Трехканальная резервированная измерительная система

 

1. ТРЕХКАНАЛЬНАЯ РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая восстанавливающий орган, выход которого соединен с первыми входами усилителей разностного сигнала, а входы - с выходами переключательных элементов,, управляющие входы которых подключены к выходам компараторов, а первые информационные входы соединены с выходами измерительных каналов и вторыми входами соответствующих усилителей разностного сигнала, отли чающая с я тем, что с целью повышения достоверности выдаваемой информации, в каждый канал сисTeNbi введены ключ и элемент ИЛИ, первый выход усилителя разностного сигнала соединен с первым входом компаратора непосредстЬенно, а второй выход - со вторым входом компаратора через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами компараторов соседних каналов, при § этом второй информационный вход (Л переключательного элемента подключен к выходу переключательного элемента следующего канала. 4; 00 00

„„SU„„1040488 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С, 06 )= 11/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ //р .„,, К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ /, "" :,," р,. Ж; .г, (21) 3297008/18-24 (22) 21.05.81 (46) 0 7. 09 . 83. Бюл. Р 33 (72) Э. С. Брянских, A. П. Лукашев, В.Д.Смирнов, A.Â.Øèïèëoâ, А.П.Ткаченко, A ° H.Волков, Н.Н,Томкович и

Ю.Й.Крутяков (53) 681.142.07 (088.8 ) (56) 1.Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета, М., "Транспорт", 19 72, с.283-286 .

2. Авторское свидетельство СССР

Р 335688, кл. G 06 F 11/00 1970 (прототип ). (54 ) (57)1. ТРЕХКАНАЛЬНАЯ РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая восстанавливающий орган, выход которого соединен с первыми входами усилителей разностного сигнала, а входы — с выходами переключательных элементов,, управляющие входы которых подключены к выходам компараторов, а первые информационные входы соединены с выходами измерительных каналов и вторыми входами соответствую-: щих усилителей разностного сигнала, о т.л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения достоверности выдаваемой информации, в каждый канал системы введенЫ ключ и элемент .ИЛИ, первый выход усилителя разностного сигнала соединен с первым входом компаратора непосредстЬенно, а второй выход — co вторым входом компаратора через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, соединенного входамй с выходами компараторов соседних каналов, при Я этом второй информационный вход переключательного элемента подклю- g+ чен к выходу переключательного элемента следующего канала. С:

1040488

2. Система по п.1 о т л и ч а ю щ а я с я те . что, с целью повышения точности выдаваемой информации, 1

Йзобретение относится к автоматике н может быть использовано в системах измерения и регулирования повышенной надежности.

Известна трехканальная резервиро- 5 ванная система, содержащая измерительные каналы, через управляемые ключи соединенные с входами восстанавливающего органа, выполненного в виде последовательно включенных сум- 10 матора и регулятора усиления, три компаратора и три элемента И.Известная система обеспечивает выявление любого вида отказа одного измери- . тельного канала и восстановление 15 информации об измеряемом параметре

t1 3.

Недостатком этой системы является ограниченная точность и отсутствие информации об измеряемом параметре при отказе двух каналов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является трехканальная резервированная система, содержащая восстанавливающий 25 орган, через переключательные элементы соединенный с входами системы, схемы сравнения, одни входы которых подключены к входам систежг, другие к выходу восстанавливающего органа, ур а выходы схем сравнения соединены с управляющими входами переключательных элементов. Эта система-позволяет при отказе двух каналов получить на выходе информацию с вероятностью 35

0,5, соответствующую достоверной(2 ).

Йедостатком этой системяявляется пониженная точность и достоверность выдаваемой информации особенно в случае, когда при выходе из строя двух каналов недопустима-потеря ин- 40 формации на выходе системы.

Недостаточно высокая точность обусловлена тем, что в этой системе используется мажоритарный восстанавлиющий орган,, на выход которого при 45 отказе одного канала проходит выходной сигнал только одного из исправных кайалов, т.е. погрешность системы при отказе одного канала не менее погрешности и эмери тельного канала. 50

Недостаточно высокая достоверность обусловлена тем, что эта система обеспечивает достоверность выдаваемой информации с доверительной веро ятностью не более 0,5 при поочередном55 отказе двух измерительных каналов восстанавливающий орган выполнен в виде устройства суммирования и масшта биро вани я .

2 независимо от характера отказа.

Кроме того, эта система выдает недостоверную информацию при одновременном отказе двух измерительных каналов.

Цель изобретения — повышение точности системы и достоверности выдаваемой ею информации.

Поставленная цель достигается тем, что в трехканальную резервированную измерительную систему, содержащую восстанавливающий орган, выход которого соединен с первыми входами усилителей разностного сигнала, а входы - с вы ходами переключательных элементов, управляющие входы которых подключены к выходам компараторов,а первые информационные входы соединены с выходами измерительных каналов и вторыми входами усилителей разностного сигнала, введены ключи и элементы ИЛИ по числу каналов, первый выход усилителя разностного сигнала соединен с первым входом компаратора непосред-. ственно, а .второй выход с вторым входом компаратора через ключ, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами компараторов соседних каналов, при этом второй информационный вход переключательного элемента подключен к выходу переключательного элемента следующего канала.

Причем восстанавливающий орган выполнен в виде устройства суммирования и масштабирования.

На чертеже представлена структурная схема системы.

