FR2489545A1 - Systeme adaptif pour la detection des defaillances d'une servocommande d'un aeronef - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME ADAPTATIF POUR LA DETECTION DES DEFAILLANCES D'UNE SERVOCOMMANDE D'UN AERONEF. LE FONCTIONNEMENT D'UNE SERVOCOMMANDE 16 EST CONTROLE EN COMPARANT SA POSITION 21 AVEC LA POSITION 31 INDIQUEE PAR UN MODELE INTEGRANT 45 UNE VALEUR DE DIFFERENCE LIMITEE ENTRE LA COMMANDE DE POSITION 24 APPLIQUEE A LA SERVOCOMMANDE ET LA POSITION 31 DU MODELE, CETTE VALEUR LIMITEE VARIANT A PARTIR D'UNE LIMITE NOMINALE SUIVANT DES FONCTIONS LIMITEES DE LA DIFFERENCE ENTRE LA POSITION DE LA SERVOCOMMANDE ET LA POSITION DU MODELE; CETTE VALEUR EST DAVANTAGE REDUITE LORSQUE LE PILOTE SE SUBSTITUE 50 A LA POSITION DE LA SERVOCOMMANDE. L'INVENTION EST UTILISEE POUR ASSURER UNE FIABILITE MAXIMALE DES SERVOCOMMANDES POUR LE CONTROLE DES MANOEUVRES D'UN AERONEF.
Description
Lta p'oSncerte IilnVenlt[OI Colcellle des collmlail-
ódes aîuLoî,.t tLqi u de vol dhlliél.icoptêi-es et, plus parti-
cu'l ji ê''enîclît, in sySLjie te dé(ltection des défaillances (dlulie svtrvouoiliiiîailde, ce systlème étant adaptatif vis-à-vis des condit LoIIs de foncîtioînneiiient des servoconunandes. Dans de nobtbreux aéronefs sophistiqués tels que des hélicoptères (auxquels on se référera ici à titre diexemlple), il existe différentes servocommandes hydrauliques et électromécaniques qui sont utilisées
à des fins diverses dans les systèmes assurant la loca-
Lisation des surfaces de conumande, permettant ainsi de
manoeuvrer l'aéronef. Par exemple, dans les hélicop-
tères, il est de pratique courante d'utiliser une sei'vot ommallde de compensation contr8lant la position d'unie d(tt ente il ressort assurant la compensation de la
ptosition du m,îcaîi isme solidarisant l'élément de coIII-
Imanide dlit pi lote (patl exemple, les pédales réglant le pa.s de. l. alcs aii loLtolr de queue en vue d'effectuer des llaltlelivl.e.s dallîs l axe de lacet, le levier- de conunande d: pas (.liq ique t-iLr6lani; le pas des pales du rotor printcipa l pourl et'ecttler des manoeuvres dans 1 axe de tangage, et. (le roulis, ou le levier de commande de pas
cotlectif' qui contrôle la sustentation). Ces servo-
(>illllllal(liUS Lon(ctioluîent en réponse à lmémission d'un Z5.signai de comnmîande de position, chaque servocommande -ollllli.iiidaiit la position de compensation jusqu<à ce qu' tîl detctt.Ceur de position détermine que la position d(e:ollipeîisatLioin est égale au signal de comîmande de position applique. Bien entendu, si des signaux de
3() tcommndii(t de poS i ti on variant continuellement sont ap-
pl i lquts, I a s ervocommarnde balaiera continuellement la posi tion de compensation en essayant d'effectuer un attrapl)age.. Toutefois, qu'elle soit hydraulique ou elctr.rom:écanique, n'importe quelle servoconunande possède une tcetLaiine vitesse inhérente de commande suivant ses caractéerisLi ques propres et le gain global de la boucle
!I a.slei'v i.ss ellelt..
Afin de détecter les défaillances survenant
dans une servocommande, il est connu de prévoir un sys-
tème électrique d'approximation de la boucle d'asservis-
sement (que lion appellera ci-après "modèle"), d'appli-
quer au modèle, les mêmes signaux de commande de posi- tion que ceux appliqués à la boucle d'asservissement de
la servocommande et de comparer la position de compen-
sation fournie par la servocommande avec une position qui est déterminée par le modèle et qui est celle que doit atteindre la servocommande. Selon une théorie simple,les écarts existants entre les deux positions indiquent qu'il y a une défaillance dans la boucle d'asservissement de la servocommande. Le problème que pose cette théorie simple, réside dans le fait que toutes les servocommandes présentent non seulement un retard inhérent (c'est-à-dire que le moment auquel la
servocommande atteint une certaine position de compen-
sation, est retardé par rapport au moment o un signal de commande pour cette position y est appliqué), mais également des variations dans ces retards. C'est ainsi
qu'une boucle d'une servocommande hydraulique peut -
présenter des retards variant en fonction de la pres-
sion hydraulique et de la température, ainsi que de facteurs analogues. En outre, deux servocommandes ne
sont jamais exactement semblables. Une charge impor-
tante imposée à des servocommandes hydrauliques peut en ralentir la réponse. De même, les servocommandes électromécaniques sont très dépendantes de la charge et toute variation survenant dans la charge qui leur est imposée, a tendance à en faire varier la vitesse
de réponse.
De plus, lorsque la servocommande parti-
culière en cause déclenche une position de compensa-
tion élastique, le pilote peut annuler l'effet de la position de compensation en agissant sur ses commandes (par exemple, un levier de commande ou des pédales) et, en fait, il peut augmenter la charge imposée à la
servocommande à un point tel que celle-ci peut se blo-
quer complètement sans jamais atteindre la position de
compensation recherchée.
Afin d'éviter ces difficultés, dans les systèmes connus dans la technique antérieure pour la détection des défaillances des servocommandes, on a imposé une limite de vitesse au signal de-commande de position appliqué à la fois à la servocommande et au modèle. La limite de vitesse est choisie de façon à limiter la vitesse de changement de positions commandées
à une valeur inférieure à la vitesse minimale de répon-
se (retard maximum) pour toutes les conditions raison-
nables applicables à un type donné de servocommande.
C'est ainsi que, en théorie, la servocommande doit toujours être en mesure de suivre la commande d'entrée
à vitesse limitée, de sorte que le modèle doit simple-
ment intégrer cette commande à un facteur d'échelle approprié pour déterminer exactement la position de compensation, ce qui limite toutefois sérieusement la
vitesse de réponse de la boucle d'asservissement elle-
même de la servocommande, altérant ainsi le comporte-
ment de l'aéronef. Dtautre part, si la vitesse de la commande dtentrée est moins sérieusement limitée, les retards réellement tolérables se situant au-delà de ces
limites seront la cause de fausses indications de dé-
faillances (défaillancesintempestives).De ce fait, le
pilote se fiera moins au système et il devra s'astrein-
dre à un travail conséquent pour déterminer qu'il n'y
a que des défaillances intempestives.
Dans le cas de servocommandes de compensa-
tion, chaque fois que le pilote déplace sa commande,
il applique, à l'encontre de la position de compensa-
tion, des forces qui se reflètent dans la servocommande.
Afin d'éviter des défaillances intempestives dans ce cas, le système de détection de défaillances est inhibé au
cours de l'application de cette force par le pilote.
Toutefois, dans ce cas, une défaillance risque réelle-
ment de se produire dans la servocommande à laquelle
le pilote peut alors se substituer en ignorant la dé-
faillance à un moment précis o elle doit être détec-
tée. La présente invention a pour objet de four- nir un système de détection de défaillances survenant dans une servocommande pour le contrôle d'un aéronef, ce système présentant les caractéristiques suivantes il ne dissimule pas les défaillances survenant au cours de la prise en charge par le pilote; il ne favorise
pas lhapparition d'indications de défaillances intempes-
tives; il n'altère nullement le comportement des servo-
commandes et il peut être adapté à une large variété
de servocommandes.
