Трехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 340 3/О 5 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ кт омехан Беляков и о СССР1978.равление саморед. С,М,федоТЕМА КОНТРО ИЯ ЛЕТАТЕЛЬк авиационнои ам автоматичеть использова ъ(71) Московский институт эи автоматики(54) ТРЕХКАНАЛЬНАЯ СИСЛЯ КАНАЛОВ УПРАВЛЕННОГО АППАРАТА(57) Изобретение относитстехнике, а именно к систеского управления, и может б 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 управления, что в конечном итоге снижает безопасность полета. 1 ил.5 10 15 20 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 обшего 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 в 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 25 30 35 40 45 50 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 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 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 питаниятретьего 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 элементаИЛИ 6, третий и четвертый входы которогоявляются первым и вторым входами признаков отказа питания соседних каналов, авыход через элемент НЕ 8 соединен с первым входом элемента И 9, выход которогосоединен с входом запоминающего элемента 3, выход которого соединен с вторымвходом второго элемента ИЛИ 7, третийвход которого соединен с вторым входомэлемента И 9 и выходом детектора 4 отказов,выход второго элемента ИЛИ 7 являетсявыходом признака неисправности канала,выход признака отказа питания первого канала соединен с первыми входами признакаотказа питания второго и третьего каналов,выход признака отказа питания второго канала соединен с первым входом признакаотказа питания первого канала и вторымвходом признака отказа питания третьегоканала, выход признака отказа питания которого соединен с вторыми входами признаков отказа питания первого и. второгоканалов,В качестве мажоритарного элемента 1может быть применено известное устройства;многоканальное резервированное англоговое устройство.Одной из возможных реализаций блокаконтроля состояния системы может быть схема логического устройства ЛУК с исключениемзапоминающих устройств в каждом канале,Запоминающий элемент 3 может бытьреализован либо на поляризованном реле,либо на двухвходовом логическом элементеИЛИ, выход которого соединен с вторымвходом этого же элемента.В качестве детектора 4 отказов можетбыть применено устройство для допускового контроля напряжений,Элемент 5 временной задержки можетбыть реализован по схеме, Схема работаетследующим образом,П ри появлении пол ожител ь ного входного напряжения Ох происходит заряд конденсатора С 1 с постоянной времениС 1К 1+К 2При достижении напряжения на конденсаторе С 1 порогового напряжения Опорна выходе компаратора появляется сигналотказа, При снятии Овх происходит разрядконденсатора С 1 с постоянной времени72= 82 С 1и в момент, когда напряжение на С 1 станетменьше, чем Опор, на выходе компараторапропадет сигнал отказа.В качестве логических элементов ИЛИ6 и 7, НЕ 8, И 9 могут быть использованымикросхемы серии 564, 35 40 45 50 55 1015202530 В качестве блока 10 контроля питанияможет быть применена схема контроля отказов питания автопилота. Другой возможный вариант реализации устройства контроля питания приведен на известной схеме, Схема работает следующим образом. При наличии контролируемыхнапряжений питания постоянного тока-15 В, +15 В, +27 В на входах ключевых схемтранзистор Ч 2 заперт, транзисторы Ч 3 и Ч 4насыщены. При этом на три входа логического элемента И 02 подаются логические единицы, при этом на его выходе напряжение, соответствующее логическому нулю, При исчезновении любого из контролируемых напряжений произойдет изменение состояния соответствующего ключа и навыходе логического элемента 02 появится напряжение, соответствующее логической единице, свидетельствующей об отказе вцепях электропитания.Трехканальная система контроля каналов управления летательным аппаратом работает следующим образом. Внешние информационные аналоговые сигнала Оф 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 на 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 отказапитания через первый элемент ИЛИ б 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 (2, установленное устройством элементов 5 задержки, Время т 2 выбирается из условия продолжительности переходных процессов в информационном канале, связанных с восстановлением электропитания.В 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 г после восстановления электропитания в первом канале. Вследствие этого к окончанию времени задержки 12 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 трактуправления при отсутствии в ней резерва,При наличии отказа в одном канале системы, например в первом, и последующем5 перерыве в системе электропитания, например второго канала, блок 2 контроля состояния системы отключит эту систему изтракта управления аналогично описанному,Однако при восстановлении электропита 10 ния во втором канале системы запрет назапоминание отказа производится тольково втором и третьем каналах этой системы, но не разрушает запоминания отказа вэлементе 3 запоминаний первого канала,15 Блокировка запоминаний отказов осуществляется за счет наличия перекрестныхсвязей с выходов элемента 5 временной задержки каналов на входы первых логических элементов ИЛИ 6 других каналов,20 причем время задержки ц элемента 5 временной задержки выбирается меньше времени задержки детектора 4 отказов.Положительный эффект от примененияпредлагаемой системы контроля по сравне 25 нию с прототипом, который является такжебазовым объектом, заключается в том, чтопредлагаемая система контроля обладаетрасширенными функциональными возможностями, она позволяет не только. отключить30 неисправный канал, но и различать истинную неисправность от ложной (связанной сдопускаемыми по ГОСТУ перерывами электропитания), в случае выявления перерываэлектропитания выдает запрет на запоми 35 нание такого отказа. Это в конечном итоге,позволяет повысить безопасность полета,так как при перерыве электропитания обеспечивается повторное включение системыуправления,40 Формула изобретенияТрехканальная система контроля каналов управления летательного аппарата, содержащая мажоритарный элемент, блокконтроля состояния системы и с первого по45 третий резервированные каналы, информационные входы которых соединены с первого по третий входами мажоритарногоэлемента, выход которого соединен с входами эталона каждого из каналов, выходы при 50 знака неисправности которых соединены спервого по третий входами блока контролясостояния системы, выход которого является выходом системы. причем каждый каналсодержит запоминающий элемент и детек 55 тор отказов, информационный вход и вь;ходустановки которого являются соответственно информационным входом и входом эталона каналов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональных возможностей за счет распознавания видов от1734077 20 25 30 35 40 50 Составитель Е,ЛосевТехред М.Моргентал Корректор А .Осауленко Редактор М. Бандура Заказ 1670 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 детекто ра отказов, выход второго элемента ИЛИявляется 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 отказапитания первого и второго каналов.