自动飞行控制系统课件：CDU和起飞前准备页面.ppt

1、CAUC-AMAEC Flight Management and Auto-Flight1第三章第三章 控制显示组件控制显示组件(CDU)(CDU)第三章 控制显示组件 控制显示组件（CDU）是机组和FMC之间的接口，是进行人机联系的一个重要部件。它和普通电子计算机的键盘和终端显示器的集合体一样，建立操作者和FMCS之间联系。不同的是在CDU前面板上除有一般键盘所具有的字母数字键、符号键、清除、删除等键外，还有方式、功能、行选键，可以执行许多特殊功能，以简化驾驶员的操作。 CDU都安装在飞机驾驶舱中央操作台的前电子设备板上。在只装有一台FMCS的飞机上，可以装一台或二台CDU；在装有二台FMC

2、的飞机上，可装二台或三台CDU。各CDU独立地工作，共同控制FMC的运行。任意一个CDU都可以用来输入相同数据，在一个CDU上输入的数据也会出现在另一个CDU的相应显示页面上。目前在我国民航飞机上使用的CDU有两种类型，它们分别由美国的利厄辛格勒（LEAR SIEGLER）和斯贝莱（SPERRY）公司生产。两种类型的CDU外形基本相似，内部结构和工作原理也大同小异，唯功能性能等稍有不同。我们在这里仅把利厄辛格勒公司生产的2577B型控制显示组件为例说明。第三章 控制显示组件一控制显示组件构造一控制显示组件构造 - - CDU组成及外形w键盘-用于数据输入或要求显示数据;w阴极射线管（CRT）-

3、显示信息;w8位微处理器-控制CDU工作;w接收器-接收FMC信息;w电路-控制字符产生在CRT上显示;w高低压电源;w壳体等组成。FMC含有两个CDU，它们的结构和功能是完全相同的，飞行中均能独立地或同时地控制和显示。每个CDU大约58英寸（147厘米）宽，9英寸（2286厘米）高，11英寸（2794厘米）长。重约为有20磅（9.1公斤）。CDU要求使用115伏,400赫兹,单相交流电，耗电约为65瓦；控制板的照明用5V交流，指示灯用52.5V直流。为防止工作时内部电路过热，需要根据ARINC600的要求进行强制空气通风冷却 .二、前面板上电门及信号灯 前面板上装有各种各样的键电门和一些信号

4、灯。键电门都是按压式电门。当任一个键电门被压后，该信号先被编码，然后送到FMC去。按照键电门的功能分类，所有键电门可分为4中类型：w功能键：执行（EXEC）键、下页（NEXT）键、前页（PREV）键。w方式键：航路（RTE）键w行选键w字母数字键 （三）CRT显示器 CDU前面板上部是CRT，为一个5英寸的屏幕，表面是平的，其上粘贴有一块玻璃光线过滤器。显示的信息以英文字母和带有各种符号的阿拉伯数字为主，有时也显示方框和虚线等。 （四）CDU内部电路 CDU的内部电路分成3个主要部分：数字部分、模拟部分和接口部分。w数字部分：由微处理机电路板A4，输入输出电路板A5和照明的电路板DSI等组成，

5、按照功能，数字部分又可分为5个主要区域：CDU控制器，显示控制器，ARINC接口，键盘接口和信号器接口。（1）CDU控制器CDU控制器内的微处理机执行控制程序，为数字部分产生正常的控制和定时信号。CDU控制器由一个8085型微处理机，一个硬件控制程序，便签式存储器，地址译码器等组成。它为CDU的各种功能产生必要的控制信号。CDU控制器在一个实时基础上控制CDU以相应来自CRT控制器和ARINC429接口来的中断信号。此外，CDU控制器还为整个数字部分产生地址和控制数据总线。（2）控制显示器CDU内包含有一个CRT控制器，提供视频定时信号，并更新存储器地址。CRT控制器内有它自检的微处理机，把接

