[发明专利]双余度无人机刹车控制器及冷备份控制方法

权利要求书

1.双余度无人机刹车控制器，其特征是，主要由主控制系统、备份控制系统与监控仲裁单元组成；主控制系统包括主控制微处理器、主总线收发器和主内部电源；备份控制系统包括备份控制微处理器、备份总线收发器和备份内部电源；

主内部电源的控制使能端连接监控仲裁单元的主电源控制端，主内部电源的电源输出端连接主控制微处理器的电源输入端；主总线收发器的控制使能端连接监控仲裁单元的主收发控制端，主总线收发器的数据收发端与主控制微处理器的数据收发端相连接；主控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的主数据通信端相连接；主控制微处理器的状态输出端连接监控仲裁单元的主状态输入端；

备份内部电源的控制使能端连接监控仲裁单元的备份电源控制端，备份内部电源的电源输出端连接备份控制微处理器的电源输入端；备份总线收发器的控制使能端连接监控仲裁单元的备份收发控制端，备份总线收发器的数据收发端与备份控制微处理器的数据收发端相连接；备份控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的备份数据通信端相连接；备份控制微处理器的状态输出端连接监控仲裁单元的备份状态输入端；

主控制微处理器和备份控制微处理器的信号输入端同时采集刹车压力信号；监控仲裁单元的信号输入端采集轮速信号，监控仲裁单元的信号输出刹车控制PWM信号；主总线收发器和备份总线收发器通过共用总线对外通信。

2.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，主内部电源和备份内部电源均为直流电源。

3.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，主控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的主数据通信端通过串行外设接口相连接。

4.根据权利要求1所述的双余度无人机刹车控制器，其特征是，备份控制微处理器的数据通信端与监控仲裁单元的备份数据通信端通过串行外设接口相连接。

5.基于权利要求1所述双余度无人机刹车控制器的冷备份控制方法，其特征是，包括步骤如下：

上电后，刹车控制器进入正常工作状态，此时主控制系统处于工作状态，备份控制系统处于断电状态；在正常工作状态下，监控仲裁单元通过控制主内部电源的使能端使其供电，主控制微处理器工作，同时控制主总线收发器的使能端使其启用，至此主控制系统整体处于工作状态；与此同时，监控仲裁单元通过控制备份内部电源的使能端使其断电，备份控制微处理器停止，同时控制备份总线收发器的使能端使其停止，至此备份控制系统整体处于断电状态；

在正常工作状态下，监控仲裁单元对主控制微处理器和备份控制微处理器的工作状态进行监控及仲裁；当监控仲裁单元监测到主控制微处理器工作状态不正常时，则刹车控制器进入备份工作状态，此时备份控制系统处于工作状态，主控制系统处于断电状态；在备份工作状态下，监控仲裁单元通过控制备份内部电源的使能端使其供电，备份控制微处理器工作，同时控制备份总线收发器的使能端使其启用，至此备份控制系统整体处于工作状态；与此同时，监控仲裁单元通过控制主内部电源的使能端使其断电，主控制微处理器停止，同时控制主总线收发器的使能端使其停止，至此主控制系统整体处于断电状态；

在备份工作状态下，监控仲裁单元对主控制微处理器和备份控制微处理器的工作状态进行监控及仲裁；当监控仲裁单元监测到主控制微处理器工作状态恢复正常时，则刹车控制器进入恢复工作状态，此时监控仲裁单元继续让备份控制系统保持工作状态，保持主控制系统的断电状态，直到刹车控制器断电重启，才重新启用主控制系统。

6.根据权利要求5所述的双余度无人机刹车控制器的冷备份控制方法，其特征是，还进一步包括：当主控制微处理器不能正常工作时，监控仲裁单元对当前主控制微处理器所采集的刹车压力信号的PWM信号占空比指令进行缓存处理，以保证在切换到备份控制微处理器工作前，刹车控制PWM信号的输出不中断。