FR2932625A1 - Dispositif de comptage d'oscillations d'un signal temporel oscillant - Google Patents

Abstract

Le dispositif (1) comporte des moyens (3 à 13) pour compter tous les franchissements alternés d'une valeur de seuil positive et d'une valeur de seuil négative par un signal temporel surveillé.

Description

La présente invention concerne un dispositif de comptage d'oscillations d'un signal temporel oscillant. La présente invention s'applique à tout type de signal temporel os-cillant, en particulier un signal sinusoïdal ou un signal de forme triangu- taire, et elle est destinée au comptage d'un nombre limité d'oscillations (ou de périodes) de ce signal temporel dans une fenêtre temporelle don-née. Un tel dispositif peut présenter de très nombreuses applications, et en particulier être employé à la détection de pannes oscillatoires notam- ment dans un système de commandes de vol d'un aéronef. Par le document FR-2 893 911, on connaît un procédé de détections de pannes oscillatoires de ce type. Selon l'invention, ledit dispositif de comptage d'oscillations d'un signal temporel, est remarquable en ce qu'il comporte : un premier comparateur qui reçoit ledit signal temporel et qui le com- pare à une première valeur de seuil qui est positive ; une première porte logique ET, dont une première entrée est reliée à la sortie dudit premier cornparateur ; une première bascule bistable à deux entrées, dont une entrée de signal est reliée à la sortie de ladite première porte logique ET ; un premier inverseur qui est monté entre la sortie de ladite première bascule bistable et la :seconde entrée de ladite première porte logique ET ; ù un second comparateur qui reçoit également ledit signal temporel et qui le compare à une seconde valeur de seuil qui est négative, la sortie du- dit second comparateur étant reliée à une entrée d'initialisation de ladite première bascule bistable ; une seconde porte logique ET, dont une première entrée est reliée à la sortie dudit second comparateur ; une seconde bascule bistable à deux entrées, dont une entrée de signal est reliée à la sortie de ladite seconde porte logique ET et dont une entrée d'initialisation est reliée à la sortie dudit premier comparateur ; un second inverseur qui est monté entre la sortie de ladite seconde bas-cule bistable et la seconde entrée de ladite seconde porte logique ET ; une porte logique OU, dont les deux entrées sont reliées respectivement aux sorties desdites première et seconde portes logiques ET, et dont la sortie commande un moyen de commutation pour engendrer une valeur unité destinée à incrémenter un compteur, à chaque fois que ledit signal temporel dépasse, alternativement, l'une desdites première et seconde valeurs de seuil ; et ledit compteur qui est ainsi incrémenté et qui réalise le comptage des oscillations dudit signal temporel oscillant. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un dispositif qui permet de compter, de façon particulièrement simple et efficace, toutes les oscilla- tions d'un signal temporel oscillant quelconque, par exemple de forme si- nusoïdale ou de forme triangulaire. Dans le cadre de la présente invention, une oscillation peut être caractérisée par des franchissements de valeurs de seuil, successivement positives et négatives, telles que les première et seconde valeurs de seuil précitées. De préférence, lesdites première et seconde valeurs de seuil, dont l'une est positive et l'autre négative, présentent la même valeur absolue. Bien entendu, ces première et seconde valeurs de seuil peuvent présenter des valeurs absolues différentes.