6、收到的数字数据转换为在阴极射线管上显示的字符，并确定每个字符的显示位置。显示控制器内还有提供在CDU控制器和CRT光栅扫描之间的电路。显示控制器编排并控制CRT的扫描。显示控制器为CRT更新存储器而提供字符巡址，并为字符ROM提供显示行巡址，以便产生视频和定时信号进行CRT显示扫描。（2）控制显示器显示控制器由CRT控制电路、CRT更新RAM和一个字符ROM所组成。CRT控制电路内含有可编程序定时寄存器，产生水平和垂直同步信号以用于模拟部分并更新存储器巡址。CRT控制电路由CDU控制器在电源接通期间起始，定时寄存器产生控制信号和更新RAM巡址不需要CDU控制器参与。当从模拟部分接收到“模拟失效

7、”信号后，由显示控制器关断视频信号。（3）ARINC接口部分ARINC接口内有一个ARINC总线接口总和电路，建立CDU和FMC之间的联系并对数据进行格式转换。数据接收机接受来自FMC的数字信号，并把它们转换为在CDU内所用的格式。数据发送部分把数据编为ARINC429格式并把它们发送到FMC去。 ARINC429接口从FMC接收高速输入数据，只有两个高速接收通道。这些数据是由ASC字符码、字符在CRT上的排和行的位置、信号器控制等组成。ASC字符码、字符在CRT上的排和行的位置、信号控制等组成。ASC是一种用十六进制数字表示的字符代码，它称为美国信息交换标准代码。这些数据被转换成8位二进制码

8、，并存储在RAM内，直到由CDU控制器处理为止。输出数据有两种类型，一种为操作者所按压的键盘数据，另一类为CDU自检状态。这些信息到了ARINC接口后被编为8位二进制码，以串行形式发送到FMC去，这就是低速ARINC429数据。 所有从FMC输入的数据都编排为信息组的形式，每一个信息组包含一个起始字，一个或多个中间字，一个结束字。这一组字包含了所有控制和显示数据。每个字由32位二进制码组成，编排依据ARINC429数据通信格式进行。每一个字由8位标题，2位符号状态矩阵，5位识别码，16位数据和1位奇偶检查组成，输入信息组的起始字规定了跟随在起始字后面的输入字的数量，中间字可能是一个数据字，一个

9、字符索引字或一个显示控制字。中间数据字规定将要显示的7位的ASC字符。中间字符索引字规定了接着送来的下一个字符的显示排和行的位置。中间显示控制字控制4个前面板上的信息灯和执行键的显示。结束字表示已完成了这一组信息组的传输。 CDU的输出字只有一种格式，其中包括7位当时的CDU状态数据和7位被按压键的键字符。键电门被按压后，该信号被编码，编码为十六进制。 应该注意的是，清除（CLR）键有两个编码号，一个为48，另一个为C8。当按压该键的时间少于0.5秒时，编码为48，告知FMC去清除在便签行上的数据或信息的最后一个输入字符。按压该键并保持在按压位时间长于0.5秒时，编码为C8，告诉FMC去清除整

10、个便签行内的全部显示。（4）键盘接口键盘接口是由分布在微处理器电路板A4以及在电门板DSI上的一些电路所组成。它们通过ARINC接口把操作者在CDU上键盘输入的数据输到FMC去。 键盘接口组成一个XY轴矩阵的键盘形式，它包含有一个8位输入口和一个8位输出口，CDU控制器对输入口进行检测，以决定哪个键盘已被压下。输出口由CDU控制器驱动以提供给扫描部分显示的字符。CDU控制器操纵键盘接口，提供被压键盘的代码数据，并把它送到ARINC429收发机去。 （5）信号器接口信号器接口接收来自FMC的显示信息，在CDU控制器的控制下，CDU面板上的信号器产生显示。这些信号为“FMC失效”，“信息”和在执行

11、方式键内的“执行”灯等。当进行灯泡试验时，所有的信号灯都亮。2模拟部分 模拟部分由：w偏转电路组件板A1；w自动亮度控制电路板A2；w阴极射线管组件板A6：w高压电源组件PS1：w低压电源组件板PS2等组成。（1）偏转电路组件板A1偏转电路组件板A1：从数字部分的显示控制器那里接收水平、垂直和视频信号，由此产生适当的模拟偏转信号以及视频数据，以便在阴极射线管上显示。（2）自动亮度控制电路板A2自动亮度控制电路板A2：接收来自电门板上的亮度传感器来的信号，对CDU显示的亮度进行自动控制。白天，驾驶舱明亮时，自动增强显示亮度，使操作者清晰看见屏幕上显示的信息。夜晚，驾驶舱光线黯淡时，自动减弱显示亮