Suivant la présente invention, la position
acquise par une boucle d'asservissement d'une servo-
commande de contrôle d'un aéronef en réponse à l'émis-
sion d'un signal de commande de position est comparée avec le signal d'indication de position d'un modèle de boucle de servocommande qui reçoit le même signal de
commande de position, ce modèle comportant une limita-
tion de vitesse variable en fonction du degré auquel la servocommande est déphasée en avance ou en retard par rapport à ce modèle et également suivant que les signaux d'entrée émis par le pilote sollicitent la
servocommande au-delà d'une valeur seuil.
De plus, suivant l'invention, le modèle comporte une boucle de réaction ayant un gain intégral
de l'erreur de réaction à limitation de vitesse varia-
ble.
La présente invention peut Atre mise en oeuvre sous une forme analogique ou numérique et, en fait, elle peut être mise en oeuvre avec un ordinateur
numérique programmé de manière appropriée. Ltinven-
tion peut être aisément adaptée à une large variété de servocommandes de différents types et de différentes fonctions. L'invention assure une fiabilité maximale d'une servocommande en exerçant une influence minimale sur le comportement du système. L'invention peut être
mise en oeuvre en utilisant des techniques et des appa-
reils bien connus et ce, à la lumière de la description
détaillée ci-après. Les objets, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention, ainsi que d'autres
apparaîtront plus clairement à la lecture de la descrip-
tion détaillée ci-après de certaines formes de réalisa-
tion données à titre d'exemple en se référant aux des-
sins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma bloc simplifié d'un système d'une servocommande suivant la présente invention; la figure 2 est un schéma d'un exemple d'un
circuit à limite variable utilisé dans la forme de réa-
lisation de l'invention qui est illustrée en figure 1, et les figures 3 et 4 illustrent, à titre d'exemple, un organigramme simplifié d'un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre d'une forme de
réalisation numérique de l'invention.
Dans la forme de réalisation illustrée à
titre d'exemple en figure 1 un système de servocomman-
de pour le contrôle d'un aéronef comprend une boucle
d'asservissement 10 d'une servocommande de compensa-
tion d'hélicoptère du type comportant un levier de com-
mande 12 pour le pilote, ce levier étant relié, par une
tringlerie mécanique 13, à une servocommande de ren-
fort 14 pouvant fonctionner en réponse à une source
de pression hydraulique (non représentée) pour renfor-
cer l'entrée mécanique fournie par la tringlerie 13 afin de déplacer la tringlerie mécanique 15 réglant le pas des pales du rotor suivant laxe d'attitude particulier de l'hélicoptère que règle le mouvement
correspondant de ce levier de commande 12. Par exem-
ple, le levier de commande 12 peut être spécifiquement le levier de commande de pas cyclique et, par conséquent, il se rapportera au pas cyclique longitudinal ou au pas cyclique latéral du rotor principal; d'autre part, tel qu'il est représenté ici, le levier de commande 12 peut être un levier de commande de pas collectif ou il peut être constitué de pédales réglant le pas des pales du rotor de queue, orientant ainsi l'aéronef vis-à-vis
de son axe de lacet.
Telle qu'elle est représentée simplement dans les dessins annexés, la tringlerie 13 est reliée élastiquement à une servocommande de compensation 16 comme représenté à titre d'illustration par un ressort
17 en figure 1. La servocommande 16 peut être cons-
tituée d'un piston hydraulique pouvant être localisé par une pression hydraulique venant d'une source (non
représentée) en fonction d'un signal électrique appli-
qué à une soupape d'asservissement 18 chaque fois que cette soupape 18 est reliée à la source hydraulique par une soupape d'ouverture 19. La localisation du piston à l'intérieur de la servocommande 16 (par exemple, vers la droite ou vers la gauche comme représenté en figure
1) a pour effet de modifier la position de la tringle-
rie 13 à laquelle le ressort 17 applique une force neutre. Cette position est appelée ici "position de compensation". Si l'aéronef fonctionne en réponse à un système automatique de commande de vol et si le pilote n'exerce aucune force sur le levier de commande, la servocommande 16 localisera, à l'intervention de sa liaison élastique 17, la tringlerie mécanique 13 en
vue d'amplifier l'action de cette dernière par la servo-
commande de renfort 14, localisant ainsi la commande du rotor. Toutefois, le pilote peut se substituer au système automatique en appliquant une force appropriée
surmontant le signal d'entrée appliqué par la servo-
commande élastique à la tringlerie 13,. cette force
dépendant du degré de substitution requis.
La positLion 'écl.le de compensation est dé-
Lettée par lUll dete(ecteUt' de position 20 qui peut être constitute ( ull poteniitioièLle ou (]dun transfoA entú Variable linealirent - afin d'émettlre un signal de position de compensation sur une ligne 21. Le signal de position de compensation émis sur la ligne 21 est renvoyé vers
une jonction de sommation 22 qui peut constituer lPen-
trée d'un amplificateur 23, en vue d'effectuer une soustraction d'un signal de commande de position émis
sur une ligne 24. L'amplificateur 23 commande la sou-
pape d'asservissement 18 de telle sorte que la servo-
commande se déplace vers une position de compensation
désirée. Le signal de commande de position apparais-
sant sur la ligne 24 est émis par un système de pilote automatique (avec ou sans signaux d'augmentation de stabilité) de façon à contrôler automatiquement le vol de l'hélicoptère lorsque ce système est engagé, par exemple, au moyen d'un signal émis sur une ligne 25 et positionnant un multivibrateur bistable 26, lequel émet un signal sur une ligne 27 pour actionner la soupape
d'ouverture 19. La description ci-dessus concerne une
boucle d'asservissement spécifique d'une servocommande
de compensation d'un hélicoptère analogue à une servo-
commande de compensation de lacet du type décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4.206.891 de la Demanderesse. Suivant la présente invention, un modèle adaptatif de servocommande 30 émet, sur une ligne 31, un signal de position de modèle qui doit être soustrait du signal de position de compensation émis sur la ligne 21 par une jonction de sommation 32 afin d'émettre, sur une ligne 33, un signal d'erreur de poursuite. Ce signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33 peut être
appliqué à un comparateur de fenêtres afin de détermi-
ner si sa valeur absolue dépasse des valeurs seuils +
établies par des tensions de référence dans un compara-
teur de fenêtres 34; dans ce cas, un signal est appli-
qué directement sur une ligne 35 et, via un circuit de
retard 36, à un circuit ET 37. Si ce signal est pré-
sent sur la ligne 35 tout au long de la période du cir-
cuit de retard 36, le signal de sortie de ce dernier, émis sur la ligne 38, sera présent à l'entrée simulta- nément avec le signal émis sur cette ligne 35. Dans
ce cas, le circuit ET 37 émettra un signal de défail-
lance sur une ligne 40. Grâce à l'utilisation du cir-
cuit de retard 36 et du circuit ET 37, aucune défail-
lance n'est indiquée à moins que l'erreur de poursuite ne soit excessive au cours d'une certaine période, par exemple, 250 millisecondes, évitant ainsi l'apparition d'indications de défaillances intempestives résultant de l'émission de bruits, tout en permettant également,
à la servocommande, de se déplacer (mais non nécessai-
rement de se localiser) afin de se stabiliser avant la détection d'erreurs éventuelles. Dès lors, une réponse lente due à une friction initiale et à des facteurs
analogues ne donne pas lieu à des indications de défail-
lances intempestives.
