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书书书犐犆犛４９．０９０犞３７!#$%&’’()*犌犅／犜３８９１１—２０２０!#$%&’()*+,-./0123犌犲狀犲狉犪犾狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊犳狅狉犳犾犻犵犺狋犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿狊狅犳犮犻狏犻犾狊犿犪犾犾犪狀犱犾犻犵犺狋狌狀犿犪狀狀犲犱犺犲犾犻犮狅狆狋犲狉２０２００７２１45２０２１０２０１67’(+,-./012’()*3/045645书书书目 次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………１ 范围１………………………………………………………………………………………………………２ 规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３ 术语、定义和缩略语１……………………………………………………………………………………… ３．１ 术语和定义１………………………………………………………………………………………… ３．２ 缩略语１………………………………………………………………………………………………４ 通用要求２………………………………………………………………………………………………… ４．１ 控制方式２…………………………………………………………………………………………… ４．２ 功能２………………………………………………………………………………………………… ４．３ 性能４………………………………………………………………………………………………… ４．４ 硬件６………………………………………………………………………………………………… ４．５ 软件７………………………………………………………………………………………………… ４．６ 接口８………………………………………………………………………………………………… ４．７ 通用质量特性８………………………………………………………………………………………５ 验证试验１０………………………………………………………………………………………………… ５．１ 型式试验１０…………………………………………………………………………………………… ５．２ 出厂检验１１……………………………………………………………………………………………６ 标识、包装、运输和储存１１………………………………………………………………………………… ６．１ 标识１１………………………………………………………………………………………………… ６．２ 包装１１………………………………………………………………………………………………… ６．３ 运输与储存１２…………………………………………………………………………………………Ⅰ犌犅／犜３８９１１—２０２０前 言 本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由全国航空器标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ４３５）提出并归口。本标准起草单位：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所、中国航空综合技术研究所、天津直升机研发中心、一飞智控（天津）科技有限公司、南京模拟技术研究所、南京航空航天大学。本标准主要起草人：王琳、胡应东、唐强、舒振杰、孟宪锋、禹科、段镖、曹国杰、何志凯、王刚强、吴冲、顾冬雷、赵佳、郭剑东、高艳辉。Ⅲ犌犅／犜３８９１１—２０２０民用轻小型无人直升机飞行控制系统通用要求１ 范围本标准规定了民用轻小型无人直升机飞行控制系统的通用要求、验证试验、标识、包装、运输和储存。本标准适用于民用轻小型无人直升机（起飞重量在０．２５ｋｇ～１５０ｋｇ之间）飞行控制系统及其部件的设计与验证。其他无人驾驶航空器飞行控制系统可参照执行。