国外的机电综合管理系统主要有以下两种不同形式：

一是由多节点机电综合管理机组成自成一体的机电综合管理系统，通过航电总线与航电系统实现信息共享，典型的如欧洲EF2000“台风”战斗机。

二是作为综合模块化航电系统（Integrated Modular Avionics，IMA）或分布式综合模块化航电系统（Distributed Integrated Modular Avionics，DIMA）的子系统，典型的如波音787和空客A380。

当前国内大部分型号上已采用机电管理系统实现机电系统的故障诊断与隔离、机电系统状态监控与告警，并通过1553B总线与航电系统信息共享，完成部分机电子系统的控制管理，如燃油转输、压力加抽油、燃油调零满等。部分后续型号研制中已采用多节点分布式机电管理系统。

3 未来发展趋势展望

新一代飞机平台对操作性能、安全和可靠性、综合保障能力等特性提出了新的要求，机电综合管理计算机的系统结构、容错技术等也需要适应不断变化的微电子技术、网络技术和计算机技术的发展。

时间触发以太网[4]（Time-triggered Ethernet，TTE）是一种适用于分布式综合电子系统的高速网络，它具备高等级的安全性、可靠性及确定性，已成功应用到猎户座多用途载人飞船，并于2014年12月首飞成功。

本文提出一种基于TTE网络的分布式高容错、可重构机电综合管理系统，系统架构图如图1所示。

机电综合管理系统是由三个节点计算机和若干远程接口单元（RIU）组成的。为了满足不同的任务、不同的余度配置要求，三个节点计算機被布置在三个结构独立的机箱内。机电综合管理系统的整体结构上采用分布式架构（以TTE总线为基础），其3余度高完整计算架构保证了机电综合管理系统在任何的两次故障后，还能够继续正常完成关键任务。

在物理结构方面，机电综合管理系统包括三个结构独立、通过高速串行网络互连的节点，在逻辑结构方面，同一个网路包含了所有的模块，其中CPU模块都是对等的。

在机电综合管理系统工作时，三个容错计算机节点也同时在工作，利用TTE数据总线交换信息，节点计算机对信号源的信息进行交叉对比，然后将信息进行节点间的交叉表决，最 后表决值参加控制率计算。机电综合管理系统容错通过采用备份功能分区的切换和资源的重新分配完成。

RIU以就近原则分布在飞机上传感器和作动器附近，通过航电总线与节点机通信，减少机上线缆数量及重量。原则上不综合的是：需要有快速闭环处理的系统功能，除非设备供应商提供快速闭环 RDC ；原则上要求被综合的是：大量输入输出信号的系统功能；需具体分析计算机的资源分配来确定是否应该被综合的是：计算量大、占用较多处理器和内存资源的系统功能。

4 结语

针对当前技术发展及用户对飞机系统越来越高的需求，本文以飞机机电综合管理系统为研究对象，基于TTE网络提出了一种分布式高容错、可重构机电综合管理系统架构设想，该架构具备高等级的安全性、可靠性、容错性及可重构能力

参考文献

[1]罗海明.谢剑斌.陆志肖.机电系统综合化控制和管理[J].直升机技术，2010，（01）.

[2]孙欢庆.民用飞机机电综合管理系统分析[J].航空制造技术，2014，（20）.

[3]孙沛.陈奎.机载分布式机电系统的容错和重构[J].测控技术，2014，（03）.

[4]朱闻渊.尹家伟.蒋祺明.新型航空电子系统总线互连技术发展综述[J].计算机工程，2011，（s1）.