CN112596372A - 高适应性的多余度信号表决方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高适应性的多余度信号表决方法。其包括如下步骤：步骤1、对采样信号进行优先级排序；步骤2、能得到所需的初步余度有效采样信号；步骤3、选取优先级最高的3个采样信号，并对所选取3个采样信号的状态比较，以能得到相应的采样小值、采样中值以及采样大值，且选择采样中值为信号表决值；步骤4、计算得第一差值、第二差值，将第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较，以能得到比较后的余度有效采样信号；步骤5、根据上述比较后的余度有效采样信号的数量，以能确定得到信号表决值，并利用信号表决值进行所需的信号表决。本发明适应性强、可靠性高，并具有较好的可移植性。

Description

高适应性的多余度信号表决方法

技术领域

本发明涉及一种表决方法，尤其是一种高适应性的多余度信号表决方法。

背景技术

FADEC系统中，为了实现控制的可靠稳定，对于关键信号通常采用多余度设计，因此，从多个信号余度中表决出更可信的信号作为控制使用的有效信号是非常关键的。目前，对于多个信号余度中无法实现高适应性以及高可靠性的表决需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高适应性的多余度信号表决方法，其适应性强、可靠性高，并具有较好的可移植性。

按照本发明提供的技术方案，一种高适应性的多余度信号表决方法，所述多余度信号表决方法包括如下步骤：

步骤1、获取得到多个所需的采样信号，所述多个采样信号能形成多余度信号，并对所有的采样信号进行优先级排序；

步骤2、对上述优先级排序后的采样信号进行硬故障检测，以判断每个采样信号相对应信号余度的有效性，剔除信号余度无效的采样信号，以能得到所需的初步余度有效采样信号；

步骤3、对得到的初步余度有效采样信号中，选取优先级最高的3个采样信号，并对所选取3个采样信号的状态比较，以能得到相应的采样小值、采样中值以及采样大值，且选择采样中值为信号表决值；

步骤4、计算得到采样小值与采样中值间的第一差值，以及采样大值与采样中值间的第二差值，将第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较，并在比较后能得到比较后的余度有效采样信号；

步骤5、根据上述比较后的余度有效采样信号的数量，以能确定得到信号表决值，并利用信号表决值进行所需的信号表决。

步骤1中，在进行优先级排序时，根据可靠性、响应速度以及控制精度对采样信号进行排序。

步骤4中，第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较时，

当第一差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样小值对应的采样信号为余度无效信号，并保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样小值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号；

当第二差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样大值对应的采样信号为余度无效信号，并选择保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样大值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号。

步骤5中，具体过程为：

当比较后的余度有效采样信号的数量为2个时，比较所述两个采样信号的偏差与预设的余度偏差阈值间的关系，若两个采样信号的偏差大于预设的余度偏差阈值时，则所述两个采样信号均为余度无效信号，否则，将所述两个采样信号的均值作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为1个时，则将所述采样信号直接作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为0个时，则按设定的安全值策略执行。

本发明的优点：能适应任意信号余度的信号表决，并且对信号余度失效后能够统一快速的选择可靠的降级策略，从而提升控制软件容错能力和控制系统的可靠性，适应性强、可靠性高，并具有较好的可移植性。

附图说明

图1为本发明的筛选示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能实现信号的准确的表决，本发明多余度信号表决方法包括如下步骤：

步骤1、获取得到多个所需的采样信号，所述多个采样信号能形成多余度信号，并对所有的采样信号进行优先级排序；

具体地，在进行优先级排序时，根据可靠性、响应速度以及控制精度对采样信号进行排序，采样信号的可靠性、响应速度以及控制精度，具体由传感器的可靠性以及采集结果的实时性等确定，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。本发明实施例中，余度是指对同一个控制信号，由于其比较重要，所以采取多个采集传感器或设备获取到多个采样值，余度的具体情况与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

步骤2、对上述优先级排序后的采样信号进行硬故障检测，以判断每个采样信号相对应信号余度的有效性，剔除信号余度无效的采样信号，以能得到所需的初步余度有效采样信号；

具体地，可采用本技术领域常用的技术手段实现对排序后的采样信号进行硬故障检测，具体硬故障检测过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

步骤3、对得到的初步余度有效采样信号中，选取优先级最高的3个采样信号，并对所选取3个采样信号的状态比较，以能得到相应的采样小值、采样中值以及采样大值，且选择采样中值为信号表决值；

步骤4、计算得到采样小值与采样中值间的第一差值，以及采样大值与采样中值间的第二差值，将第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较，并在比较后能得到比较后的余度有效采样信号；

具体地，第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较时，

当第一差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样小值对应的采样信号为余度无效信号，并保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样小值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号；

当第二差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样大值对应的采样信号为余度无效信号，并选择保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样大值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号。

本发明实施例中，余度偏差阈值具体设置的情况与采样信号的具体类型相关，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