２ 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ１９１ 包装储运图示标志ＧＢ／Ｔ３５０１８ 民用无人驾驶航空器系统分类及分级ＧＢ／Ｔ３８１５２ 无人驾驶航空器系统术语ＧＢ／Ｔ３８９２４（所有部分） 民用轻小型无人机系统环境试验方法ＧＢ／Ｔ３８９９６ 民用轻小型无人机系统电磁兼容性要求与试验方法３ 术语、定义和缩略语３．１ 术语和定义ＧＢ／Ｔ３５０１８与ＧＢ／Ｔ３８１５２界定的以及下列术语和定义适用于本文件。３．１．１ 固件 犳犻狉犿狑犪狉犲固化于集成电路中的软件。３．２ 缩略语下列缩略语适用于本文件。ＡＤＳＢ：广播式自动相关监视（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｅｐｅｎｄｅｎｔＳｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅＢｒｏａｄｃａｓｔ）ＡＨＲＳ：航姿参考系统（ＡｔｔｉｔｕｄｅａｎｄＨｅａｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）ＡＰＩ：应用编程接口（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＩｎｔｅｒｆａｃｅ）ＣＡＮ：控制器局域网总线（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ＧＮＳＳ：全球导航卫星系统（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）ＩＭＵ：惯性测量单元（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）ＭＴＢＦ：平均故障间隔时间（ＭｅａｎＴｉｍｅＢｅｔｗｅｅｎＦａｉｌｕｒｅ）ＵＡＲＴ：通用异步收发传输器（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）ＵＳＢ：通用串行总线（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）１犌犅／犜３８９１１—２０２０４ 通用要求４．１ 控制方式民用无人直升机飞行控制系统应为直升机平台提供良好的稳定性和操纵性，控制无人直升机完成自起飞到着陆的全过程飞行。无人直升机的控制方式宜分为：遥控、指令控制和自主控制。４．２ 功能４．２．１ 总则飞行控制系统功能包括飞行控制功能、飞行管理功能和安全保护功能等。４．２．２ 飞行控制功能４．２．２．１ 一般要求飞行控制功能包括：根据操作人员的指令和传感器反馈的状态，进行控制律计算，实现对无人直升机平台的姿态、航向、速度、位置、轨迹等的控制。必要时，提供对动力系统的控制。４．２．２．２ 模式管理功能模式管理功能包括：ａ） 根据外部指令或飞行状态，进行遥控、指令控制、自主控制模式之间的切换；ｂ） 判断模态进入和退出条件，进行模态调度与管理。４．２．２．３ 指令控制模态为实现指令控制功能，宜提供如下控制模态：ａ） 俯仰、滚转姿态保持；ｂ） 航向给定与保持；ｃ） 速度给定与保持；ｄ） 高度给定与保持；ｅ） 位置给定与保持；ｆ） 垂直速度给定与保持（必要时）；ｇ） 自动航线保持。４．２．２．４ 导航制导功能导航制导功能宜包括：ａ） 接收地面站指令，对航线、航点进行插入、删除、修改等操作；ｂ） 根据预装航线及在线编辑的航线航点信息，生成相应的航路信息；ｃ） 根据应飞航线及无人直升机当前信息计算侧偏、侧偏变化率、待飞距离、待飞时间等引导信息；ｄ） 根据飞行状态判断是否满足航段交接条件，满足时进行航段交接；ｅ） 根据地面站指令或应急处置要求，进行航线切换；ｆ） 确定无人直升机当前的飞行阶段和飞行状态，根据性能约束，计算并输出控制律导引指令和控制模态指令。２犌犅／犜３８９１１—２０２０４．２．３ 飞行管理功能４．２．３．１ 一般要求飞行管理功能包括：接口管理、设备管理等功能。４．２．３．２ 接口管理功能对于飞行控制系统接收的遥控指令、传感器信息等进行状态监控、校验判断、信息解码，用于控制系统内部使用。输入信息处理时，应加判必要的条件，并进行合理性判断和边界约束。将无人直升机系统的状态信息、告警信息等内容进行组帧并按照约定格式进行遥测发送、飞行参数记录。数据发送和记录的帧周期宜包含北京时间等时标，并满足试飞调整和故障判定的要求。