Трехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам автоматического управления, и может быть использовано в резервированных системах управления и контроля летательных аппаратов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы за счет распознавания видов отказов. Трехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата содержит мажоритарный элемент 1, блок 2 контроля состояния системы , запоминающий элемент 3, детектор 4 отказа, элемент 5 задержки, элементы ИЛИ 6, 7, элемент НЕ 8, элемент И 9, блок 10 контроля питания. Принцип действия системы заключается в распознавании отказов, возникающих из-за перерывов в сетях электропитания , и формировании запрета на запоминание такого отказа, что приводит к исключению перезапуска системы управления , что в конечном итоге снижает безопасность полета.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823748/24 (22) 07.05,90 (46) 15.05,92. Бюл. bL 18 (71) Московский институт электромеханики и автоматики (72) Е.А.Лосев, B,П.Ежов, Ю,И.Беляков и

А.B.Áåëÿêèí (53) 621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N984089,,кл. Н 05 К 10/00, 1978.

Автоматизированное управление самолетами и вертолетами./Под ред. С.M.Ôåäîрова, M.: Транспорт, 1977. (54) ТРЕХКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам автоматического управления, и может быть использова"> .".Ы< > 1734077 А1 но в резервированных системах управления и контроля летательных аппаратов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы за счет распознавания видов отказов. Трехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата содержит мажоритарный элемент 1, блок 2 контроля состояния системы, запоминающий элемент 3, детектор 4 отказа, элемент 5 задержки, элементы ИЛИ

6, 7, элемент НЕ 8, элемент И 9, блок 10 контроля питания. Принцип действия системы заключается в распознавании отказов, возникающих из-за перерывов в сетях электропитания, и формировании запрета на запоминание такого отказа, что приводит к исключению перезапуска системы управле ния, что в конечном итоге снижает безопасность полета. 1 ил.

1734077

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам автоматического управления, и может быть использовано в резервированных системах управления и контроля летательных аппаратов, Известно многоканальное резервированное устройство, содержащее в каждом канале вычислитель. детектор отказов, а также элементы резервирования, Недостатком этого устройства является отсутствие в нем логической обработки и запоминания отказов.

Наиболее близкой к изобретению является система контроля автоматической стабилизации тангажа, содержащая в каждом канале вычислительное устройство, детекгор отказов, запоминающее устройство, а также устройство резервирования и логическое устройство контроля.

Однако данная система не выделяет из

"".áûåão числа отказов отказы, возникающие из-за перерывов в сетях электропитания. В соответствии с ГОСТ 19705-89 перерывы электрического питания в бортовых сетях летательных аппаратов допускаются до 7 с, что значительно превосходит временную задержку детекторов отказов. После восстановления электропитания вычислительное устройство восстанавливает свои характеристики, однако система контроля продолжает считать его отказавшим. В случае последующего перерыва s электропитании другого канала система контроля отключает резервированную систему от канала управления и исключает возможность повторного включения системы управления, что в конечном итоге снижает безопасность полета, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы за счет распознавания видов отказов.

Цель достигается тем, что в систему, содержащую мажоритарный элемент, блок контроля состояния системы и с первого по третий резервированные каналы, информационные входы которых соединены с первого по третий входами мажоритарного элемента, выход которого соединен с входами эталона каждого из каналов, выходы признака неисправности которых соединены с первого по третий входами блока контроля состояния системы, выход которого является выходом системы, причем каждый канал содержит запоминающий элемент и детектор отказов, информационный вход и вход установки которого являются соответственно информационным входом и входом эталона каналов, введены элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, элемент И и блок контроля питания, вход которого является входом контроля питания

55 канала, служащего для подключения выхода источника питания соответствующего канала, а выход соединен с входом элемента задержки, первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход элемента задержки является выходом признака отказа питания канала и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий и четвертый входы которого являются первым и вторым входами признака отказа питания в соседних каналах, а выход через элемент HE соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом запоминающего элемента, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с вторым входом элемента И и выходом детектора отказов, выход второго элемента ИЛИ является выходом признака неисправности канала, выход признака отказа питания первого канала соединен с первыми входами признака отказа питания второго и третьего каналов, выход признака отказа питания второго канала соединен с первым входом признака отказа питания первого канала и вторым входом признака отказа питания третьего канала, выход признака отказа питания которого соединен с вторыми входами признака отказа питания первого и второго каналов, На чертеже представлена блок-схема резервированной системы управления и контроля.