Le modèle 30 réagit à la différence entre le signal de commande de position émis sur la ligne 24 et le signal de position de modèle émis sur la ligne 31, cette différence étant établie par une jonction de sommation 41, émettant ainsi, sur une ligne 42, un signal d'erreur de modèle passant par un circuit à limite variable 43 qui sera décrit en détail ci- après
en se référant à la figure 2 et dont le signal de sor-
tie est appliqué sur une ligne 44 vers un amplificateur
d'intégration 45, lequel émet, sur la ligne 31, le si-
gnal de position de modèle. L'amplificateur d'intégra-
tion monté sur la ligne 45 établit une intégration de
lterreur de position de la même manière que le mou-
vement réel de la servocommande 16 qui établit cette
intégration dans le temps. Le circuit à limite varia-
ble 43 réagit non seulement au signal d'erreur de mo-
dèle émis sur la ligne 42, mais également à un signal var-iable de liiil e( br'ute mis sur une ligel 46 par un ainpliú'icaetur 47, lequel cadre de manière appropriée (colmme on le décrira ci-après) le signal d'erreur de
poursuite démis sur la ligne 33. Le système de détec-
tion de défaillance d'une servocommande suivant la présente invention devient adaptatif grâce à l'utilisation d'une dérivée du signal. d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33: en d'autres mots, ce système dépend de
l'erreur de poursuite détectée et représentant la diffé-
rence entre la position de compensation réelle et la position de compensation escomptée (position du modèle)j cette différence établissant la position du modèle. Le circuit à limite variable 43 réagit également à un signal de non-substitution par le pilote émis sur une ligne 50 par un comparateur de fenêtres 51 chaque fois qu'un signai de différence de position émis sur une ligne 52 dépasse une valeur prédéterminée (dans l'une
ou l'autre direction) établie par des tensions de réfé-
rence appropriées dans le comparateur de fenêtres 51.
Le signal (némis sur la ligne 52 représente la différence (établie par une jonction de sommation 53) entre le siglnal de position de compensation émis sur la ligne 21 et un signal de position de levier de commande émis sur la ligle 54 à partir d'un détecteur de position 55
qItti détecte la position de la tringlerie mécanique 13.
En consélquence, la différence des signaux émis sur les
lignes 21 et 54 constitue une indication de la diffé-
rence (existant entre la position de compensation de la tringlerie et la position réelle de cette dernières tout en indiquant le degré de substitution qu'entreprend le pilote en manoeuvrant le levier de commande 12. Le comparateur de fenêtres 51 peut être réglé pour émettre le signal de non-substitution par le pilote sur la ligne aussi longtemps que la différence existant entre les signaux émis sur les lignes 21 et 54 représente unue
force inférieure à environ 0,9 kg exercée sur le le-
vi.er (le c-ommande 12. D'autre part, si le système de servocommanllllal avec lequel l'invention doit être mise en oeuvre, concerne l'axe de lacet dlun hélicoptère, le signal de non-substitution par le pilote apparaissant sur la ligne 50 pourrait simplement être émis chaque fois que les coiunlutateui-s de relâchement des pédales sont fermés, indiquant ainsi que le pilote n'essaie pas de déplacer les pédales à l'encontre de la position
de compensation.
En règle générale, le circuit à limite va-
riable 43 impose une limite à l'amplitude du signal d'erreur de modèle émis sur la ligne 42 avant qu'il ne soit appliqué sur la ligne 44 vers l'amplificateur d'intégration 45. En règle générale (par exemple, lorsque la servocommande occupe une position désirée concordant avec la position du modèle), le circuit à limite variable 43 aura des limites nominales à la fois en plus et en moins. Ces limites peuvent être égales
à des vitesses de mouvement de la servocommande repré-
sentant, par exemple, + 10% de pleine autorité du le-
vier de comumande par seconde. Cette vitesse est choi-
sie de telle sorte qu'elle soit égale à la vitesse nominale du mouvement de la servocommande 16. Dans le cas de servocommandes de compensation pouvant agir de
pleine autorité, par exemple, sous la commande de si-
gnaux de pilote automatique, la vitesse à laquelle cette servocommande peut agirest normalement limitée à 10-20% de pleine autorité par seconde, évitant ainsi toute tendance à entreprendre des manoeuvres excessives et catastrophiques sur les commandes suite à l'émission
de signaux électriques erronés de commande de position.
Toutefois, suivant l'invention, le circuit à limite variable 42 est adaptatif étant donné que les limites de vitesse nominale sont réglées selon un mode continuellement variable dépendant de l'amplitude du
signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33.
C'est ainsi que, si la servocommande se déplace plus rapidemaent que le modèle sous l'effet d'une charge très légères cette servocommande est, dès lors, déphasée en avance par rapport au modèle, de sorte que les limites imposées au signal d'erreur du modèle peuvent être
accrues (relaxées) pour permettre, à ce modèle, de re-
présenter une servocommande plus rapide et suivre ainsi plus étroitement le fonctionnement de la servocommande réelle. En règle générale, si le signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 32 est nul, le circuit à
limite variable 43 aura des valeurs limites nominales.
En conséquence, si le modèle suit exactement la servo-
commande, en réponse à des signaux de commande de posi-
tion changeant continuellement sur la ligne 24, le si-
gnal d'erreur de modèle émis sur la ligne 42 (ce signal
étant fini suite aux variations survenant dans la com-
mande d'entrée) passera à travers le circuit 43 sans être altéré, à moins qu'il ne soit plus positif que la limite nominale positive ou plus négatif que la limite
nominale négative. Toutefois, si, comme c'est habituel-
lement le cas, le modèle et la servocommande ne se poursuivent pas parfaitement, un signal fini d'erreur de poursuite sera émis sur la ligne 33. Si ce signal est positif et si le signal de commande de position commande une position plus positive, on saura alors que
la servocommande fonctionne sous une charge extrême-
ment légère et, partant, à une vitesse supérieure à la vitesse nominale du modèle. En conséquence, le circuit à limite variable 43 établira des limites supérieures à la limite nominale prévue pour le signal d'erreur du
modèle. Dans le cas de commandes de plus en plus posi-
tives, le signal d'erreur du modèle sera toujours posi-
tif et, partant, le c'té positif du circuit limiteur
sera efficace. Dtautre part, si, dans ce cas, le si-
gnal dterreur de poursuite 33 est négatif, on saura alors qu'une charge plus importante est appliquée à la servocommande, de sorte que celle-ci fonctionnera plus lentement que le modèle et ainsi, ce signal négatif amènera le circuit à limite variable 43 à imposer des
limites plus rigoureuses (avec une valeur limite infé-
rieure) aux signaux positifs dIerreur de modèle passant à travers ce circuit. Dès lors, suivant la direction de là commande de position ellemême (pour une position croissante ou une position décroissante comparativement
à la position en cours de la servocommande de compensa-
tion et du modèle), des signaux positifs d'erreur de poursuite indiqueront que la servocommande se déplace plus rapidement, tout en établissant une limite plus élevée; par ailleurs, des signaux négatifs d'erreur de poursuite indiqueront que la servocommande se déplace plus lentement, tout en établissant une limite de vitesse inférieure dans le modèle. Toutefois, si les commandes de position sont de plus en plus négatives, des signaux négatifs dterreur de poursuite indiqueront alors que la servocommande fonctionne plus rapidement (charge plus faible) et que, par conséquent, elle est déphasée en
avance par rapport au modèle, augmentant ainsi la vi-
tesse tolérée dans ce dernier.