Comme précisé ci-dessous, le dispositif de comptage d'oscillations, conforme à l'invention, présente de nombreux avantages, et en particulier : il est simple d'un point de vue algorithmique ; il présente un coût calculatoire limité, ce qui permet de l'implanter en temps réel dans un calculateur, par exemple un calculateur de commandes de vol d'un aéronef, en évitant de surcharger ce calculateur; il évite de recourir à une analyse fréquentielle, beaucoup plus complexe ; et il ne nécessite pas de capteur ou de jauge spécifique et n'a pas d'impact négatif sur le bilan de masse, notamment lorsqu'il est utilisé pour détecter des pannes oscillatoires dans un système de commandes de vol d'un aéronef. Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de comp- tage d'oscillations comporte, de plus, au moins un moyen de filtrage passe-bande pour filtrer le signal temporel avant de le transmettre auxdits premier et second comparateurs. En outre, en variante ou en complément, ledit dispositif de comptage d'oscillations comporte, de plus, un moyen de filtrage passe-haut pour filtrer le signal temporel avant de le transmettre auxdits premier et second comparateurs. Ce dernier mode de réalisation permet par exemple de filtrer le signal temporel, lorsqu'il ne présente pas de moyenne nulle, pour le ramener à une moyenne nulle, avant de lui appliquer le comptage précité conforme à l'invention.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif de comptage d'oscillations comporte, de plus, un moyen de comparaison pour comparer la valeur issue dudit compteur à une valeur prédéterminée et pour émettre un signal de sortie dès que ladite valeur issue dudit comp- teur, qui représente le nombre de demi-périodes d'oscillations comptées, devient supérieure à ladite valeur prédéterminée. Ce mode de réalisation préféré permet de détecter le dépassement par le signal surveillé, d'un nombre prédéterminé d'oscillations. Un tel dé- passement peut notamment être dû à une panne oscillatoire telle que pré- cisée ci-dessous. Dans ce mode de réalisation préféré, ledit dispositif de comptage comporte de plus, de façon avantageuse : ù des moyens pour décomposer préalablement le signal temporel oscillant 1 0 en une pluralité de bandes de fréquences ; et û des moyens pour réaliser un comptage séparé dans chaque bande de fréquences ainsi formée. Ceci permet de régler différemment les détections dans chaque bande de fréquences et de rendre la détection plus robuste. 15 En outre, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de comptage comporte, de plus, un retardateur qui stocke une valeur unité à la sortie de la porte logique OU pendant une durée prédéterminée, avant de l'envoyer à un moyen auxiliaire monté à la sortie dudit compteur pour décrémenter ce dernier le cas échéant. Ce mode de réalisation particulier 20 permet de comptabiliser uniquement les oscillations au-dessus d'une certaine fréquence et d'éviter de garder trop longtemps en mémoire des dé-passements transitoires de seuil. Dans le cas d'une détection de pannes oscillatoires, de tels dépassements transitoires de seuil ne sont pas dus à une panne et peuvent conduire à une fausse alarme. 25 Le dispositif de comptage conforme à l'invention, tel que décrit ci-dessus, peut être utilisé dans de nombreuses applications différentes. II peut notamment être employé pour vérifier la validité d'une mesure d'un capteur ou pour détecter une oscillation d'un signal quelconque.

Toutefois, dans une application préférée, ledit dispositif de comp- tage est utilisé dans la détection de pannes oscillatoires relatives à au moins une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef. Dans ce cas, la présente invention peut s'appliquer à une chaîne d'asservissement : qui est destinée à asservir en position tous types de gouverne d'aéronef, tels que des ailerons, des spoilers ou une gouverne de pro-fondeur par exemple ; qui fait partie d'un système de commandes de vol électriques de l'aéronef ; et qui comporte : ladite gouverne qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur ; ledit actionneur (ou servocommande) qui règle la position de ladite gouverne, en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur qui mesure la position effective de ladite gouverne ; et un calculateur qui élabore un ordre d'actionnement de la gouverne, transmis audit actionneur, en particulier à partir de ladite position effective mesurée et d'un ordre de commande calculé par un pilote automatique ou à partir de l'action du pilote sur un manche de commande et de l'état inertiel de l'aéronef. On sait qu'une telle chaîne d'asservissement comporte des composants électroniques qui sont susceptibles, en mode défaillant, d'engendrer un signal parasite qui peut faire osciller la gouverne asservie. Un phénomène de ce type est appelé "panne oscillatoire". Une cause possible de l'oscillation est le dysfonctionnement ou la rupture d'une pièce mécanique de la servocommande.

