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      機載設備

      極“智”設備,造就絕對安全飛行

      安全、易用、低成本,是解決用戶友好性問題的關鍵

      安全一直以來是航空器首要解決的問題,如何開展安全性分析、設計及評估,如何設計完整性監控以保證多余度系統有效工作等是安全性的核心,是聯合飛機的關鍵能力所在。

      易用是解決用戶友好性問題的關鍵,不管是對于無人機總體單位,還是對于最終用戶,良好的使用性、維護性是產品能大規模使用的基礎。 與此同時,聯合飛機不斷研究探索,在滿足安全性要求的同時大幅度降低了機載設備等產品的價格。

      部件產品

      多余度飛行控制計算機

      高安全、高可靠、小型化、大存儲

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      雙余度伺服控制器

      冗余設計、高可靠度、高動態響應

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      雙余度電動伺服舵機 - 直線式舵機

      高安全、簡潔輕便、響應迅速

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      雙余度電動伺服舵機 - 旋轉式舵機

      密封式設計、簡潔輕便、響應迅速

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      270V雙余度舵機伺服系統

      高安全性、易維護性、強轉換率

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      靈巧作動器

      低成本、小體積、輕重量、高安全

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      28V舵機伺服驅動器

      低成本 效率高 高安全

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      無人機綜合檢測設備

      自動化程度高、故障定位精準

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      系統研制能力

      按照系統工程和需求工程的理論和方法,研制大型復雜系統及分系統,要保證從功能架構設計到物理架構設計的系統或分系統最優。

      顯性的物理架構是設計的結果,而不是設計的起點。比如,分布式還是綜合式、系統余度配置等級、系統監控檢測手段及系統故障安全策略等。我們在這方面積累了大量的經驗,包括有人軍用飛機、有人民用飛機、無人直升機、無人固定翼飛機、導彈及巡飛彈等。

      對于作動器等關鍵產品,我們會用到多種符合性方法進行驗證。

      按照民機適航要求的標準,包括SAE ARP4761、SAE ARP4754、RTCA DO254及RTCA DO178等,開展安全性設計與分析。按照適航符合性方法MOC0-MOC9,進行系統符合性驗證。

      對于高價值系統,故障檢測及處理是最后的手段。

      從設計上讓產品處于最佳工況以提高壽命,從使用上全時檢測產品狀態、提取非正常特征狀態、預測產品健康水平、適時維修等,都是提高產品使用壽命,最大化產品價值的手段。我們通過大量的傳感器及算法,對關鍵產品進行健康監測及管理,極大降低了維護成本。

      隨著技術的進步以及飛行器使用場景的變化,我們需要不斷提高無人飛行器對外界環境的感知能力,進而做出合理的應對。

      比如在空中對突然產生的陣風進行感知和處理,對障礙物的感知和避障,對未知場地的感知和自主起降,對對抗環境的感知和處理等。我們搭建了一套適合中大型無人機的智能化套件,通過多種傳感器(視覺、激光、毫米波)進行信息融合,可實現衛導拒止下的高精度定位,面向任務的路徑在線規劃以及異地自主起降等功能。

      為了更好地實現工程應用,我們需要對物理世界進行數學抽象,進而進行定量計算、仿真和數字化控制。

      因此,萬物皆可建模,差異是建模的準確程度。比如對于控制系統來說,核心的是需要知道被控對象的動力學模型,才能進行很好的控制。一般的建模方法有機理建模、模型辯識及數據學習等。我們在無人直升機、旋翼、起落架等建模方面積累了大量的經驗。

      復雜系統需要先進行地面集成驗證和半物理仿真驗證,盡可能減少飛行試驗的風險。

      試驗驗證內容包括接口特性、控制精度、傳輸帶寬、控制律、制導律、余度管理邏輯及故障安全策略等。經過多型產品的歷練,我們在系統驗證環境的搭建及系統驗證試驗的開展等方面積累了大量的經驗。

      領先技術能力

      我們已經建立了一套完整的建模方法,并具備極強的工程實踐屬性。

      直升機建模一直以來是學界和工業界的難題,我們也一直致力于直升機的精準建模。通過Flightlab進行機理建模,通過CIFFER進行模型辯識,通過試飛數據不斷修正模型。

      我們在該領域有大量實踐,相信能夠解決不同用戶對于控制的需求。

      控制理論追求的是對指令的精準執行和對擾動的魯棒,控制算法從PID、LQR、H∞、自抗擾到MPC、深度學習等,通過我們在無人機上的大量實踐,沒有一種算法能夠包打天下,只能從我們的控制目標出發來選擇適宜的算法,或者綜合多種算法以應對不同的場景。

      我們有四余度、三余度、雙余度飛控系統及伺服系統的研制經驗,解決了大量工程實現上的問題,產品也經過了數千小時的飛行試驗驗證。

      余度系統是提高系統安全性的重要手段,特別是在民機飛控系統上有大量使用,隨著工業技術的發展、單套產品可靠性的提高,現在逐漸在減少余度配置的等級。余度系統管理的核心問題是如何保證多套相似或非相似產品的有效運行,保證系統有可接受的降級運行。

      一個容易被忽視的多余度系統的問題是,如何保證單套系統的監控完整性。

      常用的監控方式有比較監控和自監控。如果監控完整性不夠,故障檢測率FDR過低,故障通道不能切到正常通道工作;如果監控完整性太高,故障虛警率FAR過高,系統降級太快。所以一般要求系統的故障漏檢率低于系統的失效率。

      電氣完整性(EI)包括信號完整性(SI)、電源完整性(PI)和電磁完整性(EMI),解決信號從發送端發出,經過傳輸路徑到達接收端后仍能保持可分辨的完整或相對完整的信號問題。

      如果能在電子產品的設計過程中,充分考慮這三方面的問題,就能保證電氣特性,避免很多問題。

      嵌入式系統的硬件是平臺,主要功能通過軟件實現。

      從硬件層軟件、操作系統到應用層軟件,我們已經形成了成熟的架構,通過模塊化配置,方便用戶進行二次開發。通過形式化驗證,保證了軟件驗證的完整性。經過大量型號使用,證明了軟件的穩定可靠。

      系統解決方案及案例

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      TC9

      700公斤級無人直升機,采用了雙余度飛控系統方案及產品,經過上千小時的飛行驗證,證明了系統的穩定可靠。

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      T333

      3噸級無人直升機,采用了三余度飛控系統方案及產品。

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      TD550-550公斤級無人直升機

      550公斤級無人直升機,采用了雙余度飛控系統及產品。

      未來產品

      煥然一新,定義新一代無人機

      為迎接未來挑戰,聯合飛機飛控航電研發團隊正在探索研制新一代“智能一體化機載綜合平臺”,這將是面向中大型無人機的高安全、可配置、集成化的機載設備平臺。將集GPU、深度學習、MPC等新技術,并根據用戶需求進行硬件平臺開源與軟件研發,滿足多領域、多層次的用戶需求。

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