步骤5、根据上述比较后的余度有效采样信号的数量，以能确定得到信号表决值，并利用信号表决值进行所需的信号表决。

具体地，具体过程为：

当比较后的余度有效采样信号的数量为2个时，比较所述两个采样信号的偏差与预设的余度偏差阈值间的关系，若两个采样信号的偏差大于预设的余度偏差阈值时，则所述两个采样信号均为余度无效信号，否则，将所述两个采样信号的均值作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为1个时，则将所述采样信号直接作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为0个时，则按设定的安全值策略执行。本发明实施例中，安全值策略就是当余度有效采样信号的数量为0时，没有有效的信号可选，按预先设定的认为不影响系统安全的一个数值取值，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。具体实施时，当比较后的余度有效采样信号的数量为3个时，直接选择采样中值作为信号表决值。

如图1所示，下面对本发明的具体过程进行详细说明。具体地，设定信号余度偏差的阈值为DiffLim，作为信号余度间偏差过大时，判定信号余度无效的判据。

第一步，对于有n个余度的采样信号按优先级排序，以得到S1、S2、…、Sn。

第二步，对n个信号依次进行硬故障诊断，得到采样信号与其对应故障信息的二元组队列TeamOrg：(S1,F1)、(S2,F2)、…、(Sn,Fn)，其中，F1、F2，…，Fn为相对应的故障值。从二元组队列TeamOrg中剔除故障的采样信号，以得到对应的二元组TeamVote，(Sv1,Fv1)、(Sv2,Fv2)、…、(Svm,Fvm)，其中，m≤n且v1＜v2＜…＜vm。根据TeamVote队列中二元组的数量m确定后续的执行步骤，形成表决信号Sv：

1）、如果m≥3，执行第三步；

2）、如果m=2，执行第四步；

3）、如果m=1，执行第五步；

4）、如果m=0，表示队列已空，则直接执行第六步。

第三步，选取二元组TeamVote中前三个信号对应的二元组(Sv1,Fv1)，(Sv2,Fv2)，(Sv3,Fv3)，按以下方式得到信号表决值Sv：

1、比较Sv1，Sv2，Sv3，得到其中的Smin为小值，Smid为中值，Smax为大值，置Sv=Smid；

2、如果|Smin - Smid|>DiffLim，则置Smin对应采样信号的故障信息Fvmin为无效并更新入二元组队列TeamOrg，vmin∈{v1,v2,v3}；

3、如果|Smax - Smid|>DiffLim，则置Smax对应采样信号的故障信息Fvmax为无效并更新入二元组队列TeamOrg，vmax∈{v1,v2,v3}。

第四步，TeamVote中剩余的两个二元组为(Sv1,Fv1),(Sv2,Fv2)，如果|Sv1 – Sv2|>DiffLim，则置Fv1和Fv2均无效并更新入二元组队列TeamOrg，执行第六步，否则Sv=(Sv1+Sv2)/2。

第五步，TeamVote仅剩二元组(Sv1,Fv1)，直接置Sv=Sv1。

第六步，TeamVote为空，按设定的安全策略置Sv。

Claims (4)

1.一种高适应性的多余度信号表决方法，其特征是，所述多余度信号表决方法包括如下步骤：

步骤1、获取得到多个所需的采样信号，所述多个采样信号能形成多余度信号，并对所有的采样信号进行优先级排序；

步骤2、对上述优先级排序后的采样信号进行硬故障检测，以判断每个采样信号相对应信号余度的有效性，剔除信号余度无效的采样信号，以能得到所需的初步余度有效采样信号；

步骤3、对得到的初步余度有效采样信号中，选取优先级最高的3个采样信号，并对所选取3个采样信号的状态比较，以能得到相应的采样小值、采样中值以及采样大值，且选择采样中值为信号表决值；

步骤4、计算得到采样小值与采样中值间的第一差值，以及采样大值与采样中值间的第二差值，将第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较，并在比较后能得到比较后的余度有效采样信号；

步骤5、根据上述比较后的余度有效采样信号的数量，以能确定得到信号表决值，并利用信号表决值进行所需的信号表决。

2.根据权利要求1所述的高适应性的多余度信号表决方法，其特征是：步骤1中，在进行优先级排序时，根据可靠性、响应速度以及控制精度对采样信号进行排序。

3.根据权利要求1或2所述的高适应性的多余度信号表决方法，其特征是：步骤4中，第一差值、第二差值与预设的余度偏差阈值比较时，

当第一差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样小值对应的采样信号为余度无效信号，并保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样小值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号；

当第二差值大于预设的余度偏差阈值时，则采样大值对应的采样信号为余度无效信号，并选择保持选择采样中值为信号表决值；否则，采样大值、采样中值对应的采样信号均为余度有效采样信号。

4.根据权利要求1或2所述的高适应性的多余度信号表决方法，其特征是，步骤5中，具体过程为：

当比较后的余度有效采样信号的数量为2个时，比较所述两个采样信号的偏差与预设的余度偏差阈值间的关系，若两个采样信号的偏差大于预设的余度偏差阈值时，则所述两个采样信号均为余度无效信号，否则，将所述两个采样信号的均值作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为1个时，则将所述采样信号直接作为信号表决值；

当比较后的余度有效采样信号的数量为0个时，则按设定的安全值策略执行。

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