Система управления
О П---И"-"C-"А Л Р Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскнк
Соцналнстнческнх
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} дополнительное к авт. свид-ву— (22} 38QBJleHo 240226 (21} 2327260/l8-24 с присоедииеииеи зайвки ¹ (23} Приоритет (43} Опубликовано 25.1278.Бюллетень ¹ 47 (45} Дата оп бликований описании 26.l 2 78 (Я) лт. л.л.
5 05 В 15/00
Государственный комитет
Совета М и н истров С С С Р по делам изобретений и открытий (И} УДК 62-50 (088. 8) P2} Авторы изобретении
Б. Н. Петров, B. В. Бельгий, А. П. Курдюков, A. Ф. Конрашев, Е. Г. Пронин, В. П. Школин, А. A. Перешивкин, A. A. Шевяков, Ю. В. Ковачи= и Е. П. Бурмистров
Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР, Научноисследовательский центр электронной вычислительной техники и Центральный институт авиационного моторостроения им. IT. И. Баранова (54) СИСТЕМА УПРт.ВЛЕНИЯ
Изобретение относится к системам управления (СУ) с ЦВМ в контуре управления, в частности к СУ авиационными двигателями, и может быть использовано в других цифровых системах сбора и обработки информации.
Известны системы управления аэрокосмического назначения, в особенности военного, которые рассчитываются на применение в черезвычайно сложных 0 внешних условиях и должны обеспечивать. выполнение задания с высокой вероятностью. При построении таких систем вводятся средства, позволяющие сохранять работоспособность систе->5 мы при некоторых видах отказов, а при отказах другого рода — не изме-. нять своих характеристик. В частности, для обеспечения работоспособности при воздействии сильных ядерных 20 и электромагнитных излучений по наиболее важным каналам управления система, как правило, снабжается кроме электронных, гидромеханическими системами„ 25
Электронная система управления с целью повышения надежности резервируется.
Известна система управления, которая содержит резервированные узлы, 80 блоки кодового н логического контроля и блок управления, дсполнительно введенные в состав системы адаптивные мажоритарные элементы, которые через ключи подключены к информационным выходам всех резервируемых узлов и к блоку контроля, выход последнего связан с блоком управления и позволяют сохранять работоспособность системы при отказах з резервируемых узлах
jl) . Реализация этой системы требует, по меньшей мере, тройной избыточности.
Наиболее близкой к предложенной по технической сущности решения является система управления, содержащая блок кснтроля, ручку управления, соединенную через последовательно включенный гидромеханический усилитель и исполнительный механизм с объектом управления, ручка управления через два датчика положения, а выход объекта управления — через датчики состояния подключены ко входам „цвух многоканальных преобразователей аналог-цифра с двумя интерфейсами,выходы которых соединены с соответствующими входами двух цйфровых вычислительных машин, два преобразователя цифра-аналог, выходы которых подключены i< испОлнительному 2 низ«му j2)
Однако зти системь« УПОавления Об= ладают существенньгм. недостатком, э<аключающимся в том, что контроль и диагностика занимают знH HT<3JIBHoe
Время. HpH) î".êàçå только одного блока в электронном канале дублированный к<хнал Отключается i d прОхОждение
КОНТРОЛЬНЫХ ТеСТОВ ЯВЛЯЕТСЯ ДОВОЛЬНО
Дяит<вльной процеДурой „С>тказ Двух одинакОвых блоков В электрОнных еа))а лах одновременно маловероятен. 10
Кроме того, невозмо)хна независимая Работа Бычист1ительных машин/когДа неОбхОДима ДопОлнительнаЯ Вычислительная мощнОсть за счеT снижения на дежности системы. )Я
Цель изобретения — увеличение бытр>одей<"т>=(»<1 <";,, .. ) е*,, > H
9TQ 1<ВСTнг<«ется тем „<«тс B си<)T(J"t)< /0
ВБЕД(<ЗНЫ бЛОК СВЯЗИ . Дна J
ВЫХОДЫ KO cop „ O СОЕДИНЕНЫ C" 6JIOKQI,; связи/ с /(Ву«<«я клапанами / с ДвумЯ об< OÖ)Jb21It I<Ла-, >наМИ,.JIC>"(Н та ;!!< И .)H
Первый из кс)T Вто«)ыь". !»)ЕОбразоватЕ3«ЕМ цнфРа B.! а <1Ог н со вто7эы!ро!Й циф>Г>оВЫХ Вы<«И<