La présente invention concerne un dispositif de détection automatique d'une panne oscillatoire du type précité. A cet effet, ce dispositif de détection automatique, comporte : des premiers moyens pour estimer, à l'aide dudit ordre de commande de gouverne, une position théorique correspondant à une position de ré- férence de ladite gouverne en l'absence de panne ; des deuxièmes moyens pour calculer la différence entre ladite position théorique estimée par lesdits premiers moyens et la position effective mesurée par ledit capteur de manière à former une valeur résiduelle ; et ù des troisièmes moyens pour : comparer cette valeur résiduelle à au moins une valeur de seuil prédéterminée ; réaliser un comptage de tous les dépassements successifs et alter-nés de ladite valeur de seuil prédéterminée par ladite valeur rési- duelle ; et détecter une panne oscillatoire dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé. Selon l'invention, ledit dispositif de détection automatique d'une panne oscillatoire dans une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef, est remarquable en ce que lesdits troisièmes moyens comportent un dispositif de comptage d'oscillations, tel que celui précité. La présente invention concerne également un système de commandes de vol électriques d'un aéronef, du type comportant : ù un ensemble de sources d'informations qui engendrent en temps réel des informations destinées à une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne et qui comportent, par exemple, un manche de commande et des capteurs susceptibles de mesurer différents paramètres de l'aéronef, tels que l'angle d'incidence par exemple ; et ù au moins une chaîne d'asservissement en position de cette gouverne, de type précité. Selon l'invention, ce système de commandes de vol électriques est remarquable en ce qu'il comporte, de plus, au moins un dispositif de dé- tection automatique de pannes oscillatoires, tel que décrit précédemment. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un dispositif de comptage d'oscillations d'un signal temporel oscillant, conforme à l'invention. La figure 2 représente schématiquement les états binaires successifs de plusieurs éléments du dispositif de comptage de la figure 1, dans le cas d'un dépassement d'une valeur de seuil. La figure 3 illustre schématiquement une panne oscillatoire de moyenne non nulle. La figure 4 montre la panne oscillatoire de la figure 3 après un filtrage réalisé par un filtre passe-haut. La figure 5 est le schéma synoptique d'un mode de réalisation particulier du dispositif de comptage conforme à l'invention.

La figure 6 illustre schématiquement la détection d'une panne oscillatoire par comptage autour d'une composante particulière connue du signal temporel à surveiller. La figure 7 illustre schématiquement une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef, qui comporte un dispositif de détec- tion automatique d'une panne oscillatoire, conforme à l'invention. La figure 8 est le schéma synoptique d'un dispositif de détection automatique d'une panne oscillatoire, conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 1 est destiné à réaliser le comptage d'oscillations d'un signal temporel oscillant S quelconque, par exemple de forme sinusoïdale ou de forme triangulaire. Dans le cadre de la présente invention, une oscillation peut être caractérisée par des franchissements de valeurs de seuil, successivement positives et négatives, telles que les valeurs de seuil VS1 et VS2 précisées ci-dessus. Selon l'invention, ledit dispositif de comptage 1 comporte au moins un ensemble de comptage 2 qui comprend : un comparateur 3 qui reçoit ledit signal temporel S à surveiller et qui le compare à une valeur de seuil VS1 qui est positive et qui est fournie par un moyen 18, par exemple un moyen de stockage ou un moyen d'en- trée de données ; une porte logique ET 4, dont une première entrée est reliée à la sortie dudit comparateur 3 ; une bascule bistable 5 à deux entrées, dont une entrée de signal El est reliée à la sortie de ladite porte logique ET 4 ; un inverseur 6 qui est monté entre la sortie de ladite bascule bistable 5 et la seconde entrée de ladite porte logique ET 4 ; un comparateur 7 qui reçoit également ledit signal temporel S et qui le compare à une valeur de seuil VS2 qui est négative et qui est fournie par un moyen 19, par exemple un moyen de stockage ou un moyen d'entrée de données, la sortie dudit comparateur 7 étant reliée à une entrée d'initialisation E2 de ladite bascule bistable 5 ; une porte logique ET 8, dont une première entrée est reliée à la sortie dudit comparateur 7 ; une bascule bistable 9 à deux entrées, dont une entrée de signal El est reliée à la sortie de ladite porte logique ET 8 et dont une entrée d'initialisation E2 est reliée à la sortie dudit comparateur 3 ; un inverseur 10 qui est monté entre la sortie de ladite bascule bistable 9 et la seconde entrée de ladite porte logique ET 8 ; une porte logique OU Il, dont les deux entrées sont reliées respective-ment aux sorties desdites portes logiques ET 4 et 8, et dont la sortie commande un moyen de commutation 12 pour engendrer une valeur unité (" 1 ") destinée à incrémenter un compteur 13, à chaque fois que ledit signal temporel S dépasse, alternativement, l'une desdites valeurs de seuil VS1 et VS2, comme précisé ci-dessous ; et ledit compteur 13 qui est ainsi incrémenté et qui réalise le comptage des oscillations dudit signal temporel oscillant S. Les moyens 3, 4, 5 et 6 sont destinés à la détection d'un franchissement par le signal S de la valeur de seuil VS1, et les moyens 7, 8, 9 et 10 sont destinés à la détection d'un franchissement par le signal S de la valeur de seuil VS2.

