[发明专利]利用相邻端口压力模式检测嵌入式大气数据系统中的故障压力测量的系统和方法

权利要求书

1.一种用于检测和隔离嵌入式大气数据系统(FADS)中的故障的系统，包括：

以十字架形式嵌入到空间飞行器的机头罩的多个压力端口；

通过气动管道连接到每个压力端口的至少三个压力变送器，用于测量来自所述多个压力端口的表面压力；

各自连接到所述压力变送器的多个FADS传感器接口模块(FSIM)；

连接到所述FSIM的基于DSP处理器的FADS电子器件，以及

通过直接和交叉对接连接到FADS电子器件的输出的任务管理计算机(MMC)，

其中所述DSP处理器和所述MMC适于：

通过在每个压力端口将两个最近的相邻压力端口之间的至少三个压力读数与预定阈值进行交叉比较，从所述多个压力端口中检测出故障压力端口；

如果测量的表面压力超过所述预定阈值，则隔离阻塞或失效的压力端口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，特定长度的气动管道被选择用于降低在轨迹的空气动力学加热阶段期间传感器遇到的温度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，压力端口被分为外端口和内端口；外端口位于飞行器的机头罩中的外圈的周边，内端口位于飞行器的机头罩中的内圈；另外，最内部的压力端口位于机头罩的中央。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，在压力端口级别提供冗余以容忍最多两个水平端口和两个垂直端口的阻塞。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，在FADS电子器件和任务管理计算机中提供双重冗余；压力端口、压力传感器、FSIM包、FADS电子器件和任务管理计算机中的冗余方案使得上述任一元件的失效都不会影响整体系统性能。

6.一种用于检测和隔离FADS中的压力端口和压力变送器中的故障的方法，包括：

通过在每个压力端口将两个最近的相邻压力端口之间的至少三个压力读数与每个圈中的预定阈值进行交叉比较，检测压力端口处的故障压力传感器；

如果在处理器的一个计算更新周期时间内测量的表面压力大于所需的阈值，则隔离阻塞或失效的压力变送器；

其中根据失效的压力端口的位置选择两个最近的相邻压力端口；一个/两个端口失效之后，根据已经失效的端口更改最近的相邻压力端口的定义。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，基于INS导出的马赫数使用两组阈值，用于在马赫数1与马赫数1之间切换。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，最初通过大量仿真建立对于马赫数、迎角和侧滑角的不同飞行条件在两个相邻端口之间的最大压力差。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，阈值压力值在20毫秒的计算时间内为1000Pa。