La figure 2 illustre un exemple d'un cir-
cuit (qui, en soine fait pas partie de la présente invention) pour la mise en oeuvre du circuit à limite variable de la présente invention. Dans ce circuit, le signal d'erreur de modèle émis sur la ligne 42 passe à travers un amplificateur d'isolation 60 qui, pour plus de simplicité, sera considéré comme un amplificateur
de non-inversion dans la description ci-après. La
sortie de cet amplificateur 60 est raccordée au circuit limiteur de façon à émettre, sur la ligne 44, le signal d'erreur à vitesse limitée. On considérera tout
d'abord le cas dans lequel le signal d'erreur de pour-
suite émis sur la ligne 33 est nul, établissant ainsi uniquement des limites nominales. La limite nominale positive est fournie par une diode Zener 61 montée en série avec une impédance unilatérale telle qutune diode 62 qui est raccordée à un potentiel de référence en un point 63. Lorsque le signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33 est nul, le point de référence 63 est au potentiel zéro de la terre. La diode Zener est choisie de façon à recevoir une tension de conduction inverse représentant la limite nominale désirée, par exemples la tension de la ligne 44 représentant une vitesse de position d'environ 10% de pleine autorité par seconde. Dès lors, lorsque le point de référence 63 est au potentiel zéro ou au potentiel de la terre, la limite nominale positive sera appliquée à la ligne 44. De la même manière, des signaux négatifs sont émis à une limite nominale négative par une diode Zener 65 qui peut être analogue à la diode Zener 61, mais d'un pole opposé, cette diode 65 étant montée en série avec
une impédance unilatérale telle qu'une diode 66 raccor-
dée à un point de référence 67. De la même manière, si aucun signal dIerreur de poursuite n'est émis sur la ligne 33, le point de référence 67 est au potentiel zéro ou au potentiel de la terre, de sorte que le signal d'erreur à vitesse limitée émis sur la ligne 44 sera
limité à une valeur égale à une vitesse de servocomman-
de de l'ordre de -10% de pleine autorité par seconde.
La limite variable est obtenue en réglant les potentiels des points de référence 63, 67. Ces points sont réglés en fonction du signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 (qui est précisément une fonction cadrée du signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33, figure 1). Pour ltinstant, on
supposera que le signal d'erreur de poursuite est posi-
tif au moment o la servocommande est commandée vers des positions de plus en plus positives. Comme on lta
décrit ci-dessus, si les signaux de commande de posi-
tion émis sur la ligne 24 (figure 1) commandent des positions de plus en plus positives, le signal d'erreur de modèle émis sur la ligne 42 sera positif. Le signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 est une
fonction du signal d'erreur de poursuite et, en suppo-
sant qu'il n'y a aucune autre inversion, il sera posi-
tif puisqu'aussi bien la servocommande est déphasée en avance par rapport au modèle (avec une faible charge), si bien que la limite nominale doit être plus élevée et qu'il convient d'élever le potentiel du point de référence 63. Le signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 passe à travers un amplificateur d'inversion 72 de façon à émettre, sur une ligne 73, une version
négative de ce signal qui est appliqué à l'entrée néga-
tive d'un amplificateur de réaction 74 dont le signal de sortie, émis sur une ligne 75, devient plus positif que le potentiel de la terre. Le signal positif est renvoyé à une résistance de réaction 76 qui peut être choisie de façon à présenter la même valeur qu'une résistance d'entrée 77 et obtenir ainsi un gain d'unité. Toutefois, si le signal émis sur la ligne 75 dépasse la tension de conduction inverse d'une diode Zener 78, la tension de la ligne 75 sera bloquée à cette valeur. La tension seuil de la diode Zener 78 peut représenter la fraction de la tension seuil de la
diode Zener 61 par laquelle on désire établir, compara- tivement à la limite nominale, le déphasage toléré en
avance de la limite variable dans un sens positif.
Par exemple, en supposant que lton ait une limite nomi-
nale de 10% d'autorité par seconde et que l'on veuille porter cette limite nominale à une valeur de 15% dtau_ torité par seconde, la diode Zener 61 peut avoir une tension de rupture égale à 2 fois celle de la diode Zener 78. Lorsque cette valeur seuil est atteinte, deux diodes Zener supplémentaires 79, 80 montées en série avec la diode Zener 78 reçoivent une tension de polarisation directe et, par conséquent, ces diodes et/ou un commutateur 81 sont conducteurs. Dès lors, la réaction est limitée à la tension établie par la diode Zener 78, contrôlant ainsi le degré auquel le potentiel appliqué au point de référence 63 peut être élevé, ce qui a également pour effet d'élever proportionnellement la tension appliquée sur la ligne 44 avant de provoquer une conduction inverse de la diode Zener 61. Suivant l'amplitude du signal variable à limite brute émis sur la ligne 46, le potentiel du point de référence 63 peut s'4ever de n'importe quelle valeur allant jusqu'à et y compris le potentiel de rupture de la diode Zener 78, cette valeur ne pouvant plus être alors dépassée. Il en résulte alors un accroissement positif de la limite permettant de tenir compte du déphasage en avance de la servocommande vis-à-vis du modèle lorsque le signal d'erreur de poursuite et le signal d'erreur de modèle sont positifs (indiquant
ainsi la présence, sur la ligne 24, d'un signal de com-
mande de position croissante, figure 1).
Toutefois, à présent, on supposera que le signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 est
négatif.- Ce signal est la résultante d'un signal néga-
tif d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33 (figure 1) indiquant que la servocommande est déphasée en retard vis-à-vis du modèle (c'est-à-dire qu'elle a une vitesse inférieure à la vitesse nominale du modèle). Dans ce cas, le signal variable négatif à limite brute émis
sur la ligne 46 sera à nouveau inversé par ltamplifi-
cateur 72 pour émettre un signal positif sur la ligne 73, donnant ainsi lieu à l'émission, sur la ligne 75, d'un signal négatif égal au signal variable à limite brute émis sur la ligne 46, rendant ainsi plus négatif
le point de référence 63, si bien que les tensions in-
férieures apparaissant sur la ligne 44 surmonteront la diode Zener 61 en la rendant conductrice. Toutefois,
lorsque le signal émis sur la ligne 75 devient suffi-
samment négatif, le potentiel de conduction inverse pour la diode Zener 79 sera dépassé (en supposant qu'il est le même que celui de la diode Zener 78) et, avec le commutateur de non-substitution par le pilote monté sur la ligne 50, la conduction directe à travers la diode 78, la conduction inverse à travers la diode 79 et la conduction à travers le commutateur 81 établiront une limite de tension dans la résistance 76, bloquant ainsi le signal de sortie émis sur la ligne 75 à une valeur désirée qui est une tension égale à -5% de pleine autorité par seconde dans l'exemple décrit ici. Dès lors, le circuit 72-81 permettra d'augmenter ou de réduire la limite nominale positive d'une certaine fraction désirée (par exemple, de moitié dans l'exemple
décrit ici).
On prendra à présent en considération le cas o le pilote exerce, sur le levier de commande, une poussée supérieure à la valeur seuil, indiquant ainsi
que le pilote se substitue au système de compensation.
Ainsi qu'on l'a décrit en se référant à la figure 1, cette manoeuvre a pour effet de faire disparaître le signal de non-substitution par le pilote émis sur la ligne 50 de sorte que, à ce moment, le commutateur 81
s'ouvre. Dans ce cas, la servocommande 16 a invaria-
blement tendance à être déphasée en retard par rapport au modèle, ce qui signifie que le signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33 (pour les signaux de commande de position croissante émis sur la ligne 24) est négatif. Dès lors, le signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 est négatif, donnant ainsi lieu à l'émission d'un signal positif d'entrée sur la ligne 73 en direction de l'amplificateur 74 et, partant,
* à l'émission d'un signal négatif sur la ligne 75.