En outre, chaque bascule bistable 5 et 9 présente, de façon usuelle, deux états stables (dont l'un est représenté par le chiffre binaire 0 et dont l'autre est représenté par le chiffre binaire 1), et elle peut basculer d'un état à l'autre, comme précisé ci-après. Le principe de fonctionnement du dispositif 1 est comme suit. Une incrémentation du compteur 13 est réalisée à chaque fois qu'un franchissement d'une valeur de seuil VS1, VS2 est détecté. L'incrémentation sui-vante a lieu quand un franchissement de l'autre valeur de seuil est détecté. Par conséquent, uniquement des dépassements alternés qui traduisent une oscillation sont comptés, la valeur VS1 étant positive et la valeur VS2 étant négative. De préférence, bien que non exclusivement, lesdites valeurs de seuil VS1 et VS2 présentent la même valeur absolue S0, c'est-à-dire I VS 1 1 = I VS2 I =S0 ou VS1 = +S0 et VS2 =-S0. Chaque dépassement d'une valeur de seuil bloque une bascule 5 ou 9 dans un état qui ne sera remis à zéro (réénitialisation) qu'après dépassement dans l'autre sens. Ceci permet de ne compter qu'une seule valeur unitaire au passage d'une valeur de seuil VS1 et VS2 et évite ainsi d'incrémenter le compteur 13 pendant tout le temps où le signal temporel S reste au-dessus de cette valeur de seuil.

Un franchissement de la valeur de seuil +SO (ou VS1) est précisé en référence à la figure 2 qui montre les états binaires successifs de sortie (de valeur 0 ou 1) de plusieurs éléments du dispositif 1 de la figure 2 (en fonction de la valeur du signal S par rapport à cette valeur de seuil +SO), à savoir sur la ligne L1, la sortie du comparateur 3 ; sur la ligne L2, la sortie de l'inverseur 6 ; sur la ligne L3, la sortie de la bascule bistable 5 ; et sur la ligne L4, la sortie de la porte logique ET 4. A un instant n, tant que le signal temporel S est situé au-dessous de la valeur de seuil VS1, à savoir +S0, la sortie du comparateur 3 est à l'état 0 (faux). La sortie de la porte logique ET 4 reste à O. La sortie de la bascule bistable 5 reste également à O. Elle est en effet initialisée à O. La sortie de l'inverseur 6 donne un état 1 (vrai) qui sera pris en compte à l'instant suivant n+ 1. Lorsque le signal temporel S franchit la valeur de seuil +S0, la sortie du comparateur 3 passe à l'état 1 et, comme la seconde entrée de la porte logique ET 4 est également à 1, la sortie de cette porte logique ET 4 passe à 1, ce qui provoque le passage à l'état 1 de la bascule bistable 5. A l'instant suivant, le signal S étant toujours au-dessus de la valeur de seuil +S0, la sortie du comparateur 3 est encore à 1, mais la sortie de l'inverseur 6 passe à 0, ce qui entraîne le passage à 0 de la sortie de la porte logique ET 4. Cette dernière porte logique 4 permet donc de ne compter qu'un seul franchissement (une valeur unitaire "1") lors d'un franchissement du seuil +S0.

