Система управления

П-фа"; А: ЦИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Соцналнстнческнх Республик(45) Дата опбликований описании 26,1,78(51) М. Кл. б 05 В 15/00 Государственный комитетСовета М и н истров С С С Рпо делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретении Б. Н. Петров, В. В. Бельгий, А. П. Курдюков, А. Ф, Конрашев, Е. Г, Пронин, В. П. Школин, А, А. Перешивкин, А. А, Шевяков,Ю. В, Ковачич и Е, П. Бурмистров Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР, Научноисследовательский центр электронной вычислительной техники и Центральный институт авиационного моторостроенияим. П. И. Баранова(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ 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 5 сбора и обработки инФормации.Известны системы управления аэрокосмического назначения, в особенности военного, которые рассчитываются на применение в чрезвычайно сложных Ю 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 25Электронная система управления с целью повышения надежности резервируется.Известна система управления, которая содержит резервированные узлы, ЗО блоки кодового н логического контроля и блок управления, дсполнительновведенные в состав системы адаптивные мажоритарные элементы, которыечерез ключи подключены к инФормационным выходам всех резервируемых узлови к блоку контроля, выход последнегосвязан с блоком управления и позволяют сохранять работоспособность системы при отказах з резервируемых узлах( 11, 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 объек" том управления, ручка управления через два датчика положения, а выход объекта управления - через датчики состояния подключены ко входам двух многоканальных преобразователейаналог-циФра с двумя интерФейсами,выходы которых соединены с соответствующими входами двух цйфровых вычислительных машин, два преобразователя циФра-аналог, выходы которых подключены к исполнительному меха- ниэмму 22 Однако зти систРмы управления Обладают существенным недостатком, заключающимся в том, что контроль и диагностика занимают значительное время. При;" отказе только одного блока н электронном канале дублированный канал Отключается, а, прсхОждение контрольных тестов является доВОльно Длитгвльной процеДУРОЙ С 2 тказ двух Однеаковых бло(он в влек уооннт ту лах Одновременно маловероятен. 10Кроме того, невозможна независимая работа вычислительных машин,когда неОбхОДима ДопОлнительная вычислительная мощность эа счет снижения на- ДежНОСТИ СЕЕСТЕтЫ, 15Цель изобретения - увеличение бы;цтрт)де 1 д т:тЯтт г)1 с е, т Гттттрм ттрст 2222 зит ВРР 1;,енныу ветра,.2: на т(онтроль и ДИЕГНОС 3 ЕП(тт тИссвеМЫ.-УТО ДОСТ;тгс)8 ТСЯ ТЕМ т 1 ТО В Систе."АУ т 0 ВВНДтаны бЛОК ВЯЗИ два К 318 Гтаиа регистР, Дн 1 з.тсемента ИЛИДва к 31 апана блОк НРОнки дна Обходных клсэп с) на и блОК вырабОТКИ упрАН 3 яющего Сига.та ВЫ ХодЬ КОТО Зо Г О С О Ед и 1 саЫ Г) б 31 К О тт, Связи) С дзумя К 31 стлатами г С двт)тмя Об УОЦтЬМЕ 1 ла, .,Етст, И .,2 Ет., т та 2 И И первый из которых через первый клапан б)лскее)о)Вки сссДин(-;.н с Г 18 рвым ГАРРОра - зонаталсм " цифра-аналоги с гервым обходным клаГаном, а второй че- )83 второй клаГ 1 ан блокировки со ВТОРЫМ 121)еобртсаэоваТНЛЕМ ЦЕ(фра а на 310 т н со втст)ыы ОбхОднымт клапаном первые выход з первой и второй цниаг)ОНЫ( Выти("тТЕГЬЫХ тащ,Н (ОЕДИНенсч(зтез )Гистр с двумЯ злме 1 тами ИЛИ т вторые выходы через соответствующиеклсспаны с блОком кОнтрОля т третийВЫХОД Пераой Цнфт)ОНОЙ ВЫЧИСЛИГ 8 ЛЬНОЙМатИЕЫ СО тс 3 т Ет 1, Р; ( П ) ЬМ К 3 а ПаОМбцо:(ИРОНИИ И Г)ТОРттм ОСХОДНЫМ КЛНтгНСМ,Трттй ВЫод ВТОРОЙ цИФГ)свой )ЫЕИСЛт 1 ТеЛЬ 10 Й МаНИНЫ 008 ДИНен СО ВТОЕ)ь)гмклапаном б)10 ке РОВкн и первым ОбхОДНЫМ КЛапаномг га бЛОК СВЯЗИ Г 1 ОДКЛЮ 1 РНко входам гтиф 1)Овых нычислительныу. ма. -.т, т 1. 5тест(;(е приведет -1, тру( ураясхема системы управления.