Предлагаемая система контроля содержит мажоритарный элемент 1, блок 2 контроля состояния системы и с первого по третий каналы, информационные входы которых соединены с соответствующими информационными входами мажоритарного элемента, выход которого соединен с входами эталона каждого канала, выходы признака неисправности которых соединены с соответствующими входами блока контроля состояния системы, причем каждый канал содержит запоминающий элемент 3 и детектор 4 отказов, информационный вход и вход установки которого являются соответственно информационным входом и входом эталона канала, В каждый канал введены элемент 5 задержки, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, элемент НЕ 8, элемент И 9 и блок 10 контроля питания, вход которого является входом контроля питания канала, служащего для подключения выхода источника питания соответствующего канала, а выход соединен с входом элемента 5 задержки. первыми входами первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ; выход элемента 5 задержки является выходом признака отказа питания канала и соединен с вторым входом первого элемента

1734077

15

25

55

ИЛИ 6, третий и четвертый входы которого являются первым и вторым входами признаков отказа питания соседних каналов, а выход через элемент НЕ 8 соединен с первым входом элемента И 9, выход которого соединен с входом запоминающего элемента 3, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 7, третий вход которого соединен с вторым входом элемента И 9 и выходом детектора 4 отказов, выход второго элемента ИЛИ 7 является выходом признака неисправности канала, выход признака отказа питания первого канала соединен с первыми входами признака отказа питания второго и третьего каналов, выход признака отказа питания второго канала соединен с первым входом признака отказа питания первого канала и вторым входом признака отказа питания третьего канала, выход признака от: ;àíèÿ которого соединен с вторыми входами признаков отказа питания первого и. второго каналов, В качестве мажоритарного элемента 1 может быть применено известное устройства;многоканальное резервированное англоговое устройство.

Одной из возможных реализаций блока контроля состояния системы может быть схема логического устройства ЛУК с исключением запоминающих устройств в каждом канале, Запоминающий элемент 3 может быть реализован либо на поляризованном реле, либо на двухвходовом логическом элементе

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом этого же элемента.

В качестве детектора 4 отказов может быть применено устройство для допускового контроля напряжений, Элемент 5 временной задержки может быть реализован по схеме, Схема работает следующим образом, П ри появлении пол ожител ь ного входного напряжения U>< происходит заряд конденсатора С1 с постоянной времени

С1

R1 + R2

При достижении напряжения на конденсаторе С1 порогового напряжения Un>p на выходе компаратора появляется сигнал отказа, При снятии U«происходит разряд конденсатора С1 с постоянной времени

tz = R2.С1 и в момент, когда напряжение на С1 станет меньше, чем Uppp, на выходе компаратора пропадет сигнал отказа.

В качестве логических элементов ИЛИ

6 и 7, НЕ 8, И 9 могут быть использованы микросхемы серии 564, В качестве блока 10 контроля питания может быть применена схема контроля отказов питания автопилота.

Другой возможный вариант реализации устройства контроля питания приведен на известной схеме. Схема работает следующим образом. При наличии контролируемых напряжений питания постоянного тока

-15B, +15В, +27В на входах ключевых схем транзистор V2 заперт, транзисторы V3 и V4 насыщены. При этом на три входа логического элемента И О2 подаются логические единицы, при этом на его выходе напряжение, соответствующее логическому нулю, При исчезновении любого из контролируемых напряжений произойдет изменение состояния соответствующего ключа и на выходе логического элемента D2 появится напряжение, соответствующее логической единице, свидетельствующей об отказе в цепях электропитания.

Трехканальная система контроля каналов управления летательным аппаратом работает следующим образом.

Внешние информационные аналоговые сигнала 0 нф трех каналов управления поступают на соответствующие входы мажоритарного элемента 1 и детектор 4 отказов соответствующего канала. Мажоритарный элемент 1 вырабатывает управляющий сигнал системы, который поступает на входы детекторов 4 отказов каждого канала. При рассогласовании управляющего сигнала системы с внешним информационным аналоговым сигналом на величину, превышающую допустимую, через время, равное или большее допустимого, детектор

4 отказов выдает сигнал отказа соответствующего канала. Допустимые рассогласова-, ния управляющих сигналов и время задержки выдачи сигнала отказа определяются из условия безопасной эксплуатации системы и реализуются детектором 4 отказов. Сигнал через второй элемент ИЛИ 7 поступает на блок 2 контроля состояния системы, который выдает необходимую информацию экипажу. Одновременно сигнал отказа при отсутствии запрещающего сигнала на запоминание с первого элемента

ИЛИ 6 через элемент И 9 поступает íà запоминающий элемент 3, который подтверждает наличие отказа в канале через второй элемент ИЛИ 7 даже при пропадании сигнала с детектора 4 отказов.