Quant à la bascule bistable 5, elle reste bloquée à l'état précédent, c'est-à-dire à 1. On utilise à cet effet une propriété de la bascule bistable 5 à réinitialisation prioritaire ("RESET") utilisée dans le dispositif 1 : lors-que l'entrée de signal El est à 0, la sortie à l'instant n est égale à la sortie à l'instant n-1. Seul un passage à 1 de l'entrée d'initialisation E2 entraîne une remise à zéro de la sortie de la bascule 5. Cette condition est assurée par le franchissement de la valeur de seuil VS2 (-SO). La bascule bistable 5 passe alors à 0, ce qui entraîne le passage à 1 de la première entrée de la porte logique ET 4. Mais, comme le signal n'est plus supérieur à la va- leur de seuil +S0, la sortie du comparateur 3 est à 0, et la sortie de la porte logique ET 4 passe également à O. Lors d'un franchissement de la valeur de seuil -SO, une même logique (que celle décrite ci--dessus) est mise en oeuvre grâce aux moyens 7, 8, 9 et 10 du dispositif 1. Dans ce cas, c'est le franchissement de la va- leur de seuil +S0 qui vient réinitialiser la bascule bistable 9, ce qui assure qu'un seul franchissement est compté lors du franchissement de la valeur de seuil -SO. La bascule bistable 9 est identique à la bascule bistable 5 et présente donc les caractéristiques présentées ci-dessus. Par ailleurs, la porte logique OU 11 qui a pour entrées les sorties des portes logiques ET 4 et 8 permet d'engendrer une valeur numérique +1 lorsqu'un dépassement de la valeur de seuil +S0 (VS1) ou de la va-leur de seuil -SO (VS2) est détecté, grâce à l'activation du moyen de commutation 12 (qui est amené à la valeur 1). Si aucun dépassement de seuil n'est signalé, la valeur 0 est sélectionnée.

En outre, dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de comptage 1 comporte, de plus, un retardateur 14 qui stocke une valeur unité (valeur 1) à la sortie de la porte logique OU 1 1 pendant une durée prédéterminée, avant de l'envoyer à un moyen auxiliaire 15 monté à la sortie dudit compteur 13 pour décrémenter ce dernier le cas échéant.

Ce mode de réalisation particulier permet de comptabiliser uniquement les oscillations au-dessus d'une certaine fréquence et d'éviter de garder trop longtemps en mémoire des dépassements transitoires de seuil. Dans le cas d'une détection de pannes oscillatoires, de tels dépassements transitoires de seuil ne sont pas dus à une panne et peuvent conduire à une fausse alarme. En effet, grâce audit retardateur 14, le compteur 13 est décrémenté de la valeur qu'il avait T secondes auparavant. T est fonction de la fréquence minimale fmin à partir de laquelle on peut réaliser une détection et du nombre de périodes P que l'on doit détecter de sorte que : T= P/fmin. Si T secondes auparavant, un franchissement de seuil a été détecté, le retardateur 14 décrémente le compteur (d'unités) 13. En revanche, si aucun dépassement n'a été détecté, le compteur 13 n'est pas décrémenté. Ledit ensemble de comptage 2 compte donc le nombre de demi-périodes d'oscillations.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif de comptage 1 comporte, de plus, un moyen de comparaison 16 pour comparer la valeur issue dudit compteur 13 (via le moyen 15) à une valeur prédéterminée (qui est, par exemple, stockée dans un moyen 17 de stockage ou d'entrée de données) et pour émettre un signal de sortie (via une liaison 16A) dès que ladite valeur issue dudit compteur 13, qui représente le nombre de demi-périodes d'oscillations comptées, devient supérieure à ladite valeur prédéterminée. Ce mode de réalisation préféré du dispositif 1 permet donc de détecter le dépassement par le signal S d'un nombre prédéterminé d'oscillations. Un tel dépassement peut, notamment, être dû à une panne oscillatoire telle que précisée ci-dessous. Le moyen de comparaison 16 vérifie donc si la valeur du compteur 13 est supérieure au nombre de demi-périodes de confirmation souhaité.

