查勇

課題名稱：地方高等職業(yè)院校軍民融合協(xié)同發(fā)展人才培養(yǎng)體系路徑研究，課題編號：JMRH2019-009

摘要：為維持無人機系統(tǒng)控制站的平穩(wěn)運行，采取切實可行的操作容錯技術(shù)具有積極的現(xiàn)實意義。本文主要分析了無人機系統(tǒng)控制站操作容錯控制技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：無人機系統(tǒng)控制站;容錯控制技術(shù);平穩(wěn)運行

中圖分類號：V279?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）16-0060-01

無人機系統(tǒng)控制站在無人機系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其操作的穩(wěn)定性和規(guī)范性關(guān)乎無人機系統(tǒng)的運行，但是系統(tǒng)操作和運行過程中不可避免地受到了諸多因素的影響，故而正確認識容錯控制技術(shù)應用的必要性，采取多種控制對策十分必要。

1 無人機系統(tǒng)控制站操作容錯控制的必要性

無人機系統(tǒng)控制站是無人就系統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮中心，控制站需要控制飛行器飛行流程、飛行軌和有效荷載任務等。執(zhí)行任務時，操作人員應熟練掌握操作流程，結(jié)合飛行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)分析飛機的狀態(tài)，規(guī)避不利因素的影響，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。這種高壓的工作狀態(tài)下，無法完全規(guī)避操作失誤。人為操作失誤是引發(fā)墜機事故的主要因素，此時采取有效措施提高控制站操作的容錯能力，可以減少操作失誤所引發(fā)的飛行事故。

2 無人機系統(tǒng)控制站操作容錯控制技術(shù)

2.1控制站操作軟件容錯設(shè)計。

（1）接口設(shè)計。硬件接口軟件設(shè)計中，設(shè)計人員需考慮檢測外部輸入或輸出設(shè)備的運行狀態(tài)，在失效狀態(tài)下使其迅速過渡到安全運行狀態(tài)。報警設(shè)計中，要為操作者提供聲光報警信號，聲音報警信號要大于既定的背景噪音，并作出軟件正處于運行狀態(tài)的指示，從而在處理中為操作者提供狀態(tài)指示信號。

（2）軟件穩(wěn)定性設(shè)計。接口故障處理設(shè)計中，工作人員需合理預測操作軟件接口可能產(chǎn)生的多種故障，采取切實可行的應對措施。操作軟件加工輸入和輸出信息前，需檢查其科學性與合理性。錯誤操作控制中，操作軟件要準確判斷操作人員的輸入及輸出操作的合理性，如操作不合理，則需直接拒絕該指令，并提醒操作者操作失誤，明確錯誤類型的同時，采取切實可行的應對措施。異常保護設(shè)計中，必須認真分析操作軟件運行中的異常問題，采取針對性保護措施，以維護工作站和計算機的平穩(wěn)運行。

（3）防錯設(shè)計。非授權(quán)存取限制的過程中，避免發(fā)生操作軟件程序與數(shù)據(jù)非授權(quán)現(xiàn)象和非法存取或修改問題，人員要對安全關(guān)鍵功能模塊設(shè)置通用密碼。數(shù)據(jù)區(qū)隔離中，為有效避免程序執(zhí)行錯誤命令，可對數(shù)據(jù)和指令采取隔離措施。

2.2控制站操作面板容錯設(shè)計。

（1）控制站面板指令按鈕容錯設(shè)計。選擇指令按鈕的過程中，要以符合用戶使用習慣和人機工程設(shè)計規(guī)范的按鈕為首選。如以多轉(zhuǎn)控制器滿足調(diào)節(jié)范圍較大，且精度要求嚴格的控制鍵為首選，采用離散操作的控制鍵普遍應用卡銷式控制器。針對有范圍要求的調(diào)節(jié)控制器，可在調(diào)節(jié)范圍的兩端布置制動卡。無人機控制站面板指令按鈕的運動方向要與相關(guān)裝置的運動方向保持高度一致，同時也要適應人們的操作習慣。按鈕最小間距滿足人機工程的要求，設(shè)計間距大于參考值。

