Аналоговое мажоритарное устройство

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в навигационных системах повьшенной надежности для автоматической обработки данных резервированных измерительных каналов . Цель изобретения - повьшение достоверности обнаружения отказавших каналов. Устройство содержит в каждом резервируемом канале операционный усилитель 1, резистивные трехQ .;, Q (Л -о ui,,i -о ЧМЗ о оо О5 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИX

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 03 К 19/23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙиР ЮюаЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3558328/24-21 (22) 25.02.83 (46) 07.01.86, Бюл. Р 1 (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (72) В.А.Игнатов, Н.В.Боголюбов и В.В. Захаренков (53) 621.374(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1021029, кл. Н 03 К 19/23, 1982.

Авторское свидетельство СССР . Ф 974589, кл. Н 03 К 19/23, 1981.

„„SU „„120369? А (54) АНАЛОГОВОЕ МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в навигационных системах повышенной надежности для автоматической обработки данных резервированных измерительных каналов. Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения отказавших . каналов. Устройство содержит в каждом резервируемом канале операционный усилитель 1, резистивные трех1203697

20

30 полюсники 2 и 3, измерительный канал

4, компаратор 5, реле 6 с контактами

7, 12 и 14, нагрузочные резисторы 8, выходные шины 9, балансные 10 и 11 и компенсационные 13 резисторы. Достижение постав. пенной цели обеспечивается использованием новых взаиИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в навигационных системах повышенной надежности для автоматической обработки данных резервированных измерительных каналов.

Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения отказавших каналов, На чертеже приведена электрическая схема мажоритарного устройства.

Устройство содержит в каждом резервируемом канале операционный усилитель 1, резистивные трехполюсники 2 и 3, включенные крайними полюсами между входом и выходом операционного усилителя 1, средний вывод одного трехполюсника 2 и 3 связан с выходом измерительного канала 4 и первым входом компаратора 5, выход которого подключен к обмотке реле 6, размыкающие контакTbI 7 реле 6 включены между точками соединения выводов нагрузочных резисторов 8 с выходными шинами 9 и средними полюсами трехполюсников 2 и 3, первые выводы балансных резисторов 10 и 11 связаны с общей шиной, второй вывод первого балансного резистора 10 подключен к второму входу компаратора

5 и через размыкающий контакт 12 реле 6 — к общей точке соединения первых выводов компенсационных резисторов 13, к которой через замыкающий контакт 14 реле 6 подключен второй вывод балансного резистора 11, I вторые выводы компенсационных резисторов 13 соединены с соответствующими выходными шинами 9.

Обозначены также сигнал 0 .j на выходе j -ro измерительного канала, пропорциональный проекции вектора мосвяэей балансных резисторов с компенсационными, а также новой связи входной цепи компаратора с резистором 10. Устройство легко настраивается, не содержит диодных мостов и источников опорного напряжения.

I ил. физической величины по -му направлению, J = 1,h, сигнал U obis на -ом выходе мажоритарного устройства, пропорциональный проекции вектора физической величины на -ю ось основного базиса, = 1,3, сигнал Ug„., снимаемый с балансного резистора 10 и получаемый в результате масштабного суммирования сигФ

Halos USutx i.

Аналоговое мажоритарное устройство работает следующим образом.

Когда все резервируемые каналы исправны, функциональная взаимосвязь между составляющими И -мерного вектора 0 „ на выходах измерительных каналов 4 и компонентами трехмерного вектора U „ на выходных шинах 9 устанавливается уравнением вида

ОР,„=В(. алых (1) где б =(Ji), (j = 1,и

1,3)-и х 3 — матрица направляю щих косинусов 41, определяющая переход от и -мерного базиса вектора LlSq к трехмерному базису вектора Оным, ее элементы Sai определяются соотношением проводимостей резисторов 2 и 3 трехполюсников с учетом величины взаимной проводимости узлов выходных шин 9 относительно общей шины.

Б результате масштабного суммирования сигналов Up, 1, „ в контуре обратной связи (нагрузочные резисторы 8 — компенсационные резисторы

13 — балансный резистор 10) на резисторе 10 каждого резервируемого канала выделяется свой сигнал обратной связи U >„ „ í соответствии с уравнением

Bg»; Ь i Ор,д.; (2)

l= 1

3697

3 120

/ где коэффициенты Л, определяемые ! соотношением сопротивлений резисторов 10 и 13, равны соответствующим коэффициентам матрицы В в уравнении (1) .

При нормальной работе устройства сигнал Ugx, на выходе i -ro измерительного канала 4 в точности соответствует сигналу обратной

М связи Д „,„, снимаемому с резистора 10 этого же резервируемого канала, т.е. непрерывно во времени на0 блюдается баланс напряжений U j =U вх.g °

Степень разбаланса указанных напряжений характеризует точность и достоверность мажоритарного выделения проекций вектора Ugbix по -ым осям основного базиса. Это позволяет надежно диагностировать и прогнозировать состояние резервируемых каналов.

