随着无人机领域的高速发展,大型高端无人机的设计目标逐渐成为飞行高度高、航时长,由此带来“工作环境恶劣,连续工作时间长”等问题,这对无人机可靠性提出了更严苛的要求。飞控计算机作为无人机的核心部件可靠性显得尤为重要。在CAN总线飞控计算机的基础之上,以“高可靠性、高可扩展性、高可维护性”为目标,本文基于CAN总线飞控计算机的硬件基础上进行了状态监测和余度管理技术研究。为了提高对飞控计算机的状态监测功能,采用对飞控计算机的软件和硬件进行状态监测。软件状态监测方案采用μC/OS实时操作系统在MPC555上的移植、优化和封装,实现了对任务堆栈、任务运行时间、任务CPU负荷、系统CPU负荷、内存大小和CAN总线状态的监测。硬件状态监测分为板卡接口层硬件状态监测和系统功能层硬件状态监测,接口层硬件状态监测通过增加额外的监测链路实现对模拟量资源和数字量资源的监测,系统功能层硬件状态监测分为传感器的链路监测和传感器有效字监测。采用频率法对传感器链路的状态进行监测,用取位对比法对传感器有效字进行监测。余度策略方案采用自闭环余度策略,通过“协同法”作为容错策略,并设计了控制单元等级制度、故障诊断、系统重构以及故障恢复等技术,最终实现了仅依靠自身板卡便可独立构成余度管理功能,针对开发完成的自闭环余度技术,利用实时仿真系统,通过故障注入,全面地测试了计算机容错功能。结果表明,软硬件状态监测达到了设计要求,自闭环余度技术是完备可靠的。