Адаптивная система телеметрического контроля

 

Изобретение относится к телеметрии, может быть использовано в различных системах диагностического контроля и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. се. № 1541649. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности работы системы . Система содержит на передающей стороне коммутатор 1, формирователь телеметрического кадра, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 2, блока 3 сравнения, первого блока 4 памяти, элемента ИЛИ 5, второго блока 6 памяти, счетчика 7, блока 8 текущего времени, первого регистра 9, умножителя 10 и второго регистра 11, хронизатор 12, блок 13 передачи, блок 14 приема, на приемной стороне блок 15 приема , блок 16 передачи, дешифратор 17, первый счетчик 18, второй блок 19 памяти,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYEflPIK (st)s G 08 С 19/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1541649 (21) 4884757/24 (22) 20,11.90 (46) 30.07.92. Бюл. М 28 (72) А,Л,рютин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1541649, кл. G 08 С 19/28, 1988, (54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМАТЕЛЕМЕТРИ- ЧЕСК01 0 КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к телеметрии, может быть использовано в различных системах диагностического контроля и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св.. М,, Ы,, 1751800 А2

1541649. Цель изобретения — повышение надежности и достоверности работы системы, Система содержит на передающей стороне коммутатор 1, формирователь телеметрического кадра, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 2, блока 3 сравнения, первого блока 4 памяти, элемента ИЛИ 5, второго блока 6 памяти, счетчика

7, блока 8 текущего времени, первого регистра 9, умножителя 10 и второго регистра 11, хронизатор 12, блок 13 передачи, блок 14 приема, на приемной стороне блок 15 приема, блок 16 передачи,.дешифратор 17, первый счетчик 18, втооой блок 19 памяти, 1751800

Изобретение относится к телеметрии, может быть использовано в различных системах диагйостического контроля и является усовершен :твованием известного устройства по авт, св, ¹ 1541649, 5

Известна адаптивная система телеметрического контроля, содержащая на передающей стороне коммутатор, информационные входы которого являются информационными второй выход хрониэатора соединен с входом третьего блока памяти, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, выход первого триггера соединен с вторыми входами элемента

И и первого ключа, выход которого подключен к входу передатчика, выход которого соединен с обратным каналом связи. Пер- . вый выход блока сравнения подключен к входу счетчика, выход второго ключа соединен с вторым входом умножителя, вход второго триггера подключен к выходу первого триггера, выход второго триггера соединен с вторым входом второго ключа, третий вход которого подключен к выходу третьего ключа, второй выход блока сравнения соединен. с первым входом четвертого ключа, первый и второй выходы которого подключены к одноименным входам второго счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого ключа, второй выход второго счетчика и выход блока элементов И подключены. соответственно к первому и второму входам третьего ключа, второй вы5 ход третьего блока памяти соединен с третьим входом третьего ключа и первым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом регистра, первый и второй входы которого подключены соответстО венно к третьим выходам хрониэатора и блока сравнения, Недостатком системы является то, что при случайном сбое контролируемого устройства и выходе параметра контроля за пределы допуска признак работоспособности данного устройства устанавливается в

"0" и в соответствии с ним на приемной стороне осуществляется "вычеркивание" столбца в матрице наблюДения и даже при восстановлении работоспособности данного устройства сигнал от него не анализируется. Для проверки- работоспособности исключенных из контроля устройств необходим ручной сорос трлггера и счетчика.

10 кадра, к третьему, четвертому; пяТому и шестбму вхбдам которого подключены соответственно первый, второй, третий и четвертый 15 выходы хронизатора, четвертый выход кото рого подключен к первому входу коммутато-

И, выход которого подключен к входу регистра, первый выход дешифратора и выход 35 хронизатора сбединены собтветственно с первым и вторым входами второго блока памяти, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход которого и.третий выход дешифратора соединены 40 хронизатор 20, первый блок 21 памяти, блок

22 сравнения, умножитель 23, третий блок

24 памяти, элемент И 25, первый триггер 26, первый 27 и второй 28 ключи, регистратор

29, второй триггер 30, регистр 31, блок 32 элементов И, третий ключ 33, второй счетчик

34, четвертый ключ 35, прямой канал 36 связи, обратный канал 37 связи, дополнительный умножитель 38, дополнительный блок

39 сравнения, блок 40 элементов И-ИЛИ, входами системы, первый и второй выходы коммутатора соединены с одноименными входами формирова геля телеметрического ра, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя "телеметрического кадра, второй, третий и четвертый выходы