Si tel est le cas, le booléen qu'il produit passe à l'état 1, indiquant par exemple la présence d'une panne. Le dispositif 1 de comptage d'oscillations, conforme à l'invention, présente de nombreux avantages, et en particulier : il est simple d'un point de vue algorithmique ; il présente un coût calculatoire limité, ce qui permet de l'implanter en temps réel dans un calculateur, par exemple un calculateur de commandes de vol d'un aéronef, en évitant de surcharger ce calculateur; il évite de recourir à une analyse fréquentielle, beaucoup plus corn- 0 plexe ; et il ne nécessite pas de capteur ou de jauge spécifique et n'a pas d'impact négatif sur le bilan de masse, notamment lorsqu'il est utilisé pour détecter des pannes oscillatoires dans un système de commandes de vol d'un aéronef. 15 Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif 1 de comptage d'oscillations comporte, de plus, un moyen de filtrage passe-bande faisant partie d'une unité 20 pour filtrer le signal temporel S avant de le transmettre auxdits comparateurs 3 et 7. En outre, en variante ou en complément, ledit dispositif 1 de dé- 20 tection d'oscillations comporte, de plus, un moyen de filtrage passe-haut faisant également partie de l'unité 20, pour filtrer le signal temporel S avant de le transmettre auxdits comparateurs 3 et 7. Ce dernier mode de réalisation permet, par exemple, de filtrer le signal temporel S lorsqu'il ne présente pas de moyenne nulle, pour le ramener à une moyenne nulle, 25 avant de lui appliquer le comptage précité conforme à l'invention. On sait qu'en particulier, dans le cas d'une panne oscillatoire localisée dans une boucle d'asservissement, le signal parasite engendré par un composant en mode défaillant n'est pas forcément de valeur moyenne nulle.

Sur la figure 3, on a représenté une panne oscillatoire de moyenne non nulle. La panne oscillatoire, mise en évidence par un signal S1, est représentée en fonction du temps t (exprimé par exemple en secondes). Un comptage autour de la valeur 0 est inefficace. Aussi, après un filtrage mis en oeuvre par le moyen de filtrage passe-haut précité, on obtient le signal filtré S1F représenté sur la figure 4, pour lequel un comptage autour de la valeur 0 peut être mis en oeuvre par l'ensemble de comptage 2 du dispositif de comptage 1 conforme à l'invention. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier représenté sur la figure 5, ledit dispositif 1 comporte : des moyens de filtrage 22A, 22B et 22C pour décomposer préalable-ment le signal temporel oscillant S respectivement en une pluralité de bandes de fréquences clifférentes ; et une pluralité d'ensembles de comptage 2A, 2B et 2C (similaires à l'ensemble 2 décrit précédemment) qui sont reliés respectivement aux moyens de filtrage 22A , 22B et 22C et qui sont formés pour réaliser un comptage séparé dans chaque bande de fréquences formée par ces moyens de filtrage. A titre d'illustration, ce mode de réalisation particulier peut dé- composer le signal temporel S étudié en trois bandes de fréquences B1, B2 et B3 telles que : ù la bande B1 présente des fréquences F de 1 à 3 Hz ; ù la bande B2 présente des fréquences F de 3 à 5 Hz ; et ù la bande B3 présente des fréquences F de 5 à 10 Hz.

Lesdits moyens de filtrage 22A, 22B et 22C permettent également de limiter une comptabilisation des dépassements de seuils transitoires et de filtrer de très basses fréquences pour lesquelles on ne souhaite pas réaliser de détections. A cet effet, on définit des fenêtres temporelles, en dehors desquelles les dépassements de valeurs de seuil ne sont plus pris en compte. De plus, on peut adapter la taille de chaque fenêtre temporelle à la fréquence de chaque début de bande. Plus on monte vers les hautes fréquences, plus la taille de la fenêtre temporelle correspondante est ré-duite, et plus les transitoires sont rapidement éliminés. Un autre avantage de la décomposition en bandes de fréquences B1 à B3 est que l'on peut fixer des niveaux de panne différents, en fonction de la fréquence, ce qui correspond à une réalité au niveau des charges sur la structure de l'aéronef. A titre d'illustration, il peut être requis de détecter des pannes de 1 ° entre 1 et 3 Hz, des pannes de 2° entre 3 et 5 Hz, et des pannes de 0,5° entre 5 et 10 Hz. En outre, la décomposition en bandes de fréquences B1 à B3 per-met de conserver uniquement les composantes fréquentielles d'intérêt, de sorte que les traitements sont réalisés sur des valeurs résiduelles qui ne sont pas perturbées par des fréquences parasites.