Система содержит измерительные каналы 1 — 3, переключательные элементы 4 — 6, усилители 7 -9 раэностного . сигнала, ключи 10 - 12, устройство 13 суммирования и масштабирования, компараторы 14 — 16, элементы ИЛИ 17—

19, информационный выход 20, сигнальные выходы 21 -23 °

При отсутствии отказа измерительных каналов система работает следующим образом.

Выходные сигналы каналов 1 - 3 поступают через нормально замкнутые ключи элементов 4 - 6 на входы устройства 13. С. выхода устройства 13 сигнал поступает на информационный выход систеьью 20 и на первые входы усилителей 7 - 9, на вторые входы которых поступают выходные сигналы каналов 1 - 3. Ключи 10 - 12 при отсутствии отказа каналов замкнуты, 3 1040488 поэтому на входы всех компараторов

14 — 16 поступают выходные сигналы усилителей 7 - 9, первые выходы которых служат для сигнала отрицатель" ной полярности, а вторые выходы— для .сигналов положительной поляр- . 5 ности. При этом усилители 7 †. 9 вы-: полнены так, что если выходной сигнал канала, связанного с .усилителем . разностного сигнала, больше выходного сигнала устройства 13, то на выходе этого усилителя присутствует сиг нал,например, положительной полярности а если выходной сигнал этого канала меньше выходного сигнала устройства 13,то на выходе усилителя присутствует сигнал отрицательной полярности.

Так как величины сигналов на выходе усилителей 7 - 9 при отсутствии отказа малы, то на выходе компараторов 14 - 16 формируются сигналы, поступающие на. выходы 21 — 23, сиг-:. 2О. нализирующие об отсутствии отказа, на управляющие входы переключательных элементов 4 - 6,. замыкающие нормально замкнутые ключи, и на входы элементов ИЛИ 17 - 19, на вы- 25 ходе .которых формируются при этом сигналы, замыкающие ключи 10 — 12.

При появлении отказа, например, канала 1 на выходе усилителя 7 формируется сигнал, который поступает. 3Q либо непосредственно на вход компара тора 14, либо через открытый ключ 10.

Величина выходного сигнала усилителя

7 при этомпревышает величину опорно-.. го сигнала компаратора 14, который при этбм формирует сигнал, размыкающий нормально замкнутый ключ и замыкающий нормально разомкнутый ключ элемента 4, сигнализирующий на выходе

21 отказ канала 1 и изменяющий выход-. ные сигналы элементов 18, 19 выход- 4О ные сигналы которых размыкают ключи

11 и 12, При этом на выходе 20 выда" ется достоверная информация, так как на вход устройства 13 не поступает информация с выхода отказавшего ка- 45 нала 1. На входы устройства 13 в этом случае поступают сигналы канала 2 через нормально замкнутый ключ элемента 5 и нормально разомкнутый ключ элемента 4 и канала 3 через gp нормально. замкнутый ключ элемента 6, так как выходные сигналы усилителей

8, 9 не превышают опорных сигналов компараторов 15 и16 и компараторы 15

16 находятся в исходном состоянии.

При появлении второго отказа, например, канала 2, на выходах усилителей 8 и 9 формируются сигналы разных полярностей, при этом, если частота этого вида отказа максимальная (например отказ, характеризуемый уменьшением выходного, сигнала канала, до нуля, вызываемлй обрывами и коротввИИПИ Заказ 6930/53

Филиал ППП "Патент", r.

4 ,кими замыканиями в линиях связи, появляется с вероятностью P 0,9, то на первом выходе усилителя 8 формируется сигнал отрицательной полярности, поступающий непосредственно на вход компаратора 15. Так как величина этого сигнала превышает опорный сигнал компаратора 15, то компаратор 15 изменяет свое состояние ° На втором выходе усилителя 9 формируется сигнал положительной полярности, который не,может поступить на вход компаратора 16 через разомк» нутый ключ 12, и компаратор 16 остается в исходном состоянии.

В этом случае на выходе компаратора 15 формируется выходной сигнал, сигнализирующий на выходе 22 об отказе канала 2, размыкающий нормально замкнутый ключ и замыкающий нормально разомкнутый ключ элемента 5. При этом на выход 20 системы выдается достоверная информация, так как на . входы устройства 13 поступает сигнал только исправного канала 3 через нормально разомкнутый ключ элементов 4 -и 5.

° При появлении одновременного отказа каналов 1 и 2 система принимает такое же состояние и работает так хТз.

При отказе других каналов система работает аналогичным образом .

При восстановлении отказавших ка-.. налов 1 и 2 выходные сигналы усилите лей 7 и 8 становятся меньшими опорных сигналов компараторов 14,15, и компараторы приходят в исходное состоя» ние, формируя сигналы, приводящие систему в исходное состояние работы при отсутствии отказов.

Повышение достоверности выдаваемой информации обеспечивается при этом тем, что в предлагаемой системе при отказе двух каналов исключено влияние на выдаваемую информацию отказов, обладающих наибольшей часто» той..Повышение точности обеспечивается тем, что в качестве восстанавливающего органа в системе используется устройство суммирования и масштабирования, усредняющее информацию, выдаваемую каналамю, подключенными к его входам как при отсутствии отказа каналов, так и при наличии отказа одного канала.

Расчетное значение достоверности информации, выдаваемой системой при любых отказах двух каналов с учетом указанных в отраслевых стандартах соотношений между различными видами отказа в реальных эксплуатирующихся системах, не менее 0,90.

Расчетное значение погрешности ситеьы не превышает 0,7 погрешности измерительных каналов как при отсут-. ствии, так и при наличии. одного отказавшего канала.

Тираж 706 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4