" кбторого подключены к первому, второму и третьему входам блока передачи, восход которого соединен с прямым каналом связи, блок приема, вход которого соединен с обратным каналом связи, выход — с седьмым входом формирователя телбметрического кадра, на приемной стороне блок приема, вход которого подключен к прямому каналу связи, выход блока приема соединен с входом дешифратора, первый, второй и третий выходы которого подключены к одноименным входам первого блока памяти, выход соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственнО к первому и второму входам первОго триггера, дополнительный элемент И 41, Предложенная система по сравнению с прототипом обеспечивает повышение достоверности работы системы и ее Надежность за счет того, что автоматическим образом отслеживается воэможность случайного сбоя контролируемого устройства при помощи установки системы в начальное состояние, формирования нового вектора телеметрического сообщения и его анализа. 3 ил.

1751800

Цель изобретения — повышение надежности и достоверности работы системы.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивную систему телеметрического контроля, содержащую на передающей стороне коммутатор, информационные входы которого являются информационными входами системы, первый и второй выходы коммутатора соединены с одноименными входами формирователя телеметрического кадра, к третьему, четвертому, пятому и шестому входам которого подключены соответственно первый, второй, третий и четвертый выходы хронизатора, четвертый выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя телеметрического кадра, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к первому, второму и третьему входам блока передачи, выход которого соединен с прямым каналом связи, блок приема, вход которого соединен с обратным каналом связи, выход — с седьмым входом формирователя телеметрического кадра, на приемной стороне блок приема, вход которого подключен к прямому каналу связи, выход блока приема соединен с входом дешифратора, первый, второй и третий выходы которого подключены к одноименным входам первого блока памяти, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу регистратора, первый выход дешифратора и выход хронизатора соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока памяти, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход которого и третий выход дешифратора соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, второй выход хронизатора соединен с входом третьего блока памяти, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, выход первого триггера соединен с вторыми входами элемента И и первого ключа, выход которого подключен к входу передатчика, выход которого соединен с обратным каналом связи, первый выход блока сравнения подключен к входу счетчика, выход второго ключа соединен с вторым входом умножителя, вход второго триггера подключен к выходу первого триггера, выход второго триггера соединен с вторым входом второго ключа, третий вход которого подключен к выходу третьего ключа, второй выход блока сравнения соединен с первым входом четвертого ключа, первый и второй выходы которого подключены к одноименным входам второго счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого ключа, второй выход счетчика и выход блока

5 элементов И подключены соответственно к первому и второму входам третьего ключа, второй выход третьего блока памяти соединен с третьим входом третьего ключа и первым входом блока элементов И, второй вход

10 которого соединен с выходом регистра, первый и второй входы которого подключены соответственно к третьим выходам хронизатора и блока сравнения, введены дополнительно на приемной стороне второй

15 умножитель, вторая схема сравнения, блок элементов И-ИЛИ и второй элемент И, выход которого соединен с третьим входом второго счетчика, первый вход — с выходом второго. триггера, второй вход — с вторым

20 входом второго триггера и выходом блока элементов И-ИЛИ, первый, второй и третий. входы которого соединены соответственно с выходом регистра, выходом второй схемы сравнения и четвертым выходом хронизато25 ра, первый вход второй схемы сравнения подключен к третьему выходу дешифратора, а второй вход — к выходу второго умножителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу второго

30 блока памяти и второму выходу третьего блока памяти, На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 — схема блока элементов И-ИЛИ; нв фиг. 3 — временные

35 диаграммы сигналов .

Система (фиг. 1) содержит на передающей стороне коммутатор 1, формирователь телеметрического кадра, состоящий из ана40 лого-цифрового преобразователя {АЦП) 2, блока 3 сравнения, первого блока 4 памяти, элемента ИЛИ 5, второго блока 6 памяти, счетчика 7, блока 8 текущего времени, первого регистра 9, умножителя 10 и второго

45 регистра 11, хронизатор 12, блок 13 передачи, блок 14 приема, на приемной стороне блок 15 приема, блок 16 передачи, дешифратор 17, первый счетчик 18, второй блок 19 памяти, хронизатор 20, первый блок 21 па50 мяти, блок 22 сравнения, умножитель 23, третий блок 24 памяти, элемент И 25, первый триггер 26, второй 27 и первый 28 ключи, регистратор 29, второй триггер 30, регистр 31, блок 32 элементов И, третий

55 ключ 33, второй счетчик 34, четвертый ключ

35, прямой канал 36 связи, обратный канал

37 связи, дополнительный умножитель 38, дополнительный блок 39 сравнения, блок 40 элементов И-ИЛИ, второй дополнительный элемент И 41.