Toutefois, dans ce cas, le commutateur 81 est ouvert, de sorte que le potentiel de conduction inverse des deux diodes 79 et 80 doit être surmonté de manière accumulative (sommation de leurs tensions de conduction
inverse) avant que les diodes 78-80 ne puissent court-
circuiter la résistance 76. En supposant que la diode Zener 80 est choisie de telle sorte qu'elle ait le meme potentiel de rupture que les diodes Zener 78, 79 (la moitié du potentiel de la diode Zener 61), le signal émis sur la ligne 75 peut devenir aussi négatif que le potentiel de rupture de la diode Zener 61 de sorte que
n'importe quel signal positif (près de zéro volt) pour-
rait provoquer la rupture de la diode Zener 61, ce qui a pour effet de provoquer la limitation complète, à zéro volt, du signal d'erreur à vitesse limitée émis sur la ligne 44. Dès lors, si le signal d'erreur de poursuite est suffisamment important lorsque le pilote se substitue au système, le signal d'erreur à vitesse limitée émis sur la ligne 44 peut être maintenu à une valeur aussi faible que zéro, si bien que la sortie de l'amplificateur d'intégration 45 restera, en quelque sorte constante et que tout mouvement de la servocommande 16 sera en mesure de réduire le signal d'erreur de poursuite émis sur la ligne 33. En d'autres mots, le modèle peut rester statique pour permettre, à la servocommande, d'effectuer un rattrapage au cours de la prise en charge par le pilote. Dans un cas normal,
le pilote ne peut se substituer entièrement à la servo-
commande et, partant, la limite nominale peut, au besoin,
être réduite à une faible valeur autre que zéro.
On prendra à présent en considération le cas dans lequel le signal de commande est négatif, au même titre que le signal variable à limite brute émis sur la ligne 46, soit exactement l'inverse du cas dans lequel le signal de commande et le signal variable à limite brute sont tous deux positifs, c'est-à-dire une situation indiquant que la servocommande est déphasée
en avance par rapport au modèle suite à la charge lé-
gère imposée à la servocommande comparativement à la
valeur nominale. Dans ce cas, un signal variable néga-
tif à limite brute émis sur la ligne 46 a pour effet de provoquer l'émission d'un signal positif sur la ligne 73 à l'entrée d'inversion d'un amplificateur 90, de sorte qu'un signal négatif sera émis sur la ligne de sortie 91 de cet amplificateur. Le signal négatif aura une amplitude en relation avec celle du signal variable à limite brute, à moins qu'il ne dépasse la
limite variable négative désirée. Si le point de réfé-
rence 67 devient plus négatif, ceci signifie que les signaux d'erreur à vitesse limitée émis sur la ligne 44 seront plus négatifs avant de provoquer unie conduction inverse de la diode Zener 65. En supposant
que la diode Zener 92 a une tension de conduction in-
verse qui est égale à la moitié de celle de la diode Zener 65 (par exemple, une tension équivalant à 5% d'autorité par seconde), lorsque le signal émis sur la ligne 91 dépasse cette valeur seuil, la diode Zener 92 sera conductrice, au même titre que la diode Zener 93
conjointement avec une diode Zener 94 et/ou un commuta-
teur 95, limitant ainsi la tension de réaction vers une résistance 96 à une valeur amenant l'amplificateur d'inversion 90 à émettre un signal négatif équivalant à l'accroissement de la limite négative d'une valeur égale à la moitié de la limite négative nominale (dans le présent exemple) . Dtune manière analogue, si le
signal d'erreur de modèle émis sur la ligne 42 est né-
gatif (indiquant ainsi l'émission de signaux de commande de position de plus en plus négatifs) et si le signal
variable à limite brute émis sur la ligne 46 est posi-
tif, on saura alors que la servocommande est déphasée en retard par rapport au modèle dans son mouvement négatif, si bien que la vitesse du modèle devra être réduite (dans le sens négatif). En conséquence, un signal positif variable à limite brute émis sur la ligne 46 acheminera un signal négatif à l'entrée de l'amplificateur 90, donnant ainsi lieu à l'émission d'un signal positif sur la ligne de sortie 91 de cet amplificateur. De ce fait, le point de référence 67 devient plus positif, si bien que les signaux d'erreur à. vitesse limitée émis sur la ligne 44 et ayant
une valeur moins négative vis-à-vis du point de réfé-
rence positif 67 dépassent la valeur seuil de conduc-
tion inverse de la diode Zener 65. Lorsque le signal <mis sur lia ligne 91 devient suffisallulielt positi f pour dépasser li tension seuil de conduction inverse dle la diode Zener 93, la diode Zener 92, la diode Zeiler 93 et la diode Zencle 94 et/ou le commutateur 95 deviennent conducteurs, ce qui a pour effet de limiter la tension de réaction à une valeur établissant, sur la ligne 91, une tension équivalant à la tension seuil
de conduction inverse de la diode Zener 93, par exem-
ple, une vitesse représentant -5% d'autorité par secon-
de dans le présent exemple. Toutefois, si le commuta-
teur 95 s'ouvre par suite de l'absence du signal de non-substitution par le pilote émis sur la ligne 50, une polarisation inverse double est alors nécessaire pour actionner les deux diodes Zener 93, 94 montées en' série avant de limiter la tension appliquée sur la ligme 91. De même, si ces deux diodes Zener ont une tension seuil de conduction inverse représentant la moitié de celle de la diode Zener 65, ceci signlifie que le point de référence 67 peut acquérir une tension Zo positive égale à la tension seuil de conduction inverse (de la diode Zenler 65, si bien que des signaux négatifs ayant même la plus faible amplitude auront pour effet
de rendre la diode Zener 65 conductrice. En consé-
quenlce, ave(: La prise en charge par le pilote, l'tampli-
tudel du signal variable à limite brute émis sur la ligne 46 petit être utilisé jusqutà et y compris la limitation totale du signal d'erreur à vitesse
limitée émis sut la ligne 44; en conséquence, l'ampli-
ficateur d'intégration 45 (figure 1) ne recevra aucun
signal d'entrée, tandis que le modèle restera à l'ar-
rêt jusqu'à ce que la servocommande l'ait rattrapé conmme décrit cidessus lorsque le pilote a bloqué ou presque bloqué la servocommande 16 suite au mouvement
qu'il a imprimé au levier de commande.
L'tappareil adaptatif de détection de défail-
lances de servocoimnandes qui a été illustré en figure 1, y compris le circuit à limite variable décrit en or se lrtfél'iallt à -la figure 2, peut éventuellement être miis enr oeuvre sous une e'orme numérique. En fait, J inlvenlltion a été mise ell oeuvre dans un ordinateur
nmnérique programlmué de manière appropriée du type dé-
crit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Améri- que n 938.583 déposée par la Demanderesse le 31 aoat 1978 aux noms de Murphy et Cleford et ayant pour titre
"SELECTIVE DISABLEMENT IN FAIL-OPERATIONAL, FAIL-SAFE
MULTI-COMPUTER CONTROL SYSTEM". Dans cette demande de brevet, deux ordinateurs identiques peuvent fonctionner en synchronisme en un mode duplex ou individuellement dans des modes simplex. La présente invention a été mise en oeuvre dans un seul ordinateur; toutefois, elle peut bien entendu être mise en oeuvre dans un
système à plusieurs ordinateurs.
Une f'orme de réalisation numérique du sys-
tème adaptatif de détection de défaillances de servo-
conmandessuivant la présente invention peut être mise
en oeuvre suivant les programmes d'ordinateurs illus-
trés sous ule forie simplifiée dans les figures 3 et 4.