12、度，以免刺激机组成员的眼睛。在电门面板上中右边有一个人工亮度控制旋纽。该人工控制信号也通过亮度控制电路板操纵亮度。（2）自动亮度控制电路板A2 电路板A2上还有内装自检BITE电路，它检测5伏直流电压和水平扫描信号。若是其中有一个失效，那就马上关闭CRT屏幕并产生一个模拟信号的故障指令到CDU控制器去。另外，它也把飞机2814伏信号照明电压转为电门板所要求的52.5伏电压。（3）低压电源组件板PS2低压电源组件板PS2提供CDU电路必须的各种工作电压。高压电源组件板PS1提供CRT工作所需要的偏置电压。（4）CDUFMC接口CDU有两条高速ARINC429数字输入通道和一条低速ARINC429

13、数字输出通道。所有输入到CDU的数据都编成信息组的形式，信息组由一个起始字，一个或一个以上的中间字和一个结束字所组成。信息组内包含有所有的控制和显示数据。CDU以每60毫秒周期地输出单个数据字到计算机去。（4）CDUFMC接口CDU输出字包含有当时CDU状态和压下键的7位键盘字符代码。无论输入还是输出信号的每个字均由32位组成。其中8位为标题代码，5位为识别代码，3位为符号状态矩阵代码，其余为字符、数据和控制代码。3内部监控器在CDU正常工作状态下，作为后台的测试连续地进行在线自测试（BITE），这种测试是自动的，不需操作者起始的，测试项目包括：w程序存储器检查，即把全部存储器程序相加，其和值

14、应与一个期望值相等；w电源检查：即测试电源组件保证为CDU显示和逻辑电路工作提供足够的电压；wCRT的水平和垂直扫描同步脉冲的正确性测试：即验证CRT的水平和垂直扫描同步脉冲是否正确以及FMC对CDU数据刷新速率是否正确，ARINC429输入输出数据接收、发送是否正确。若任何的在线自测试失效，则CDU显示空白。（五）自检 在FMCS的BITE中可以检查所有键的功能和所有显示单元。二控制显示组件键盘二控制显示组件键盘CDU 是一个5英寸的液晶显示器（LCD）。它在黑色背景上显示白色的文本信息。CDU基本显示有14行，每行都可以显示字母、数字和符号，每行可以显示24个字符。 控制显示组件控制显示组

15、件CDUCDU 第一行显示：第一行显示：状态-是激活执行飞行计划（ACT），还是一个修改的计划（MOD）；当在显示器的数据不是激活的或不是飞行计划的一部分则显示是空白的。标题；页号-告诉操作者页号和总页号。控制显示组件控制显示组件CDUCDU 第二至第十三行第二至第十三行： 是适用于飞机应用的数据区。 第十四行第十四行： 是从键盘输入数据用便签行。同时该行显示下列信息：故障信息输入错误提醒信息咨询信息控制显示组件控制显示组件CDUCDU 字母数字键：字母数字键： 使用该键盘向FMCS输入数据及对飞行计划的修改，每次按压一个字母键，它将显示在便签行中（行14），在便签行中，可以对输入进行编辑或删

16、除。控制显示组件控制显示组件CDUCDU 功能方式键功能方式键-INIT REF（起始基准键）-RTE（航路）-CLB（爬升）-CRE（巡航）-DES（下降）-LEGS（航路段）-DEP ARR（离场/进场）-HOLD（等待）-PROG（进程）-N1 LIMIT（N1限制）-FIX（固定点）控制显示组件控制显示组件CDUCDU（六）六）页选键页选键-NEXT PAGE-PREV PAGE行选键行选键。可以使用行选键做下列操作：从便签行移动数据到数据区；从数据区复制数据到便签行；从数据区将数据清除；从维护BITE索引页面中选择一个BITE操作。控制显示组件控制显示组件CDUCDU（七）七）w发光