1751800

Входы коммутатора являются информационными входами системы, первый, вто рой выходы соединены соответственно с одноименными входами формирователя телеметрического кадра, первый вход комму татора соединен с четвертым выходом хронизатора и шестым входом формирователя телеметрического кадра, второй вход коммутатора — с первым выходом формирователя телеметрического кадра.

Второй, третий, четвертый выходы формйрователя телеметрического кадра соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами блока передачи, выход которогб соединен с прямым каналом 36 связи, Выход блока 14 приема соединен с седьмым входом формирователя телеметрического кадра, а вход — с обратным каналом 37 связи, Первый, второй, третий выходы хронизатора 12 соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым входами формирователя телеметрического кадра. Блок 15 приема соединен входом с прямым каналом

36 связи, а выходом — с входом дешифратора 17, первый, второй, третий выходы которого соединены с одноименными входами первого блока 21 памяти, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 25, выход которого подключен к входу регистратора 29.

Первый вход. блока 22 сравнения соединен с третьим выходом дешифратора 17 и первым входом второго блока 39 сравнения, второй вход — с выходом умножителя 23.

Первый выход блока 22 сравнения подключен к входу первого счетчика 18 и первому входу первого триггера 30, второй выход — к второму входу первого триггера 30, третий выход - к второму входу регистра 31.

Выход первого триггера 30 подключен к второму входу элемента И 25, первому входу второго триггера 30 и второму вхоДу первого ключа 28, Первый вход второго блока 19 памяти соединсн с первым выходом дешифратора

17, второй — с первым выходом хрониэатора

20, выход второго блока 19 памяти соединен с первым входОм дополнительного умножителя 38 и первым входом умножителя 23.

Второй вход умножителя 23 соединен с выходом второго ключа 27, первый вход которого 6бединен с первым выходом третьего блока 24 памяти и"йервым "входом первого кляча 28, второй — с выходом второго триггера 30 и первым входом дополнительного элемента И 41, третий — с выходом третьего ключа 33, первый вход которого соединен с вторым выходом второго счетчика 34, второй вход — с выходом блока 32 элементов И, третий вход — с первым входом блока 32 элементов И, вторым выходом третьего блока 24 памяти и вторым входом дополнительного умножителя 38, 5 Выход умножителя 38 соединен с вторым входом дополнительного блока 39 сравнения, выход, которого подключен к входу блока 40 элементов И-ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго триггера

10 30 и вторым входом дополнительного элемента И 41, выход которого соединен с третьим входом второго счетчика 34.

Первый и второй входы счетчика 34 соединены с одноименными выходами четвер15 того ключа 35, второй вход которого соединен с первым выходом второго счетчика 34, а первый вход — с вторым выходом блока 22 сравнения, Четвертый, второй и третий выходы хрониэатора 20 соединены

20 соответственно с третьим входом блока 40 элементов И-ИЛИ, входом третьего блока 24 памяти и первым входом регистра 31, выход которого подключен к второму входу. блока

32 элементов И и первому входу блока 40

25 элементов И-MRM.

Выход первого ключа 28 подключен к входу блока 16 передачи, выход которого— к обратному каналу 37 связи. Количество элементов в блоке И-ИЛИ (фиг, 2) определя30 ется количеством контролируемых устройств.

Система работает следующим образом.

Предположим, что коммутатор 1 установлен на первый канал и первый датчик

35 подключен к входу АЦП 2, Одновременно с этим с блока 4 в блок 3 переписывается цифровое значение последнего отсчета этого канала. По окончании преобразования текущего значения первого канала кодовая

40 комбинация переписывается в блок 3, после чего в ней выделяется модуль разности этих двух значений, который сравнивается с зоной допустимых отклонений, Если разность значений больше зоны допустимых отклоне45 ний, то блок 3 присваивает параметру значение "0" и дается команда в АЦП 2 на перезапись этого значения в регистр 9 кода параметра, в то время как в блок 4 записы"вается цифровое значение текущего пара50 метра. Если текущая разность кодовых колебаний в блоке 3 меньше допустимых отклонений, на втором выходе блока 3 появляется сигнал, посредством которого параметру присваивается значение "1" и дается