En figure 3, un pi-ogramme de bon fonctionnement de la servocomuniande est atteint par un point d'entrée 100 et
un plremier essai détermine si le système de compensa-
tion (c'est-à-dire le système actionnant et commandant la servoconmulande 16, figure 1) a subi une défaillance. - Dans].'affiirmative, un essai 101 sera affirmatif et le lprogramme de bon fonctionnement de la servocommande
sera mis en dérivation par un point de renvoi 102 ame-
riant l'ordinateur à poursuivre son traitement avec d'autres programmes qui ne sont pas en relation avec
e programme de bon fonctionnement de la servocommande.
Toutefois, si le système de compensation n'a subi aucune défaillance, un résultat négatif de l'essai 101 aboutira
à un essai 103 qui détermine si le système de compensa-
tion est engagé. Dans la négative, un pas O104 établit une valeur de position de modèle (équivalant au signal de sortie du modèle émis sur la ligne 31, figure 1),
cette valeur étant égale au signal de commande de posi-
tion (signal d'entrée émis sur la ligne 24, figure 1).
Un pas 105 établira une valeur limite positive égale à
la valeur limite nominale (par exemple, une limite nomi-
nale de vitesse de la servocommande de +10% de pleine autorité de la servocommande par seconde)., tandis qu'un pas 106 établira une valeur limite négative égale à l'inverse de la valeur limite positive. Dès lors,
grâce aux pas 104-106, le programme de bon fonctionne-
ment de la servocommande sera continuellement initialisé avec des limites nominales de vitesse et une position accumulée de modèle égale à la commande de position en cours. Dès lors, lorsque le système de compensation est engagé, le modèle démarrera avec le même signal
d'entrée que la servocommande et avec des limites nomi-
nales.
Dès que le système de compensation est en-
gagé et pour autant que ce système ne subisse pas une défaillance ainsi qu'on le décrira ci-après, chaque passage par le programme d'ordinateur (par exemple, une
fois toutes les 50 millisecondes dans un cycle princi-
pal d'ordinateur) atteindra le point d'entrée 100, tandis que l'essai 101 sera négatif et que l'essai 103 sera affirmatif, faisant ainsi intervenir réellement
le programme de bon fonctionnement de la servocommande.
En figure 3, un essai 107 détermine si la valeur absolue de la différence entre la position du levier de commande et la position de compensation est supérieure à 0,9 kg; dans l'affirmative, un pas 108 positionne un indicateur de prise en charge par le pilote, ce qui équivaut à la fonction de la jonction de sommation 53 et du comparateur de fenêtres 51 en
figure 1. Ensuite, un pas 109 établit la valeur d'er-
reur de poursuite représentant la différence entre la position de compensation et la position du modèle,
ce qui équivaut à la fonction de la jonction de somma-
tion 32 en figure 1. Un pas 110 établit le signal
variable à limite brute représentant le signal d'er-
reur de poursuite multiplié par un facteur d'amplifi-
cation, ce qui équivaut à la fonction de l'amplifica-
teur 47 en figure 1. Ensuite, un pas 1lOa établit une valeur d'erreur de modèle égale à la différence entre la commande de position et la position du modèle, ce qui équivaut à la fonction de la jonction de sommation
41 en figure 1.
Dans la forme de réalisation numérique décrite en se référant aux figures 3 et 4, on prévoit une seule limite variable qui doit être ajoutée à la limite nominale ou qui.doit en être soustraite, ce qui
équivaut à la fonction du premier quadrant (c'est-à-
dire les limites positives agissant contre les erreurs positives de modèle comme illustré dans les figures 1 et 2), c'est-à-dire la fonction de lamplificateur 74 - et de son circuit en figure 2. Cette caractéristique est obtenue dans la forme de réalisation numérique en déterminant si l'erreur du modèle est négative et, dans l'affirmative, en inversant le signe du signal variable à limite brute. De la sorte, on obtient le signal variable à limite brute qui est inchangé si le signal d'erreur du modèle est positif tandis que, si ce signal d'erreur du modèle est négatif, il sera dans la même relation de signe que si le signal d'erreur du modèle était positif. Dès lors, le signal variable
à limite brute peut être utilisé pour établir les limi-
tes variables (comme représenté en figure 2) comme si le signal d'erreur du modèle était positif, après quoi il est reconverti pour établir un quatrième quadrant de circuit limiteur si le signal d'erreur du modèle est
négatif. A cet effet, en figure 3, un essai 111 dé-
termine si le signal d'erreur du modèle est inférieur à zéro. Dans l'affirmative, un pas 112 inverse le signe du signal variable à limite brute. Ensuite, la limite variable de base (uniquement suivant que le
signal d'erreur de poursuite indique que la servocom-
mande est déphasée en avance ou en retard par rapport au modèle) est établie en commençant par un essai 113 qui détermine si le signal variable à limite brute est supérieur à +5% par seconde. Dans l'affirmative, un pas 114 émet un signal à limite variable égal à une vitesse de la servocommande représentant +5% de pleine autorité par seconde. Toutefois, si l'essai 113 est négatif, un essai 115 détermine alors si le signal
variable à limite brute est plus négatif qu'une vi-
tesse de la servocommande représentant -5% de pleine autorité par seconde. Dans l'affirmative, un pas 116 émet un signal à limite variable égal à une vitesse de la servocommande représentant -5% de pleine autorité par seconde. Toutefois, si les deux essais 113 et 115
sont négatifs, un pas 116 émet un signal à limite va-
riable égal au signal variable à limite brute.
En figure 3, la fonction suivante consiste à déterminer si une limitation supplémentaire dans le déphasage en retard est souhaitable ou non du fait que le pilote se substitue au système de compensation. Un essai 118 contrôle l'indicateur de substitution par le pilote qui peut avoir été positionné dans le pas 108 comme décrit ci-dessus. Si cet indicateur est
positionné, le signal variable à limite brute est exa-
miné dans un essai 119 afin de vérifier s'il est dans le mode de déphasage en avance (c'est-à-dire supérieur à zéro dans l'établissement d'une limite à un seul quadrant en figure 3). Dans l'affirmative, une limite de substitution égale à zéro est établie dans le pas 120. Dans ce cas, bien que le pilote effectue une
prise en charge, la servocommande est toujours dépha-
sée en avance par rapport au modèle, si bien qu'un déphasage supplémentaire en retard de ce dernier ntest pas nécessaire pour rattraper le ralentissement de la servocommande en fonction des forces appliquées par le pilote au mécanisme. Si le pilote n'effectue aucune prise en charge, un résultat négatif de l'essai 118 amènera le pas 120 à établir une limite de prise en charge égale à zéro. Si l'essai 119 est négatif, un
essai 121 détermine alors si le signal variable à li-
mite brute indique un déphasage en retard supérieur à 5% de pleine autorité de la servocommande. Dans ltaf- firmative, un pas 122 émet un signal de limite de prise en charge égal à un déphasage en retard de 5% de pleine autorité de la servocommande par seconde. Toutefois, dans la négative, un pas 123 émet un signal de limite de prise en charge égal au signal variable à limite brute. La limite finale pour un limiteur à un seul quadrant est établie en figure 3, par un pas 124 qui fournit une valeur limite positive représentant la sommation du signal de limite nominale,du signal variable de limite émis dans un des pas 114, 116 et 117, ainsi que du signal de limite de prise en charge émis dans un des pas 120, 122 et 123. En conséquence, ces pas émettent un signal variable de limite représentant une certaine fonction du signal d'erreur de poursuite aussi longtemps que le résultat définitif ne dépasse pas 5% de pleine autorité de la servocommande par seconde plus un signal supplémentaire de limite de prise en charge uniquement dans le mode de déphasage en retard si le pilote se substitue à ce système, le signal supplémentaire de limite de prise en charge pouvant atteindre 5% d'autorité dans le mode de déphasage en retard. Toutefois, en présence dtimportants signaux d'erreur de poursuite, on peut avoir, au maximum, un déphasage de 5% en avance ou de 5% en retard à moins que le pilote n'effectue une prise en charge, auquel cas, on peut avoir un déphasage maximum de 10% en retard. En d'autres mots, la totalité de la limite nominale peut 9tre effacée, limitant ainsi le signal à zéro en présence d'un important déphasage en retard
lorsque le pilote se substitue au système.