KJ1c<паны с б)IОкОм КОНТРОЛЯ / трет«!й первой ц!»()>РОВОЙ Вычислительной м<ащи! -"ö (-.Ое««и)»е<» c >I(" )HB12 клапаном блокировки и Гзторым обходнь«м клапансм, ТР :: Нй — -Х )Д В г<>РСHOËÈ ТЕЛЬ«!ОЙ МаШИНЫ СОЕДИНЕН СО В >.ОРЬ><м «(лапано)"; блокировки и первым обходным 1 :-,(о входам цифрОвых Вычислительных ма.— < ! («1)Н . <Я
Сна ссцержит блок 1 контроля, ручку: управления, соед шенную через последот»ательно включ H«Ib)e гидромеха-. 5() нический ус«!лите>1ь 3 и исполнительны:1 механ;!зм 4 с ОбъектОм 5 УГ!Равле< / ния. ДаT !и: < .3 и два датчика 7 Hi . )1Оложен и я руч -> / ки 2 выходами подключены к двум мноО)(аГ!а(«ьнь«2,1 преобраз о<»а >" ел ям а!» аJ!oB цщ>р<а сО сВоими инте1)фе!<сами 8 .и 8, Выходы и!»Тер(р ейсов сОединены с соотуетств<ую!(11«м)» Входами цифровых B1 Н, >!Ит >;ь «»ых 2«а«<)и >! 9 и -9 . !)в <а и реОбразo ател я 1 0 H 1 0 JJиф<)а- BJ» BJJQI СОЕДИНЕНЫ СВОИ/<>1» Bb»l(OJI.::МИ C ИСГ)<)Л«-:И 4 Бло> 1 $ CB я >11 г о ((к лю ч е «» >< в х (>д> а )(! >4 p Q B b! y. В ычи с литепь!»!)х машин 9 к 9, а их выходы < через coQTB BTQTB ) Ki 11!е клапаны> 1. 2 H 1 2 связаны с блоком 1 контроля. Другими выходами зти машины через регистр 13 ! «есовпадения связаны = первыми входаJ(<>» злPMBJ» Toi) >4(2114 j 4 H j 4 / а. Выходы последних подключе I>/> COQTBeTcтвенно к уп>р<авляющим входам клапанов блокировки 15 и 15 . Вход первого клапана блокировки 15 соедине : с третьГ«м выХОДО!.1 IIPPBQA ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ Н Ой машины 9, Выход BToго клапана подан на первый Г«реобразо«зател-.. 10 цифрааналог . Третий выход первой цифровой вычисли. Льной машины через втоРОЙ ОбхОДНЫЙ клапан 16 свЯЗан co BTO рым преобразователем 10 цифра-аналог . Третий выхоц второй цифровой вычислительной машинь> 9 через Второй клаг аH блокировки 13 соединен с ВTО f рым преобразователем 10, а через >Вера(чй о 3ход)»ый клапан 1() — с первым ! »реоб(3а.эователем 10 ци(>>ра-а!»<3(ЛОГ JgpJ !1<32<)Q!>tH Г)учк11 2 yi«p BJ!pH IгB» двигателем летчик устанавливает положение сектора газа. Сигнал упраBëåHHJI от ручки 2 передается ч.ереэ гидроме:-,. а (» и ч:-3 с к 1» !» y C v /i и т е» 3, I (Q T o p bJA <:1 ере3 «!сГ!О»«н!»Тельный механизм 4 упраВл »еТ геометрией двига.теля 5 и расходом топ)!Ива: Информация О вне)>)них условиях и внутренних параметрах двиГНТЕЛЯ "IOCÒ Сигналы с датчиков, преобразованные в цифро«3ую форму, передаются с Выходов интерфейсов Я и Я на ЦВ)4 9 и 9 Сформированные в ЦВИ 9 и 9 управляющие сигiaJ!b: передаются через преобра/ зователи цифра-аналог 10 и 10 на исполнительный механизм 4, который регулирует ра сход топлива. H управляет геометрией двигателя. ИнФормация поступает и а ВхОДы Ц В<<1 в Д В О е! ч н ы х K o дах, отличающихся по величине на доП /СТH> Для Обе("1»ечения c!!HxpoHHocTH обработки программ в ЦВИ необходимо обеспечить усреднениe «1»ôopìàöHè, поступающей на Входы машин. Это достигается ПРО Г Рак«М НЫ) 11» C Ð P J< CT В;.<МИ КОДЫ> B b)— ходов ЦВ(<> подаются на регистр 13 несовпаде>»ия результатов„ на котором реализуют лог«!(!Сск). е функции, исключитель o И))И. При несовпадении кодов ХОТЯ бы 13 О!<нОм нз раЗР ядов на БыхО де схемы регистра несОвпадения Возникает сигна»1 блокировки, который поступает !»а первь«е Входы схем ИЛИ 14 и 14, а сигналы с Выходов этих схем закрывая>. . Клапаны 15 и 15,прекращая Доступ кодов из ЦВ)> к преобраэовате«,,< 1>»ь1 >.1и<<>ра а>«»алог 1 0 i! 1 0 63891 > 6 лей цифра-аналог, и их сравнения с заданным допуском. Формула изобретения Если предположить, что ошибки одновременно в двух ЦВМ маловероятны, то необходимо определить результат вычислений, какой именно ЦВМ ошибочен. Предполагается, что ЦВМ оперирует словами, закодированными дополнительным систематическим неразделимым арифметическим кодом с проверочным модулем М 2а-1, где а ъ 2. Результат вычисления с выхода ЦВМ 9 через клапан 12, который открывается сигналом с выхода регистра управления схемы 17 выработки управляющего сигнала, поступает lO на схему контроля 1 по модулю