17、通告器发光通告器呼叫CALL-当有一个来自其它系统而不是FMCS的呼叫时，CALL灯亮；失效-当同侧的FMC失效时，FAIL灯亮；信息MSG-灯亮表示有一个提醒或咨询信息，MSG一直亮到你清除掉信息；偏离OFST-当有一个并行的偏离激活时OFST灯亮。Typical pages of DISPLAY CDUIDENTIDENT（识别页）识别页）（INIT/REF INDEXINIT/REF INDEX）起始起始/ /基准索引页基准索引页（POS INITPOS INIT）位置起始页位置起始页位置偏移页w该页面显示FMCS计算的显示在POS REF页上的位置和ADIRU、GPS及无线电系统位置之

18、间的方位和距离。w飞机在空中，该页面还具有将FMCS计算的位置更新到所显示的其中一种位置的能力。FMC位置按压任意一个特定的导航传感器旁的行选键,可以选择用该传感器的位置为FMC的位置更新。此时,被选择的传感器将被加高光,同时EXEC灯亮。按压EXEC后，FMC导航位置变为所选择的传感器的位置,此时在5L旁显示:小号字的UPDATE COMPLETE（更新完成）。 位置偏移页 （续） 在地面，ADIRU、GPS和无线电数据区是空白的。行4L显示RNP/ANP值。行5L在位置移动已被选择且执行（EXEC）后，以小号字显示UPDATE COMPLETE（更新完成）。行6L显示IDENT提示符，其可

19、选择INIT/REF INDEX页。行5R显示NAV STATUS提示符，其可选择导航状态页。行6R显示CANCEL提示符。它仅当一个传感器已被选择作为位置的移动时显示，其允许机组取消作为位置移动所选择的传感器。 在行2和3上的GPS和IRS数据区中心的数据表示GPS和ADIRU都可用在FMC位置计算。（RTERTE）航路页航路页（DEP/ARR INDEXDEP/ARR INDEX）离场离场/ /进场索引页进场索引页（PREF INITPREF INIT）性能起始页性能起始页性能限制页行1L显示时间误差容限数据区。它给出在一个航路点的时间误差容限，该航路点具有要求的到达时间（RTA）功能。F

20、MCS使用这个容限来计算飞机的速度。数据的输入范围是5秒到30秒。缺选值是30秒。行2L和2R到4L和4R显示:爬升、巡航和下降的最小和最大速度。飞行机组可在这些数据区改变数值。N1 LIMIT（N1N1限制页限制页 ）N1限制页让飞行机组选择在CDS上显示并由A/T使用的发动机推力限制。N1限制页（在地面）行1L显示SEL/OAT提示符。该数据区让飞行机组输入外界大气温度（OAT）。也可以输入一个假定的温度（SEL）用于降低的起飞推力。行2L显示TO提示符，它选择全起飞推力。行3L显示TO-1提示符，它选择减推力起飞1。行4L显示TO-2提示符，它选择减推力起飞2。当选择了一个特定的起飞推力

21、后，提示符显示在所选择的推力旁边。FMCS总是选择最高可能的爬升推力，这种推力当选择了一个起飞推力时不会造成推力的增加，它可防止从起飞推力到爬升推力的过渡中油门杆的前推。行6L显示性能初始化提示符。它可选择性能初始化页。 N1 LIMIT（N1N1限制页限制页 ）N1限制页（在地面）行1R显示起飞N1提示符。该数据区显示由FMCS计算的激活的起飞推力。行2R显示爬升提示符。它允许并显示从起飞方式过渡后的最大爬升推力用于自动油门和N1三角标。行3R显示爬升1提示符。它选择第一个从起飞方式过渡后的降低的爬升推力。行4R显示爬升2提示符。它选择第二个从起飞方式过渡后的降低的爬升推力。所选择的爬升推力

22、由位于所选择推力数据区旁边的提示符以大号字显示。行6R显示起飞提示符。它选择起飞基准页。 N1 LIMIT（N1N1限制页限制页 ）N1限制页（在空中）：N1限制页让飞行机组选择一个作为下列推力限制方式的N1限制：l复飞（GA） 连续的（CON）l爬升（CLB） 巡航（CRZ）l爬升1 爬升2行1L显示AUTO提示符。该选择让FMCS计算N1限制值。AUTO是缺省的选择。行2L和2R显示GA（复飞）N1限制。行3L和3R显示CON（连续的）N1限制。行4L和4R显示CLB（爬升）N1限制。行5L和5R显示CRZ（巡航）N1限制。行6L和6R显示CLB1和CLB2提示符。选择将显示降低的爬升N1