（2）控制站面板遙控操縱桿容錯設(shè)計。結(jié)合操作人員的個人習慣，在右手位置設(shè)置遙控操縱桿，從而在人工操作和遙控的過程中保證左手區(qū)域指令的傳達質(zhì)量。若遙控操縱桿顯與顯示器布設(shè)于同列，最高位置要在顯示器最低位置以下，以免遮擋操作人員的視野，油門控制器通常設(shè)置在操作者的左手區(qū)域。

遙控操縱桿功能容錯設(shè)計的主要目標是，引導操作人員準確識別操縱桿信息。所以設(shè)計操縱桿的過程中，應以觸覺編碼設(shè)計為首選。遙控操縱桿也需設(shè)置功能啟動鍵或鎖定機構(gòu)，嚴格控制由于操作桿誤碰所引發(fā)的安全隱患。且所有的零位限制器均應具備適度的摩擦力，使其正?；瑒?，防止出現(xiàn)誤碰問題。

（3）緊急指令容錯設(shè)計。設(shè)計中，要求人員合理界定緊急事故下的指令，科學設(shè)置緊急指令鍵，讓緊急指令鍵可在軟件界面上有與之對應的軟件控制鍵。緊急狀態(tài)下所采用的指令需在操作者不易觸碰且操作相對便捷的區(qū)域?？焖佟蚀_和受保護是緊急情況使用指令設(shè)計的總體要求。緊急指令設(shè)計中，需合理利用啟動開關(guān)和解鎖裝置等方式。另外，指令鍵還要具備狀態(tài)反饋功能，便于操作員及時了解指令鍵的工作狀態(tài)。

2.3控制站操作界面容錯設(shè)計。

（1）操作軟件界面容錯設(shè)計。功能分區(qū)設(shè)計中，為使操作者合理使用不同的指令，以較短的時間獲取準確的遙測信息，無人機控制站操作軟件界面的功能分區(qū)可有效推動界面信息交互。在界面布局設(shè)計中，為加強判斷和操作的準確性，可采取T字型分布方式完成飛行儀表布局工作，最為常用的儀表需設(shè)于儀表板的中央位置，三指標基本相同，且仔細觀察儀表的變化，從而全面了解和掌握飛機的總想運動狀態(tài)。

航道羅盤可設(shè)置在地平儀之下，與地平儀相互垂直，仔細觀察其指示變化，便可掌握飛機的側(cè)向運動狀態(tài)。T字型的布置方式能夠顯示飛機的運行參數(shù)，同時也可順應人們的操作習慣。控制站軟件界面設(shè)計工作中，設(shè)計人員務必高度重視畫面的清晰度和邏輯性，做到安全操作。顯示信息多且雜，要以不同顏色顯示不同類型的信息。再者，確定信息顏色的條件下，合理選擇界面顏色十分必要。選用黑色背景有助于提高識別效率。

（2）控制面板容錯布局設(shè)計?？刂泼姘宀季种?，需要充分考慮操作實際，合理布置控制面板中的功能鍵，并根據(jù)實際調(diào)整區(qū)域的規(guī)格。再者，控制面板與顯示器要建立明確的關(guān)系，控制面板顯示器的下側(cè)和右側(cè)不得在操作人員操作系統(tǒng)時遮擋顯示器，從而加強操作的準確性。

3 結(jié)語

無人機操作容錯設(shè)計技術(shù)的應用，對我國無人機系統(tǒng)控制站的發(fā)展起到了十分積極的作用。相關(guān)人員需大力推動該項技術(shù)的研發(fā)與應用，維護無人機系統(tǒng)控制站運行的穩(wěn)定性和安全性，讓我國在無人機領(lǐng)域再上一層臺階。

參考文獻：

[1]黃龍亮，徐雪琴，黃曉飛，等.基于滑模理論的旋翼無人機容錯飛行系統(tǒng)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，000（016）