[发明专利]检测和隔离平头式大气数据系统(FADS)的压力感测中的故障的系统和方法

权利要求书

1.一种用于检测和隔离平头式大气数据系统(FADS)的压力感测系统的压力端口和压力变换器中的故障的系统，其包括：

多个压力端口，其以十字架形式与空间飞行器的头锥罩齐平；

至少三个压力变换器，其经由多个气动导管连接到每一压力端口，用于测量来自所述多个压力端口的表面压力；

至少一个功率供应单元，其单独连接到所述至少三个压力变换器，用于对每一压力端口处的所述至少三个压力变换器供电；以及

处理单元，其经配置以获取对应于来自所述至少三个压力变换器的所述测得表面压力的电压输入，其中所述处理单元执行一个或一个以上等级的故障检查，以基于所述电压输入来检测和隔离压力变换器故障和所述多个压力端口的阻塞。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理单元经配置以经由接口托架从所述至少三个压力变换器获取所述电压输入。

3.根据权利要求1所述的系统，其中每一压力端口的所述至少三个压力变换器容纳在单个封装中。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或一个以上等级的故障检查被实行为三重模块冗余(TMR)逻辑、范围有效性、动态行为以及若干结构化组的攻角和侧滑角估计值的产生。

5.一种用于检测和隔离压力感测系统的压力端口和压力变换器中的故障的方法，其包括：

通过在多个压力端口处测得的表面压力的交叉比较来区分压力端口阻塞故障与压力变换器故障；

在飞行阶段的特定瞬间以粗略水平确定所述测得表面压力是否在所要范围内；

检查关于所述测得表面压力的恒定压力和速率，以识别所述多个压力端口中的完全或部分阻塞以及多个压力变换器上的突发故障；

从沿着飞行器头锥罩的垂直和水平子午线定位的所述多个压力端口的预定义组合产生一个或一个以上结构化组的攻角和侧滑角估计值；以及

基于所述一个或一个以上结构化组的攻角和侧滑角估计值来检测和隔离所述垂直和水平子午线上的所述多个压力端口和所述多个压力变换器中的所述故障。

6.根据权利要求5所述的方法，其中恒定压力的所述检查包括在预定义阻塞持续时间内所述表面压力的最高与最低读数之间的差小于所要临界值的情况下，检测并隔离所述被阻塞的压力端口和所述出故障的压力变换器。

7.根据权利要求5所述的方法，其中速率的所述检查包括在一个计算更新循环时间期间所述测得表面压力超过所要临界值的情况下，检测并隔离所述被阻塞的压力端口和所述出故障的压力变换器。

8.根据权利要求5所述的方法，其中通过检查非正常值与所述一个或一个以上结构化组的攻角估计值的中值的离差来检测和隔离所述垂直子午线上的所述多个压力端口和所述多个压力变换器中的所述故障。

9.根据权利要求5所述的方法，其中通过检查所述一个或一个以上结构化组的侧滑角估计值的中值的绝对量值来检测和隔离所述水平子午线上的所述多个压力端口和所述多个压力变换器中的所述故障。

10.根据权利要求5所述的方法，其中从所述多个压力端口中的至少三个压力端口配置所述一个或一个以上结构化组的攻角和侧滑角估计值。

11.根据权利要求5所述的方法，其中经由逻辑推理从计算中隔离所述被阻塞的压力端口和所述出故障的压力变换器。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述检查非正常值与所述一个或一个以上结构化组的攻角估计值的所述中值的离差进一步包括：

在以升序或降序布置所述攻角估计值之后，确定所述攻角估计值的所述中值；

通过找出位于距所述攻角估计值的所述中值最远处的所述攻角估计值来识别所述一个或一个以上结构化组中的所述非正常值；

确定所述非正常值与所述攻角估计值的所述中值之间的差；以及

在所述非正常值与所述中值之间的所述差大于所要临界值的情况下，将所述非正常值中的所述多个压力端口表示为有故障端口；以及

使用其余压力端口和所述有故障端口中的一者来形成第二结构化组的攻角估计值，并隔离所述第二结构化组的非正常值中的所述压力端口。