М. Схема контроля производит свертку результата вычислений по модулю М и обнаруживает ошибки,не кратные модулю. Если ошибка обнаружена в ЦВМ 9, то с соответствующего выхода регистра управления схемы 17 выработки управляющего сигнала поступает сигнал на открытие обходного клапана 16, через который информация с выхода ЦВМ 9 поступает на вход преобразователя цифра-аналог 10. В промежутках между вычислениями основных программ, связанных с выра; боткой управляющих сигналов, ЦВМ 9 через блок 11 связи каналом может обращаться к блокам ЦВМ 9, производя операции, связанные с диагностикой последней. ю Если ошибка в ЦВИ 9, то те же упомянутые манипуляции производят с результатом вычислений ЦВМ 9, но открывается обходной клапан 16, через который информация с выхода 1tBN 9 поступает на вход преобразователя цифрааналог 10 . В том случае, если пропуск ошибок по условиям управления должен быть меньше, чем обеспечивает значение модуля М, то после возникновения сигнала несовпадения .р на выходе регистра несовпадения результатов необходимо поочередно проверить результаты вычислений по модулю М для каждой из ЦВМ. Если и после этого ошибка не обнаружена, то ее М и дальнейший контроль необходимо производить с использованием программных средств. Кроме названных процедур контроля существует возможность периодической проверки датчикон и преобразователей аналог-цифра, а также цифрааналог путем поочередного использования информации с преобразователей аналог-цифра с выхода интер1 фейса 8 и 8, а также поочередного закрытия клапанов 16 и 16 подачей сигнала с регистра управления схемы выработки управляющего сигнала на вторые входы ИЛИ 14 и 14 . Появляются воэможности раэличного прохождения сигналов с первичных датчиков и управляющих сигналов с преобраэовате Подача соответствующих сигналов со схемы выработки управляющих сигналон на вторые входы схем ИЛИ, а также на обходные клапаны делает возможным выключение из контура любой иэ ЦВМ для решения других задач, если это необходимо. При незначительных дополнительных затратах оборудования для системы с двумя электронными каналами управления использование предлагаемой системы повышает быстродействие значительно меньшими временными затратами на контроль и диагностику системы. Кроме того, появляется возможность независимой работы ЦВМ, например, переключение одной иэ ЦВМ на решение других задач. Система управления, содержащая блок контроля, ручку управления, соединенную через последовательно включенный гидромеханический усилитель и исполнительный механизм с объектом управления, ручка управления через дна датчика положения, а выход объекта управления — через датчики состояния подключены ко входам двух многоканальных преобразователей аналог- цифра с днумя интерфейсами, выходы которых соединены с соответствующими входами двух цифровых вычислительных машин, два преобразователя цифрааналог, выходы которых подключены к исполнительному механизму, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения быстродействия системы управления, она содержит блок снязи, дна клапана, регистр, дна элемента ИЛИ, два клапана блокировки, два обходных клапана и блок выработки управляющего сигнала, выходы которого соединены с блоком связи, с двумя клапанами, с двумя обходными клапанами, с элементами ИЛИ, первый иэ которых через первый клапан блокировки соединен с перным преобразователем цифра-аналог и с первым обходным клапаном, а второй через нторой клапан блокировки — со вторым преобразователем цифра-аналог и со вторым обходным клапаном, первые выходы первой и второй цифрОвых вычислительных машин соединены через регистр с двумя элементами ИЛИ, вторые выходы через соответствующие клапаны — с блоком контроля, третий выход первой цифровой вычислительной машины соединен с первым клапаном блокировки и вторым обходным клапаном, третий выход второй цифровой вычислительной машины соединен со вторым клапаном блокировки и первьм обходным клапаном, а блок связи подключен