Le programme de bon fonctionnement de la servocommande se poursuit du bas de la figure 3 via un point de transfert 125 en haut de la figure 4. Dans ce cas, un contrôle supplémentaire de la valeur globale du limiteur à un seul quadrant est effectué afin de
vérifier si cette valeur se situe entre zéro et 15%.
Un essai 126 détermine si la limite positive dépasse une vitesse de la servocommande représentant 15% de pleine autorité par seconde. Dans l'affirmative, le
pas 127 limite la limite positive à 15% par seconde.
Toutefois, si l'essai 126 est négatif, un essai 128 détermine si la limite positive est égale à n'importe quelle vitesse négative de la servocommande. Dans l'affirmative, la limite positive est amenée à zéro (valeur indiquée par une vitesse de 0% dtautorité par
seconde) dans un pas 129. Le limiteur à un seul qua-
drant est alors transformé en un limiteur à deux qua-
drants dans un pas 130 en établissant une valeur limite
négative égale au négatif de la valeur limite positive.
A ce moment, le programme de bon fonction-
nement de la servocommande illustré dans les figures 3 et 4 est alors prêt à appliquer les limites. En figure 4, un essai 131 détermine si le signal d'erreur du modèle dépasse la limite positive (c'est-à-dire la limite variable composite obtenue en figure 3). Dans l'affirmative, un pas 132 émet un signal d'erreur du modèle égal à la limite positive. Dans la négative, un essai 133 détermine si le signal d'erreur du modèle
est plus négatif que la limite négative. Dans l'affir-
mative, un pas 134 émet un signal d'erreur du modèle égal à la limite négative. Toutefois, si l'essai 133 est négatif, un signal d'erreur du modèle reste tel
quel, étant donné qu'il ne dépasse pas la limite ap-
propriée (positive ou négative suivant que le signal d'erreur du modèle est positif ou négatif). Les pas 132 et 134 ont des fonctions équivalant à celles des diodes Zener 61 et 65 en figure 2 respectivement, les valeurs réelles de ces limites (établies en figure 3) équivalant à la variation du potentiel des points de référence 63, 67 afin de faire varier la limite par
rapport à la valeur nominale.
Dès que la valeur limitée d'erreur du mo-
dèle est obtenue (soit, en figure 4, simplement la valeur d'erreur du modèle après avoir atteint les essais 131 et 133 et après que les pas 132 et 134 aient été atteints en fonction de cette valeur), la fonction de l'amplificateur d'intégration 45 illustré
en figure 1 est effectuée. Le pas 135 fournit un in-
crément de position du modèle qui représente le produit du signal limité d'erreur du modèle et d'un facteur
d'amplification approprié équivalant à celui de l'am-
plificateur d'intégration 45 illustré en figure 1.
Le pas 136 ajoute cet incrément à la valeur préalable-
ment accumulée de la position du modèle selon un mode d'intégration bien connu par éléments. Bien entendu, les valeurs peuvent avoir desconstantes établies de
telle sorte que les incréments soient dans une rela-
tion d'intégration temporelle vis-à-vis du temps réel, provoquant ainsi la poursuite du modèle d'une manière analogue à la vitesse dlavance de la servocommande 16
(figure 1).
En figure 4, les fonctions suivantes ont pour but de déterminer si la servocommande présente une défaillance ou non. Un essai 137 détermine si la
valeur absolue du signal d'erreur de poursuite (déter-
minée en utilisant le signal de position du modèle émis dans le cycle précédent par le pas 109, figure 3) dépasse une certaine valeur seuil, par exemple, 10% de pleine autorité (par contraste avec les vitesses
utilisées lors de la limitation comme décrit ci-dessus).
Dans cet essai, on adopte la convention habituelle selon laquelle une valeur de + 50% est attribuée à
l'autorité d'un levier de commande (suivant la direc-
tion), la valeur de pleine autorité se situant entre -50% et +50% en passant par zéro. Dès lors, l'essai 137 sera affirmatif si le signal d'erreur de poursuite dépasse 10% de pleine autorité dans l'une ou l'autre
direction, ce qui équivaut à la fonction du compara-
teur de fenêtres 34 en figure 1. Un résultat affirma-
tif de l'essai 137 aura pour effet d'amener un pas 138 à incrémenter un compteur de passages, tandis qu'un essai 139 déterminera si le compteur de passages a atteint un comptage de cinq ou non, ce qui équivaut à l'utilisation du circuit de retard 36 et du circuit ET 37 en figure 1. En dtautres mots, si l'erreur persiste pendant cinq cycles (soit environ 250 millisecondes), on estime alors qu'elle ntest pas due à un bruit de signal, non plus qu'à un fonctionnement erratique de
la servocommande lorsque celle-ci surmonte une fric-
tion statique au cours du démarrage ou à la suite d'un facteur analogue. Un résultat affirmatif de l'essai 139 a pour effet d'établir et de mémoriser un code dans un emplacement de mémoire rémanente dans les pas 140 et 141, ce qui équivaut à l'émission d'un signal de défaillance sur la ligne 40. Un pas 142 remet à zéro l'indicateur d'engagement du système de compensation, cet indicateur étant interrogé dans l'essai 103. De
même, un pas 143 positionne l'indicateur de défail-
lance du système de compensation, ce qui équivaut à la
fonction du multivibrateur bistable 26 en figure 1.
Ensuite, un pas 144 remet à zéro le compteur de passa-
ges, cette remise à zéro étant également effectuée chaque fois que le signal d'erreur de poursuite n'est pas excessif, cette caractéristique étant déterminée par un résultat négatif du pas 137, tandis que d'autres parties du programme d'ordinateur peuvent être atteintes par un point de renvoi 145. Chaque fois que l'essai 139 est négatif, indiquant qu'il y a eu moins de cinq cycles présentant une erreur excessive, les pas 140-144 sont mis en dérivation et d'autres parties du programme
peuvent être atteintes par le point de renvoi 145.
Dans la forme de réalisation numérique illustrée à titre d'exemple en figure 3, selon une caractéristique inhérente à n'importe quel système de réaction mis en oeuvre sous une forme numérique, il est nécessaire d'utiliser ltune ou l'autre valeur établie
dans un cycle précédent afin de déterminer un événe-
ment se produisant dans un cycle en cours. Ainsi quton l'a indiqué brièvement ci-dessus., une nouvelle valeur d'erreur de poursuite est établie dans le pas 109, tandis qu'une nouvelle valeur d'erreur de modèle est établie dans le pas 110, ce qui nécessite toutefois l'utilisationd'une position de modèle préalablement
déterminée dans le pas 11Oa. D'autre part, si la va-
leur dlerreur du modèle ntest pas déterminée avant que le pas 136 (en figure 4) ne soit dépassé, on peut utiliser une position de modèle de mise à jour établie au cours de ce cycle. Toutefois, dans ce cas, le signe de la valeur d'erreur du modèle qui est traitée dans l'essai 111 pourrait être le signe de la valeur
d'erreur du modèle qui a été préalablement déterminée.
De même, dans le présent exemple, au cours de l'essai du signal d'erreur de poursuite ayant lieu dans le pas 137 en figure 4, on utilise un signal d'erreur de poursuite émis dans le pas 109 et englobant également le signal antérieur de position du modèle. Toutefois,
cette caractéristique n'est pas critique, en particu-
lier, lorsqu'on utilise un compteur de passages pour
le signal d'erreur. Il existe différentes autres mé-
thodes permettant d'apporter des variantes à la forme
de réalisation numérique. Par exemple, avec une pro-
grammation supplémentaire, il serait possible d'éta-
blir les limites variables du limiteur à deux quadrants,
de manière totalement indépendante dans chaque cas.