必要时，进行加密处理。４．２．３．３ 设备管理功能４．２．３．３．１ 动力管理功能动力管理功能宜包括：地面启动、重启动、停机、功率控制、状态监测与告警等。４．２．３．３．２ 电气管理功能电气管理功能宜包括：ａ） 电气参数与状态监测；ｂ） 相关用电设备接通与断开控制；ｃ） 余度电源切换控制（必要时）；ｄ） 电池余量计算与余电不足告警。４．２．３．３．３ 灯光管理功能灯光管理功能宜包括：ａ） 系统状态指示灯管理；ｂ） 故障状态指示灯管理；ｃ） 航行灯管理。４．２．３．３．４ 任务设备管理功能任务设备管理功能宜包括：ａ） 任务设备控制；ｂ） 任务设备状态监视；ｃ） 任务设备控制命令转发。４．２．４ 安全保护功能４．２．４．１ 一般要求安全保护功能宜包括：应急处置、包线保护、航路重规划、信息重构等功能。３犌犅／犜３８９１１—２０２０４．２．４．２ 应急处置功能无人直升机关键或重要设备等发生故障时，飞行控制系统进行应急飞行，宜包括：ａ） 应急返航（包括不同约束，如最短时间、最短路径等）；ｂ） 应急悬停（必要时）；ｃ） 应急着陆；ｄ） 应急迫降，必要时提供自转下滑功能。４．２．４．３ 包线保护功能应根据无人直升机的飞行性能进行飞行包线保护，宜包括：ａ） 俯仰角限制；ｂ） 滚转角限制；ｃ） 过载限制（必要时）；ｄ） 最大飞行高度限制；ｅ） 低高度触地防撞保护（必要时）；ｆ） 低高度保安拉起（必要时）；ｇ） 最大飞行速度限制；ｈ） 最大上升速度限制（必要时）；ｉ） 最大下降速度限制（必要时）；ｊ） 着陆过程中的位置漂移、触地过载（或下降率）、抬头姿态等限制。４．２．４．４ 航路重规划功能航路重规划功能宜包括：ａ） 根据返航要求，在线生成返航航线；ｂ） 根据应急处置的约束要求，在线生成应急航线；ｃ） 根据地形信息和当前飞行状态，在线生成地形跟随／地形回避飞行航路（必要时）；ｄ） 根据威胁状态或障碍信息，进行在线航路重规划（必要时）；ｅ） 飞行航路重规划时应避开限飞区且满足飞行性能包线的要求。４．２．４．５ 信息重构功能必要时，提供信息重构功能，如当主传感器速度、高度等信息失效时，使用备份传感器信息。４．３ 性能４．３．１ 一般要求除另有规定外，飞行控制系统性能要求应包含测量误差。对于考虑结构弹性的飞行控制模态响应，系统宜满足规定的稳定性要求。４．３．２ 控制模态性能要求４．３．２．１ 俯仰、滚转姿态性能要求俯仰、滚转姿态保持性能要求宜包括：ａ） 俯仰姿态相对于基准的精度；ｂ） 滚转姿态相对于基准的精度；４犌犅／犜３８９１１—２０２０ｃ） 在规定的紊流强度中俯仰姿态的均方根偏差允许范围；ｄ） 在规定的紊流强度中滚转姿态的均方根偏差允许范围；ｅ） 受到姿态扰动时，回复时间和超调量。４．３．２．２ 航向性能要求航向给定与保持性能要求宜包括：ａ） 航向保持相对基准的精度；ｂ） 航向基准为航向保持模态接通时刻的当前航向或给定的航向目标值；ｃ） 在规定的紊流强度中航向保持的均方根偏差允许范围；ｄ） 具有０°～３６０°的航向给定能力；ｅ） 持续、稳定的偏航角速率；ｆ） 前飞转弯过程中的滚转角限制；ｇ） 进入和改出过程的瞬态和超调量。４．３．２．３ 高度性能要求高度给定与保持性能要求宜包括：ａ） 明确所保持的高度是绝对高度还是相对高度；ｂ） 高度保持基准的精度；ｃ） 高度基准为高度保持模态接通时刻的当前高度或给定的高度目标值；ｄ） 前飞稳态盘旋时的高度保持精度；ｅ） 进入和改出过程的瞬态和超调量；ｆ） 绝对高度保持和相对高度保持模态切换的瞬态不影响飞行器的安全或任务执行。４．３．２．４ 速度性能要求速度给定与保持性能要求宜包括：ａ） 明确所保持的速度是地速、真空速还是指示空速；ｂ） 速度保持的精度；ｃ） 接通速度保持模态时的速度或给定值作为基准速度；ｄ） 进入和改出过程的瞬态和超调量；ｅ） 地速保持和空速保持模态切换的瞬态不影响飞行器的安全或任务执行。４．３．２．５ 位置性能要求位置给定与保持是无人直升机的一项基本功能，应同时包括对纵向位置和侧向位置的给定与保持功能，位置给定与保持性能要求宜包括：ａ） 位置保持的精度；ｂ） 在规定的紊流强度中位置保持的圆概率误差允许范围；ｃ） 接通位置保持模态时的位置或给定值作为基准位置；ｄ） 位置保持的控制与航向保持协调，不引起不期望的往复调节。４．３．２．６ 垂直速度性能要求必要