При отказе блоков или элементов например К -го резервируемого канала, на соответствующем резисторе

10 выделяется сигнал обратной связи

„о зависящий от составляющих вектора Ugb,, формируемого по сигналам наиболее многочисленной группы исправных каналов и в соответствии с принципом большинства достоверного. В то же время величина сигнала 1 „.К, снимаемого непосредственно с выхода К -го измерительного канала, зависит только от состояния данного канала. Если асо

Вх К- В3r Ê, снимаемых соответственно с резистора 10 и выхода К -го измерительного канала 4, превышает пороговое значение, то компаратор 5 и реле

6 срабатывают.

Размыкающие контакты 7 реле 6 отключают отказавший резервируемый канал от выходных шин 9, а благодаря переключению контактов 12 и 14 реле 6 к общей точке соединения компенсационных резисторов 13 вместо резистора 10 подключается резистор

11. Изменение коэффициентов 6 новой (h -1) r 3 — матрицы В при отключении отказавшего К -го канала компенсируется требуемым изме1 нением взаимной проводимости узлов выходных шин 9 относительно общей шины за счет подключения цепей из резисторов 13 и 11. При этом на резисторе 11, как ранее на резисторе 10, выделяется номинальный о сигнал Llg „ благодаря масштабному суммированию составляющих вектора

0,„, формируемого уже по (и-!) сигналам измерительных каналов 4.

Каждая из цепей формирования сигналов обратной связи U „,„, состоящая из наиболее простых и надежных пассивных элементов — резисторов 10 и 13, обладает постоянством коэффициента передачи по напряжению с выхода устройства на вход компаратора 5, связанный с резистором 10. Компенсационная цепь иэ резисторов 11 и 13 обеспечивает постоянство соответствующих коэффициентов матрицы б, когда изменяется ее порядок от значения и до (n — P), q4 П -3 в процессе отключения отказавших каналов.

В случае отказа резервируемых каналов, формирование составляющих трехмерного вектора Ugb xи и -меро ного сигнала обратной связи 0 происходит аналогично по сигналам

h --p измерительных каналов. Следовательно, сигнал отключения отказавшего канала формируется на основании сопоставления суммарных показаний наиболее многочисленной группы исправных резервируемых каналов с фактическими показаниями выхода указанного измерительного канала.

При этом по сравнению с известным устройством на результат сопоставления не влияют нестабильности характеристик таких нелинейных звеньев, как диодные ключи.

Следует отметить, что балансные резисторы 10 и 11 одновременно вы40 полняют функции настроечных. Настройку схемы мажоритарного устрой ства выполняют следующим образом.

На выходах всех 4 --измерительных каналов 4 задают тестовые сигналы

45 Ug„ . Изменяя величину резистора 10, в каждом канале добиваются выполd нения равенства U1bxj = Ug .д, g = 1,н °

Затем с помощью реле 6 поочередно отключают каждый из резервируемых

50 каналов и регулировкой соответствующего резистора 11 вторично обесP печивают выполнение условия Up, =Usa j, !

Проверку правильности функционир© вания мажоритарного устройства осуществляют путем сравнения соответст вующих компонент векторного информационного сигнала Up и векторного сигнала обратной связи 0, Составитель Н. Дубровская

Редактор И. Дербак Техред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар

Заказ 8430/61 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1203

Таким образом, использование новых взаимосвязей балансных резисторов 10 и 11 с компенсационными резисторами 13, а также новой связи входной цепи компаратора 5 с резис5 тором 10 обеспечивают положительный эффект: повышение достоверности обнаружения отказавших каналов мах<оритарного устройства. При этом предла гаемое устройство легко настраи- 10 вается, не содержит диодных мостов и источника опорного напряжения, что выгодно отличает его по простоте и надежности от известных технических решений.

Формула изобретения

Аналоговое мажоритарное устрой,ство.,состоящее иэ н идентичных резер- 20 !

a:èðóåìûõ каналов, где > 4, и трех нагрузочных резисторов, каждый из которых включен между общей и соответствующей выходной шиной, каждый из резервируемых каналов 25 содержит измерительный канал, операционный усилитель, реэистивные трехполюсники, три компенсационных резистора, компаратор и реле, ре697 ,эистивные трехполюсники крайними полюсами включены между входом и выходом операционного усйлителя, средний вывод одного трехполюсника связан с первым входом компаратора, выход которого подключен к обмотке реле, размыкающие контакты реле включены между соответствующими выходными шинами и средними полюсами соответствующих трехполюсников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения отказавших каналов, в него введены два балансных резистора, первые выводы которых связаны с общей шиной, второй вывод первого балансного резистора подключен к второму входу компаратора и через размыкающий контакт реле — к общей точке соединения первых выводов компенсационных резисторов к которой через замыкающий контакт реле подключен второй вывод второго балансного резистора, вторые выводы компенсационных резисторов соединены с соответствующими выходными шинами, причем выход измерительного канала соединен с первым входом компаратора.