De même, on pourrait pratiquer un essai en vue de déterminer le limiteur nécessaire (limiteur de premier quadrant ou limiteur de troisième quadrant) suivant que le signal d'erreur du modèle est positif ou négatif, tout en établissant les variables de valeur limite uniquement pour ce quadrant particulier en cause. De 2t3 m'lit-.l on0 pouricait L venttLellement adopter différentes
combilnaisons de e:s systèimes. Les détails de la pro-
granunation exacte( dépendent du type de programmation util-isée, laquelle depend à son tour de la conception de l'ordinateur, des capacités de mîmorisation disponi- bles, des contraintes de temps et de facteurs analogues, de façon bien connue dans la technique. C'est ainsi que, dans une forme de réalisation de l'invention qui a été décrite ci- dessus, on peut apporter des variations dans la progranmmation en fonction de la conception de
l 'ordinateur et des besoins de programmation qui nlap-
paraissent toutefois pas au niveau de l' organigramme
utilisé dans les figures 3 et 4 pour expliquer l'in-
vention et qui en dissimulent la compréhension. Ces détails ne font pas partie de la présente invention et
ne sont pas pertinents.
En étudiant les formes de réalisation numé-
riques et analogiques de l'invention qui ont été dé-
crites ci-dessus, on comprendra que l'invention fournit un modèle établissant une position de modèle destinée à être comparée avec une position d 'une servocommande de compensation, ce modèle étant adaptatif suivant que l a servocomunande est déphasée en avance ou en retard
par rapport à ce modèle et suivant que le pilote effec-
tue une prise eln charge. Le déphasage en avance et en retard permet de déterminer si. lion doit adopter une limitation plus forte ou plus faible, tandis que la
prise en charge par le pilote permet d'établir une li-
mitation complémentaire permettant de tenir compte de
3 la charge importante à laquelle est soumise la servo-
commande suite aux forces exercées par le pilote sur le
levier de commande (ou les pédales selon le cas).
Il est à noter qu'une défaillance est la résultante d'une différence de position dépassant une
certaine valeur seuil, par exemple, 10% diautorité.
Le système d(le détection de défaillances est adaptatif umiquement en ce qlui concerne la vitesse de changement dc position puittsiqutausi bien les limites déterminent l'amiplitude des j.iincltiielts qui sont intégrés dans le modèle. Clest atinsi que, si le signal d'erreur de poursuite a pour e.f'et de dephaser la servocommande en avance ou en retard par rapport au modèle, la limite de ce dernier étant établie au maximum ou au minimum respectivement, après un certain temps, la différence de position représentée par le signal d'erreur sera
suffisante pour indiquer une défaillance.
Jusqutici, on a donné une description de
1 lappareil adaptatif perfectionné de l'invention pour la détection de défaillances des servocommandes dtun
aéronef, cet appareil établissant une limitation sup-
plémentaire de vitesse dans le modèle chaque fois que le pilote exerce une force supérieure à une valeur
seuil sur la setvocommande en actionnant ses commandes.
Jusqu'à prsent (lians la technique, on connaissait un
appareil adaptatif analogique analogue à la forme de réa-
I isation illust'rée en figure 2 pour la détection des zo dót'failliiances des servoconmmandes, mais cet appareil nilttait pas en mesure de rattraper la charge imposée par le pilote à la servocommande. Dans ce dispositif antérieur, on utilisait une limitation par polarisation directe de diodes pour effectuer la limitation nominale (ce qui équivaut à celle effectuée par les diodes Zener 61, 65), de mnême que les variations en avance ou en retard dans la limitation nominale (ce qui équivaut aux t'onctions effectuées par les diodes Zener 78, 79 et 92,
93). Toutefois, cet appareil de la technique anté-
vieure ne comportait pas les fonctions de prise en charge par le pilote (par exemple, les fonctions effectuées par' les commutateurs 81, 95 et les diodes Zener 80, 94
en figure 2 des dessins annexés). Dès lors, en permet-
tant une limitation supplémentaire dans le déphasage en retard, la présente invention évite les indications de défaillances intempestives ou les arrêts du système
d(le détection ou encore d'autres altérations du compor-
tement suite aux signaux d'entrée résultant des ma-
noeuvres entreprises par le pilote.
Bien que l'invention ait été illustrée et décrite en se référant à certaines de ses formes de réalisation données à titre d'exemple, lthomme de
métier comprendra que diverses modifications, omis-
sions et additions peuvent y être apportées sans se
départir de l'esprit et du cadre de l'invention.
Claims (2)
1. Appareil adaptatif pour la détection des
dléfail anctes dos servocomnandes d aéronefs, cet appa-
reil compienant: un mécanisme en vue de localiser une g o u v e r nl e de ltaéronef, ce mécanisme comportant un organe de comnmiande pouvant être déplacé par le pilote pour localiser cette gouverne; une servocommande reliée élastiquement à ce mécanisme et pouvant être'localisée en réponse à un signal d'erreur de position qui y est appliqué afin de déterminer la position de ce mécanisme auquel une force nulle sera appliquée par cette liaison élastique; un détecteur de position relié à cette servocommande pour émettre un signal de position de
compensation indiquant la position de cette servocom-
mandé; de même que un élément de traitement de signaux destiné à émettre un signal de commande de position, émettre, vet's la servocommande, un signal d'erreur de position replésentant la différence entre ce signal de commande de position et ce signal de position de compensation, émettre un signal de position de modèle, émettre un signal dtereur de poursuite représentant la différence entre ce signal de position de compensation et ce signal (le position de modèle, émettre un signal d'erreur de modèle représentant la différence entre ce signal de commande de position et ce signal de position de modèle, émettre ce signal de position de modèle représentant l'intégrale du signal d'erreur de modèle de telle sorte que ce dernier ne dépasse pas une certaine limite, laquelle est une limite nominale que fait varier une partie limitée de ce signal d'erreur de poursuite, cette
limite étant accrue lorsque le signal dierreur de pour-
suite indique que la position du modèle est déphasée en avancec par rapport à la position de la servocommande, tandis qu'elle est réduite lorsque le signal d'erreur de poursuite intlique qtte la position du modèle est cdleplhasée en retard pal' rapport à la position de la
servocommande, etL égal emeriit émettre un signal d'indi-
cation de déflai]ilances lorsque ce signal dlerreur de poursuite dépasse une valeur seuil, caractérisé en ce qu'il comporte également:
unl élement associé à l'élément de traite-
ment de signaux et réagissant à ce mécanisme pour émettre un signal die prise en charge par le pilote
lorsque ce dernier écarte ce mécanisme de cette posi-
tion de compensation d'une valeur supérieure à une valeur seuil prédéterminée, tandis que l'élément de traitement de signaux émet le signal de position du modèle représentant l'intégrale de ce signal d'erreur de modèle limité à une valeur qui est davantage réduite par une partie limitée du signal d'erreur de poursuite en réponse à ce signal de prise en charge par le pilote lorsque ce signal d'erreur de poursuite indique que la position dle la servocommande est déphasée en retard
par rapport à la position du modèle.
2. Appareil adaptatif de détection de dé-
fail.lalnces des servocommandes d'un aéronef suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de traitement de signaux réduit la limite précitée à zéro tn réponse au signal de prise en charge par Le pilote lorsque le signal dferreur de poursuite indique que la position de la servoconmmande est déphasée en retard d'une valeur prédéterminée par rapport à la position
du modèle.
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