В случае пропадания электропитания, фиксируемого блоком 10 контроля питания, сигнал отказа через второй элемент ИЛИ 7 поступает на блок 2 контроля состояния системы, выдающий информацию аналогично описанному. Одновременно сигнал отказа

1734077 питания через первый элемент ИЛИ 6 и элемент НЕ 8 запрещает прохождение сигнала отказа с детектора 4 отказов на запоминающий элемент 3. Кроме того, блок 10 контроля питания, на входы которого поступают все виды бортового электропитания, используемого в контролируемом информационном канале, при перерыве любого из этих видов вырабатывает сигнал отказа, который поступает на элемент 5 задержки, который через время задержки ц подтверждает запрет на прохождение сигнала отказа с детектора

4 отказов на запоминающий элемент 3, При восстановлении электропитания (снимается сигнал отказа с блока 10 контроля питания) и при отсутствии сигнала отказа с детектора 4 отказов снимается сигнал отказа канала с блока 2 контроля состояния системы, который приводит сигнализацию для экипажа в состояние, соответствующее исправной работе системы;

Если за время перерыва в системе электропитания канала его информационный сигнал изменяется по сравнению с управляющим сигналом системы на величину и на время, превышающее соответствующие величины, установленные в детекторе 4 отказов, то при восстановлении электропитания сигнал отказа с детектора 4 отказов будет поступать на блок 2 контроля состояния системы до восстановления параметров на информационном входе, причем запоминание отказа канала будет блокировано на время

t2, установленное устройством элементов 5 задержки. Время т2 выбирается из условия продолжительности переходных процессов в информационном канале, связанных с восстановлением электропитания.

B случае отказа электропитания в сети одного из каналов (например первого) и последующего изменения сигнала на информационном входе другого канала (второго, третьего, либо второго и третьего одновременно) по сравнению с управляющим сигналом системы, который также поступает на блок 2 контроля состояния системы, блок 2 состояния системы выдает информацию экипажу о полном отказе резервированной системы для исключения ее из тракта управления.

Однако запоминание отказов во всех каналах этой системы задерживается на время tz после восстановления электропитания в первом канале. Вследствие этого к окончанию времени задержки tz трехканаг ьной системой контроля каналов управления определяется действительно отказавший канал системы, а блок 2 контроля состояния системы изменяет информацию экипажу с полного отказа системы управления на сигнализацию о возможности повторного включения этой системы в тракт управления при отсутствии в ней резерва, При наличии отказа в одном канале системы, например в первом, и последующем

5 перерыве в системе электропитания, например второго канала, блок 2 контроля состояния системы отключит эту систему из тракта управления аналогично описанному, Однако при восстановлении электропита10 ния во втором канале системы запрет на запоминание отказа производится только во втором и третьем каналах этой системы, но не разрушает запоминания отказа в элементе 3 запоминаний первого канала, 15 Блокировка запоминаний отказов осуществляется за счет наличия перекрестных связей с выходов элемента 5 временной задержки каналов на входы первых логических элементов ИЛИ 6 других каналов, 20 причем время задержки т1 элемента 5 временной задержки выбирается меньше времени задержки детектора 4 отказов.

Положительный эффект от применения предлагаемой системы контроля по сравне25 нию с прототипом, который является также базовым объектом, заключается в том, что предлагаемая система контроля обладает расширенными функциональными возможностями, она позволяет не только. отключить

30 неисправный канал, но и различать истинную неисправность от ложной (связанной с допускаемыми по ГОСТУ перерывами электропитания), в случае выявления перерыва электропитания выдает запрет на запоми35 нание такого отказа. Это в конечном итоге, позволяет повысить безопасность полета, так как при перерыве электропитания обеспечивается повторное включение системы управления.

40 Формула изобретен ия

Трехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата, содержащая мажоритарный элемент, блок контроля состояния системы и с первого по

45 третий резервированные каналы, информационные входы которых соединены с первого по третий входами мажоритарного элемента, выход которого соединен с входами эталона каждого из каналов, выходы при50 знака неисправности которых соединены с первого по третий входами блока контроля состояния системы, выход которого является выходом системы, причем каждый канал содержит запоминающий элемент и детек55 тор отказов, информационный вход и вь;ход установки которого являются соответственно информационным входом и входом эталона каналов, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет распознавания видов от1734077

25

35

50

Составитель Е,Лосев

Техред М.Моргентал Корректор А .Осауленко

Редактор M.Áàíäóðà

Заказ 1670 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 казов, в каждый канал введены элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, элемент И и блок контроля питания канала, служащего для подключения выхода источника питания соответствующего канала, а выход соединен с входом элемента задержки, первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход элемента задержки является выходом признака отказа питания канала и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий и четвертый входы которого являются первым и вторым входами признака отказа питания в соседних каналах, а выход через элемент

НЕ соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом запоминающего элемента, выход которого соединен с вторым входом второго элемента

ИЛИ, третий вход которого соединен с вторым входом элемента И и выходом детекто5 ра отказов, выход второго элемента ИЛИ является выходом признака неисправности канала, выход признака отказа питания первого канала соединен с первыми входами признака отказа питания второго и третьего

10 каналов, выход признака отказа питания второго канала соединен с первым входом признака отказа питания первого канала и вторым входом признака отказа питания третьего канала, выход признака отказа питания которого

15. соединен с вторыми входами признака отказа питания первого и второго каналов.