Сна соцержит блок 1 контроля, ручкУ, УпрсВлент 1 Я г сОНДиСнную чРРеэпоследовате)Ь 10 включенные гидромеханический Усилите)1 ь 3 и испОлнительни:1 механизм 4 с объектом 5 управле-/ния. Датчи;(и (3 и б состояния объектатт, - - ти Два дсТ 1 ИКа 7 И т . ПОЛОЖеи И Я ЭУЧ-т т.) ВЫ 10 г; ат 1 ОДК 3 К)1 8 Н т 1, ДВ УМ М 2 Огокансльным ПРеобРаз Ова тел Ям аа"л 01" ЦЩ)рсаСО СВОИМИ ИНТ 81)гфеЕ 1 сам8 1 8 Выходы инте)фей сов сОедин Рньс соответствующими входами цифровых2ВттЕЕС)Итгт 1 ЬЫХ т,ащин (2 И 9 ДВ т ПРЕОбрсзоватЕЛЯ 10 И 10цнфт)с-анаЛОГСОНДЕ 1 НЕНЫ (2(ВОЯМИ НЫ(ОЛНМИ г Испг)Л".:.1 тельным 1 секае 31 Оу 4, БлОк 11 сВЯэи Пот(КЛЮЕНН К Нхг)лам ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИ- теПЬНЫХ Мащи 9 И 9 т а ИХ ВЫХОДЫт терез соответствут(ещие клапаныт 12 и 12 связаны с блоком 1 контроля. Другими выуодами эти машины через регистр 13 несовпадения связаны с первыми входами элементов Ит)1 И 14 и 14, а выходы ПОСЛед 1 ИХ ПОДИЛЮ.18 Ы СООТВЕТСТВЕННО к уптрснляащим входам клапанон блокировки 15 и 15 , Вход первого клапана блокировки 15 соединен с третьим выходэд ПЕРВОЕЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛЕТЕЛЬ Н Ой тавИНЫ 9, ВЫ)од Эт )т О К тталаиа Подаи на первый преобразователт 10 цифра- аналог, Третий выход первой цифровой вычис)ти.-льной машины через втс)ОЙ ОбхОДНЫЙ клапан 1 б свЯэан со ВТО рым преобразователем 10 цифра-аналог, Третий вьход второй цифровой вычислительной мащины 9 через второй клаган блокировки 3 соединен с втогрым п 198 огбраэонателе 10, а через первый о)ходЫй клапан 16 - с первым преОбт)азсвателем 10 циг)Ра-анстлОГ ПРИ Псат 02 ЦИ РУЧИ 2 УПРаВЛЕЕИЯ ДВИ- гателем летчик устанавливает положение сектора Газа. Си 1 нал упранлениЯ от ручки 2 передается ч.ереэ гидромехаический Усгт 1 итель 3 т (Оторый че;)83 сполннтельетый меха 1 изм 4 управляет геометрией дзига.теля 5 и расхоДсм топ)1 иваИНФОРиациЯ О ВНРшних С 310 Н И ЯХ И ВНУТЭ(НЕЕ ИХ Г сРаМЕТрстХ ДВИ Гсте)1 Я постУпсет с ДатчикоВ (на чертеже изображень только два типа датчи- КОВ б, 6 и 7, 7на коммутатср входных сигналон ин ерфейссв 8 и 8 перНого и второго электронных каналов. Сигналы с датчиков, преобразованные В ЦИФРОНтУЮ ФОРМУ, ПЕРЕДаЮтСЯ С ВЫХО- дов интерфейсон 8 и 8 на ЦВ 4 9 и 9 СФормированные в ЦВИ 9 и 9 управллющие сигналы передаются через преобраэователи цифра-аналог 10 и 10 на исполнительный механизм 4, который регулирует Расход топлива. и управляет геометрией двигателя, Информация Г 10 ступает на ВхОДы ЦВ 4 н Двоечных ко дах, Отличающихся пс зеличине на до- ПттСТЕМЫЕ ВЭЛИЧНЫ т ЧТО ИСКЛЮЧаЕТ ПО Разс)ЯДНОР СРавнеНИ На СОВПаД 81 ИЕ, Для обРРпечения синхронности обработки программ В ЦВИ необходимо обеспечить усреднение информации, поступающей на входы машин, Это достигается ПРОГ)аммЫМИ СР 83 тс"ГН;М 1, КОДЫ С НЫ ходОв ЦВтя тодаются на регистр 13 несовпадения результатов на котором Реале 3 уют лОГ 11 ч еск ".8 функ ции, исклю чительно ИИ, При несовпадении кодов ХОТЯ бы т) ОднОм нз Разрядов на выхо де схемы РгагистРа несовпадениЯ возни- КаЕТ СГт 1 а) бЛОКРСВКИ г КОТОРЫЙ ПОСТУ пает на первые вхоты схем ИЛИ 14 и14 , а сигналы с выходов этих схем эсакрывса(т клапаны 15 и 15,прекращал доступ кодов из ЦВ 2 И) к преобраэоватет,тт 1 Ям ци 4 Рс НналОГ 10 и 10638915 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 ЦБМ ошибочен. Предполагается, что ЦВМ оперирует словами, закодированными дополнительным систематическим неразделимым арифметическим кодом с проверочным модулем 5 Мс 20-1, где О ъ 2. Результат вычисления с выхода ЦВМ 9 через клапан 12, который открывается сигналом с выхода регистра управления схемы 17 выработки управляющего сигнала, поступает Ю 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.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 ЦВМ 9 поступает на вход преобразователя цифра- аналог 10. гВ 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 значение кратно значению М и дальнейший контроль необходимо про изводить с использованием программных средств. Кроме названных процедур контроля существует возможность периодической проверки датчикон и преобразователей аналог-цифра, а также цифра- аналог путем поочередного использования информации с преобразователей аналог-цифра с выхода интер)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 сигна. лон 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 цифра- аналог, 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 подключен638915 Рю Составитель А.ЛащевРедактор Н.Разумова Техред ИБорисова Корректор Е.Дичннская Заказ 7278/34 Тираж 991 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Иинистров СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ко, входам цифровых вычислительныхмашинИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР 9320812, кл, б 06 1 11/004.11.71. 2.ГоМ Т.Г.Эу 1 а 1 епрпе сопЬ.о 1. ГВМ, "и 1 1973, 93367.