55 команда в АЦП 2 на перезапись этого значения в регистр 9. В блок 4 иэ АЦП 2 перезаписывается текущее значение цифрового кода параметра, В обоих случаях на выходах блока 3 вырабатывается сигнал, который чере"-; первый вход элемента ИЛИ 5 подается

1751800 управляющего воздействия) коммутирует 45 первый выход блока 24, через свой пеовый вход обеспечивая съем матрицы наблюдения с блока 24. Если в блоке 22 сигналы совпадают, то с его выхода импульс поступает на вход счетчика 18, где подсчитывает- 50 ся число циклов опроса. Случай отказа, например, первого прибора соответствует поступлению сигнала вида r (фиг. 3) на первый вход блока 22, который поступает навход установки в "1" триггера 26, с выхода которого импульс начинает действовать на первый вход элемента И 25, После этого на регистраторе 29 распечатывается информация с выхода блока 21, которая соответствует наличию неисправности. в контролируемом на коммутатор 1, переключенный на следующий канал. Элемент ИЛИ 5 служит управляющим элементом, обеспечивая подключение коммутатора 1 к очередному каналу, Таким образом, АЦП 2, блок 3 и блок 4 выполняют функцию нормализатора параметров, формирующего вектор состояния аппаратуры телеметрического объекта, Нормализованные параметры последовательно записываются в регистр 9, где по окончании полного кадра телеизмврений формируется вектор срстояния, Вид возможного сигнала на выходе регистра 9 для рассматриваемого примера представлен на диаграмме(фиг, 3). Этот сигнал поступает на второй вход умножителя 10, на первый вход которого поступает матрица наблюдения с блока 6, которая проходит с блока 14 через первый вход под управлением синхроимпульсов с четвертого выхода хронизатора

12, На выходе умножителя 10 формируется сигнал вида б (фиг. 3), который записывается в регистр 11 наблюдения, после чего совместно со служебной информацией передается на приемную сторону через прямой канал 36 в виде в (фиг. 3), С выхода блока 15 информация поступает в дешифратор 17, где производится дешифрация всей структуры сообщения с выделением кода времени, кода номера канала и сигнала вектора наблюдения в виде б(фиг. 3), который поступает на первый вход блока 22, на второй вход которого подается эталонный сигнал с выхода умножителя 23, на первый вход которого поступает полная эталонная кодовая комбинация с выхода блока 19 после поступления на его вход сигнала с выхода дешифратора 17, что позволяет получить на выходе блока 19 сигнал, соответствующий конкретному времени, На второй вход умножителя 23 поступает сигнал с выхода ключа 27, который в нормальном состоянии (при отсутствии

4.0 устройстве. Напряжение с выхода триггера

26 запоминается триггером 30, с выхода которого действует на ключ 27 и подключает к выходу умножителя 23 через ключ 33 второй выход блока 24, где хранится расширенная матрица наблюдения, которая поступает еще на блок 16 через ключ 28 для передачи по обратному каналу 37 связи. Сигнал несравнения с блока 22 через ключ 35 поступает на счетчик 34 (2-разрядный), ключ 35 коммутирует сигйал несравнения на вхЬды

"+1" или "-1" в зависимости от состояния счетчика 34. Если состояние его равно двум, то сигнал несравнения проходит на вход

"+1", если не равно — двум, то на вход "-1".

Сам же счетчик управляет работой ключа 33, коммутируя, если его состояние равно двум, сигнал с выхода блока 32 или сигнал с второго выхода блока 24, После передачи расширенной матрицы по обратному каналу 37 связи снова происходит цикл формирования вектора состояния аппаратуры телеметрируемого объекта, который вновь передается на приемную сторону. На приемной стороне опять происходит сравнение в блоке 22 эталонной кодовой комбинации и полученной комбинации. С третьего выхода блока 22 по сигналу с хронизатбра 20 поразрядный результат сравнения записывается в регистр 31 (диаграмма и, фиг. 3), для сравнившихся значений разрядов эталонной и принятой кодовых комбинаций сигнал равен "1", для несравнившихся — "0". Таким образом, формируется признак работоспособности соответствующего устройства для каждого из параметров в векторе наблюдения. Матрица наблюдения через блок 32 в соответствии с признаком для каждого параметра через ключ 33, который к этому времени уже переключился, так как сигнал несравнения второго цикла установил состояние счетчика, равное двум, поступает на вход умножителя

23 и на вход передатчика для передачи по обратному каналу 37 связи. Передача матрицы через блок 32 обеспечивает "вычеркивание" из матрицы той строки, для которой произошло несравнение в блоке 22, т.е, блок, формирующий этот сигнал, считается неоаботоспособным.

