Аналоговое мажоритарное устройство

3 К 1923 ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСК СТВО(57) Изобретение относится ктике и вычислительной техникжет быть использовано в навиных системах повышенной надеж втома моБюл.рденаи инс Трудовогоитут инжене ацио ации в, Н.Боголюбов анных канаав тома рвиров ческои о ных изме обретени аботк тельн ре ло до по ения оппениеказавшихт в кажрационтрехль ельство СССР 19/23, 1982ьство СССР19/23, 1981. свидеН 03идете03 К верности ов. Уст езервиру силитель наруж тво содержи але опе стивные ом ка(71) КиевскийКрасного Знамегражданской ав1203697 1 О 20 30 полюсники 2 и 3, измерительный каналкомпаратор 5, реле 6 с контактами 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 надежностидля автоматической обработки данныхрезервированных измерительныхканалов.Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения отказавшихканалов,На чертеже приведена электрическая схема мажоритарного устройства.Устройство содержит в каждомрезервируемом канале операционныйусилитель 1, резистивные трехполюсники 2 и 3, включенные крайнимиполюсами между входом и выходом операционного усилителя 1, среднийвывод одного трехполюсника 2 и 3связан с выходом измерительногоканала 4 и первым входом компаратора 5, выход которого подключен кобмотке реле 6, размыкающие контакты 7 реле 6 включены между точкамисоединения выводов нагрузочных резисторов 8 с выходными шинами 9и средними полюсами трехполюсников 2 и 3, первые выводы балансных резисторов 10 и 11 связаныс общей шиной, второй вывод первого балансного резистора 10 подключен к второму входу компаратора5 и через размыкающий контакт 12реле 6 - к общей точке соединенияпервых выводов компенсационных резисторов 13, к которой через замыкающий контакт 14 реле 6 подключенвторой вывод балансного резистора 11,вторые выводы компенсарионных резисторов 13 соединены с соответствующими выходными шинами 9,Обозначены также сигнал Ох. навыходе 3 -го измерительного канала,пропорциональный проекции вектора мосвяэей балансных резисторов скомпенсационными, а также новой связи входной цепи компаратора с резистором 10. Устройство легко настраивается, не содержит диодных мостов иисточников опорного напряжения,1 ил,Физической величины по-му направлению,= 1,и, сигнал Оных на (-ом выходе мажоритарного устройства, пропорциональный проекции вектора Физической величины на 1-ю ось основного базиса, 1 = 1,3, сигнал О , снимаемый с балансного резистора 10 и получаемый н результате масштабного суммирования сигналов ОВыхАналоговое мажоритарное устройство работает следующим образом,Когда все резервируемые каналы исправны, Функциональная взаимосвязь между составляющими ( -мерного вектора Уз( на выходах измерительных каналов 4 и компонентами трехмерного вектора Она выходных шинах 9 устанавливается уравнением вида О=ВВых (1) ,де б:63(, ( д = 1,11,3)-и х 3 - матрица направляю щих косинусов 3( , определяющая переход от и -мерного базиса вектора ОЬ к трехмерному базису вектора О 6 ыи , ее элементы Ю( 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 Оых в контуре обратной связи (нагрузочные резисторы 8 - компенсационные резисторы 13 - балансный резистор 10) на резисторе 10 каждого резервируемого канала выделяется свой сигнал обратной связи О хн соответствии с уравнениемВ;ЬОь.; (2)соотношением сопротивлений резисторов 10 и 13, равны соответствующимкоэффициентам матрицы 3 в уравнении (1),При нормальной работе устройствасигнал О, на выходе 1 -го измерительного канала 4 в точностисоответствует сигналу обратнойсвязи О , , снимаемому с резистора 10 этого же резервируемого канала, т.е, непрерывно во времени наОблюдается баланс напряжений О -ОхА Вх.Степень разбаланса указанных напряжений характеризует точность и достоверность мажоритарного выделенияпроекций вектора ОЬь, по -ымосям основного базиса. Это позволяет надежно диагностировать ипрогнозировать состояние резервируемых каналов.При отказе блоков или элементовнапример К -го резервируемого канала, на соответствующем резисторе10 выделяется сигнал обратной связиоо . , зависящий от составляющихвектора 0 Ьц , формируемого посигналам наиболее многочисленнойгруппы исправных каналов и в соответствии с принципом большинствадостоверного. В то же время величина сигнала О.К , снимаемого непосредственно с выхода К -го измерительного канала, зависит толькоот состояния данного канала. Еслирассогласование сигналов Ь: О К-ОВх К ВиК,снимаемых соответственно с резистора 10 и выхода К -го измерительного канала 4, превышает пороговоезначение, то компаратор 5 и реле6 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 В новой Ь -1)3 - матрицы 8 при отключении отказавшего К -го канала компенсируется требуемым изменением 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 осигнал 08. благодаря масштабному суммированию составляющих вектора Оь, , формируемого уже по (и-) сигналам измерительных каналов 4.Каждая из цепей формирования сигналов обратной связи О 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 (И -Р), Р 4 11 -3 в процессе отключения отказавших каналов.В случае отказа Г резервируемых каналов, формирование составляющих трехмерного вектора Оыд и н -меро ного сигнала обратной связи Опроисходит аналогично по сигналам-Р 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 сопостав" ления не влияют нестабильности характеристик таких нелинейных звеньев, как диодные ключи. 1Следует отметить, что балансныерезисторы 10 и 11 одновременно вы полняют функции настроечных. Настройку схемы мажоритарного устройства выполняют следующим образом.На выходах всех 1 -измерительныхканалов 4 задают тестовые сигналы 45 О . Изменяя величину резистора 10,в каждом канале добиваются выполнения равенства Оь, = О.д, ,1 = 1,Н фЗатем с помощью реле 6 поочередноотключают каждый из резервируемых 50 каналов и регулировкой соответствующего резистора 11 вторично обесФпечивают выполнение условия О.;=Овз,Проверку правильности функционир- вания мажоритарного устройства осуществляют путем сравнения соответст вующих компонент векторного информационного сигнала О и векторного сигнала обратной связи О В,Составитель Н, ДубровскаяРедактор 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, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1203Таким образом, использование новых взаимосвязей балансных резисторов 10 и 11 с компенсационными резисторами 13, а также новой связивходной цепи компаратора 5 с реэис 5тором 10 обеспечивают положительныйэфрект повышение достоверности обнаружения отказавших каналов махоритарного устройства. При этом предлагаемое устройство легко настраивается, не содержит диодных мостови источника опорного напряжения,что выгодно отличает его по простоте и надежности от известных технических решений,Формула изобретения Аналоговое мажоритарное устрой,ство.,состоящее иэ и идентичных резер Ов:ируемых каналов," где4, и трехнагрузочных резисторов, каждыйиз которых включен между общей исоответствующей выходной шиной,каждый из резервируемых каналов 25содержит измерительный канал,операционный усилитель, реэистивныетрехполюсники, три компенсационныхрезистора, компаратор и реле, ре 697, эистивные трехполюсники краиними 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.