一种无人机多余度控制系统决策方法及装置

1.一种无人机多余度控制系统决策方法，其特征在于，所述无人机多余度控制系统包括：通过IP互联的多套飞行控制器、1套多余度决策器以及1套执行机构，其中每套飞行控制器单独连接一套导航模块；所述导航模块，用于采集传感器数据并判断传感器状态位；所述飞行控制器，用于接收与之连接的导航模块输出的所述传感器数据和所述传感器状态位，根据所述传感器数据进行解算得到控制指令；所述方法包括：所述多余度决策器实时接收每个所述飞行控制器输出的控制指令和传感器状态位，并统计工作正常的余度数量；所述多余度决策器根据工作正常的余度数量进行控制指令互检，并根据所述传感器状态位进行自检，确定最优控制指令；所述多余度决策器将所述最优控制指令通过网络接口传输到所述执行机构，作为当前时刻的有效控制指令；其中，在所述多余度决策器中：在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量大于或等于3时，则采用控制指令交叉检验和传感器状态位判断相结合的方法，确定最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于2时，则根据飞行控制器的不同优先级和传感器状态位进行综合判断，确定最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于1时，则将接收到的飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于0时，则采用舵面中立指令作为最优控制指令。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量大于或等于3时，则采用控制指令交叉检验和传感器状态位判断相结合的方法，确定最优控制指令，包括：在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量大于或等于3时：根据任意两个工作正常的余度之间控制指令的差值和差异化阈值，确定两余度间差值的互检测状态；根据所述互检测状态值判断两套工作正常的飞行控制器的一致性；将具有相互一致性的工作正常的飞行控制器作为有效飞行控制器，将与其它正常的飞行控制器都不具有相互一致性的正常的飞行控制器作为无效飞行控制器；若任意两套工作正常的飞行控制器之间都不具有相互一致性，则将所有工作正常的飞行控制器都作为有效飞行控制器；将所有所述有效飞行控制器按照余度优先级从高到低的顺序进行排序，从余度优先级最高的有效飞行控制器开始，统计所有有效控制模块的故障计数；若存在故障计数小于预定阈值的有效飞行控制器，则将余度优先级最高且故障计数小于预定阈值的所述有效飞行控制器输出的控制指令作为最优控制指令；若所有的所述有效飞行控制器的故障计数均大于预定阈值，则根据所有所述有效飞行控制器的余度优先级和传感器状态位，确定最优控制指令。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据任意两个工作正常的余度之间控制指令的差值和差异化阈值，确定两余度间差值的互检测状态，包括：根据任意两个工作正常的余度之间控制指令的差值和差异化阈值，确定两余度间差值的互检测状态为：其中， 为余度 i 与余度 j 之间控制指令的差异化阈值， 为余度 i 与余度 j 之间差值的互检测状态， 为余度 i 与余度 j 之间同一控制指令的差值。 4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所有的所述有效飞行控制器的故障计数均大于预定阈值，则根据所有所述有效飞行控制器的余度优先级和传感器状态位，确定最优控制指令，包括：若所有有效飞行控制器的故障计数均超过预定阈值时：根据传感器数据对飞行安全的不同影响，将传感器分为三个层级；其中，第一层级传感器包括对飞行安全的影响最大的传感器，第二层级传感器包括对飞行状态的影响较大的传感器，第三层级传感器包括对飞行安全的影响较小的传感器；根据传感器的层级逐层检查各有效飞行控制器的传感器状态位，判断所有有效飞行控制器控制指令的传感器异常状态对应情况，确定最优控制指令。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据传感器的层级逐层检查各有效飞行控制器的传感器状态位，判断所有有效飞行控制器控制指令的传感器异常状态对应情况，确定最优控制指令，包括：检查各有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位是否存在异常；若只有一套有效飞行控制器的传感器状态位不存在异常，则将该套有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若有多套有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第一层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令；若所有有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位均存在异常，则检查所有有效飞行控制器第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若有多套有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第一层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令，包括：若有多套有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第一层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常；若只有一套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用该有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若有多套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令；若所有有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位均存在异常，则使用筛选出来的第一层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若有多套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令，包括：若有多套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位是否存在异常；若只有一套飞行控制器第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用该飞行控制器的控制指令作为当前时刻的有效控制指令；若有多套有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用筛选出来的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若所有有效飞行控制器第三层级传感器的传感器状态位均存在异常，则使用筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令。 8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若所有有效飞行控制器第一层级传感器的传感器状态位均存在异常，则检查所有有效飞行控制器第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常，并根据检查结果确定最优控制指令，包括：若所有有效飞行控制器的第一层级传感器的传感器状态位均存在异常，则检查所有有效飞行控制器第二层级传感器的传感器状态位是否存在异常；若只有一套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用该有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若有多套有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常，则检查筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位是否存在异常，若只有一套有效飞行控制器第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用该有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若有多套有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用筛选出来的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若所有有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位均存在异常，则使用筛选出来的第二层级传感器的传感器状态位不存在异常的有效飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若所有有效飞行控制器的第二层级传感器的传感器状态位均存在异常，则检查所有有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位，若只有一套有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用该套有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若有多套有效飞行控制器的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常，则使用筛选出来的第三层级传感器的传感器状态位不存在异常的飞行控制器中余度优先级最高的有效飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；若所有飞行控制器第三层级传感器的传感器状态位均存在异常，则使用所有工作正常的飞行控制器中余度优先级最高的飞行控制器的控制指令作为最优控制指令。 9.一种无人机多余度控制系统决策装置，其特征在于，包括：余度统计模块，用于实时接收每个飞行控制器输出的控制指令和传感器状态位，并统计工作正常的余度数量；指令确定模块，用于根据工作正常的余度数量进行控制指令互检，并根据所述传感器状态位进行自检，确定最优控制指令；具体包括：在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量大于或等于3时，则采用控制指令交叉检验和传感器状态位判断相结合的方法，确定最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于2时，则根据飞行控制器的不同优先级和传感器状态位进行综合判断，确定最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于1时，则将接收到的飞行控制器的控制指令作为最优控制指令；在每一个控制周期内，如果工作正常的余度数量等于0时，则采用舵面中立指令作为最优控制指令；指令传输模块，用于将所述最优控制指令通过网络接口传输到执行机构，作为当前时刻的有效控制指令。