Если в следующем цикле работы снова происходит несравнение, то сигнал несравнения с первого выхода блока 22.через ключ

35 вычитает единицу из счетчика 34, который коммутирует на вход умножителя 23 и на блок 16 передачи матрицу с блока 24.

Сброс триггера 26 осуществляется импульсом с второго-выхода блока 22, При работе системы может возникнуть ситуация, когда в контролируемом устройст1751800 ве произошел случайный сбой. Возможные режимы работы: первый режим — сигнал вектора наблюдения формируется при помощи матрицы наблюдения; второй — сигнал вектора наблюдения формируется при помощи расширенной матрицы наблюдения, В первом случае после приема вектора состояния аппаратуры телеметрируемого обьекта, сформированного уже с помощью расширенной матрицы наблюдения, сигнал сравнения с первого выхода первого блока 22 сравнения сбрасывает первый триггер 26, Одновременно с этим на второй вход блока 40 элементов И- ИЛИ поступают признаки работоспособности, сформированные в текущем цикле с выхода дополнительного блока 39 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал вектора наблюдения с третьего выхода дешифратора 17, а на второй вход— эталонный сигнал с выхода дополнительного умножителя 38, на первый вход которого поступает сигнал с выхода второго блока 19 памяти, а на второй — расширенная матрица наблюдения с второго выхода третьего блока

24 памяти.

На первый (инверсный) вход блока 40 элементов И-ИЛИ поступают признаки работоспособности, сформированные в предыдущем цикле, В результате с выхода блока

40 элементов И-ИЛИ вырабатывается сигнал, сбрасывающий второй триггер 30, а с выхода дополнительного элемента И 41— сигнал, действующий на третий вход (установки в "0") второго счетчика 34, Система приходит в исходное состояние, и цикл формирования вектора состояния аппаратуры телеметрируемого обьекта и его анализ начинаются сна ала.

Во втором случае алгоритм работы тот же..Триггер 26 сброшен либо сигналом сравнения в предыдущем цикле сравнения (в случае восстановления работоспособности какого-либо устройства), либо в текущем (в случае сбоя и восстановления работоспособности), так как в соответствии со сформулированным в предыдущем цикле векторе работоспособности осуществляется "вычеркивание" столбца из расширенной матрицы наблюдения и сигнал от этого устройства в блоке 22 сравнения не анализируется.

Сброс второго триггера 30 и установка в "0" счетчика 34 осуществляются аналогично, И соединен с выходом второго триггера, вто40 рой вход дополнительного элемента И объединен с вторым входом второго триггера и подключен к выходу блока элементов И-ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом регистра, 45 выходом дополнительного блока сравнения и четвертым выходом хронизатора, первый вход дополнительного блока сравнения подключен к третьему выходу дешифратора, второй вход соединен с выходом дополнительного умножи50 теля, первый вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а второй вход подключен к второму выходу третьего блока памяти.

Вид возможного сигнала при неисправном втором и третьем приборах и восстановлении работоспособности третьего выхода регистра 31, первого и второго входов схемы И-ИЛИ и ее выхода показан соответственно на диаграммах и, к, л, м (фиг, 3)

Хронизатор 20 управляет работой блоков 19 и 24 памяти, регистра 31 и блока 40 элемейтов И-ИЛИ, На диаграммах д, е показаны сигналы на выходе регистра 9 в случае неисправности соответственно второго и четвертого приборов. На диаграмме ж представлен эталонный сигнал для временной программы, когда выключены четыре первых прибора, Тогда в случае неисправности третьего прибора сигнал на выходе регистра 9 имеет вид з, а сигнал на выходе регистра 31 — вид и.

Предлагаемая система по сравнению с известной обеспечивает повышение достовернос-.и работы системы и ее надежность за счет того, что автоматическим образом отслеживается возможность случайного сбоя контролируемого устройства при помощи установки системы в начальное состояние, формирования нового вектора телеметрического сообщения и его анализа, Формула изобретения

Адаптивная система телеметрического контроля по авт.. св. N. 1541649, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с,релью повышения надежности и достоверности работы системы, в нее введены на приемной стороне дополнительный умножитель, дополнительный блок сравнения, блок элементов И-ИЛИ и дополнительный элемент И, выход которого подключен к третьему входу второго счетчика, первый вход дополнительного элемента

Фиг.2

Д I

Составитель А.1ютин

Редактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2694 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101