23、限制。N1 LIMIT（N1N1限制页限制页 ）TAKEOFF REF页面起飞基准页显示以下起飞数据w温度 起飞推力wV速度数据 跑道数据页面1信息该页面允许机组查看FMC计算的起飞推力，机组输入的起飞数据和V速度数据。1L：FLAP提示符；让飞行机组输入起飞襟翼设置。在有一个有效的输入前显示方框提示符。允许的输入值是1，5，10，15和25。该数据区也可用ACARS起飞数据信息上传。2L：显示实施的由FMCS计算的N1起飞推力。这个数据区页眉行变化为显示以下内容之一：w全推力起飞 来自一个SEL（假设的）温度输入w减推力1起飞 减推力2起飞如果起飞N1值由ACARS上传数据计算的，在飞行机组

24、接受之前，N1值以小字号给出。TAKEOFF REF页面3L：显示重心（CG）和TRIM的提示符，其允许机组输入，如果总重是输入的，将要计算和显示配平。该数据区也可用ACARS数据信息上传。CG/TRIM值在机组接受数据之前用小字号显示。4L：显示TAKEOFF DATA REQUEST提示符，其允许机组请求从ACARS数据链来的起飞数据。选择会引起在这个数据区TAKEOFF DATA REJECT提示符和5R行ACCEPT提示符。6L：显示以下提示符：wPOS INIT PREF INITwROUTE DEPARTUREwINDEX当在起飞前页面设定必要的数据和起飞前完成时，显示INDEX提

25、示符。如果其它符号之一显示，该页面没有完成必要的数据。当所有必要的数据输入时，显示INDEX提示符。TAKEOFF REF页面1R，2R和3R是机组设置计算的起飞速度（V1，VR和V2）。如果影响其计算值的参数发生变化，如：总重、无燃油重量、备用油量、成本指数或巡航高度）时，显示短划线。5R：显示ACCEPT提示符，当飞行机组请求从ACARS数据链（LSK4L）来得起飞数据时显示该符号。其允许飞行机组接受上传的起飞数据。选择会引起以大字号显示并在CDS上显示V数据。TAKEOFF REF页面页面2信息：该页面允许机组查看起飞跑道数据和起飞推力值。也允许机组选择一个减推力起飞限制并选择相应的跑道

26、表面条件。1L：显示RW/WIND提示符，其允许飞行机组输入起飞风值条件，如果该数据使用ACARS信息上传的，在飞行机组接受起飞数据之前，它以小字号显示。当该数据被接受时，会以大字号显示。缺选值是000/0且在一个输入前显示短划线。2L：显示RW SLOPE/HDG提示符，其允许机组输入跑道坡度和跑道航向。如果选择的起飞跑道在导航数据库中，显示跑道航向，否则跑道航向必须人工输入。如果该数据用ACARS信息上传的，在飞行机组接受起飞数据之前以小字号显示，接受后，以大字号显示。TAKEOFF REF页面4L：显示SEL OAT提示符，其允许外界大气温度由TAT探头测量，它也允许飞行机组输入用于减推

27、力起飞的一个假设温度，输入前，在SEL数据区显示短划线。SEL和OAT也可用ACARS信息上传。用摄氏设定温度，如果操作者用华氏设定，则在温度后有后缀“F”。6L：显示INDEX提示符，其可选择INIT/REF INDEX页面。4R：显示实施的由FMCS计算的N1起飞推力，页眉变化为显示以下内容之一：w全功率起飞w来自一个SEL（假设的）温度输入的减推力w减推力1w减推力2注意：不要变化起飞基准页面，如果该页面改变了，取消所有的变化。保证没有固定的减推力选择，保证在1/2，2/2页面上选择温度是空白的。起飞基准页面变化可能引起低推力起飞时而不是飞行机组计算的推力。 TAKEOFF REF页面起飞基准页（TAKEOFF REF）