Lesdits moyens de filtrage 22A, 22B et 22C contribuent donc à la robustesse du dispositif 1 conforme à l'invention. Par ailleurs, il peut être nécessaire de compter les oscillations au-tour d'une composante particulière connue P1 du signal, comme représenté sur la figure 6. Dans l'exemple de la figure 6, une panne apparaît pour le signal S à un instant I. Dans ce cas, le dispositif 1 conforme à l'invention est formé de manière à compter les franchissements F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, ... de valeurs de seuil P1 +S0 et P1-SO sur le signal temporel S surveillé (à partir de l'instant I). Ces valeurs de seuil P1 +S0 et P1-SO sont fournies aux comparateurs 3 et 7 respectivement par les moyens 18 et 19. La composante P1 (autour de laquelle est réalisé un comptage) peut être : ù soit une constante ; soit une valeur variable, comme représenté sur la figure 6 (où P1 est une valeur sinusoïdale). Le dispositif 1 de comptage conforme à l'invention, tel que décrit ci-dessus, peut être utilisé dans de nombreuses applications différentes. Il peut notamment être employé pour vérifier la validité d'une mesure d'un capteur ou pour détecter des oscillations d'un signal temporel quelconque. Toutefois, dans une application préférée, ledit dispositif 1 est utilisé dans la détection de pannes oscillatoires relatives à au moins une chaîne 21 d'asservissement en position (représentée sur la figure 7) d'une gouverne 23 d'aéronef. Dans ce cas, la présente invention peut s'appliquer à une chaîne d'asservissement en position d'au moins une gouverne 23 telle qu'un aileron, un spoiler, une gouverne de profondeur, ou une gouverne de direction d'un avion de transport. De façon usuelle, cette chaîne d'asservissement 21 fait partie d'un système de commandes de vol électriques 24 de l'aéronef et comporte : ladite gouverne 23 qui est mobile, en étant susceptible d'être braquée comme illustré par une flèche double E sur la figure 7, et dont la position par rapport à la structure de l'aéronef est réglée par au moins un actionneur usuel 25 ; ledit actionneur qui règle la position de ladite gouverne 23, par exemple par l'intermédiaire d'une tige 26 qui agit sur cette dernière, en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu par l'intermédiaire d'une liai-son 27 ; au moins un capteur 28, 29 qui mesure la position effective de ladite gouverne 23. A cet effet, il peut s'agir d'un capteur 28 qui est directe- ment associé à la gouverne 23 et/ou d'un capteur 29 qui mesure par exemple le déplacement de la tige 26 de l'actionneur 25 ; et un calculateur 30, par exemple un calculateur de commandes de vol : qui reçoit des informations de commande de moyens 31, par l'intermédiaire d'une liaison 31A. Ces moyens 31 sont des moyens usuels de génération d'informations de commande et comportent, par exemple, un manche de commande qui est susceptible d'être actionné par un pilote de l'aéronef et des capteurs inertiels ; qui élabore de façon usuelle un ordre de commande de gouverne, à l'aide d'un moyen de calcul intégré 32 qui contient des lois de pilotage et qui utilise pour cette élaboration des informations de commande (action du pilote sur le manche de commande, paramètres qui indiquent la position de l'aéronef autour de son centre de gra- vité, facteurs de charges qu'il subit) reçues desdits moyens 31 ; qui reçoit la position effective mesurée par le ou les capteurs 28, 29 par l'intermédiaire d'une liaison 33 via une entrée 34 de type analogique (et un moyen 36) ; qui calcule à partir des informations précédentes (ordre de commande de gouverne et position effective mesurée) ledit ordre d'actionnement, à l'aide d'un moyen de calcul intégré 37 tenant compte d'un gain prédéterminé ; et qui transmet cet ordre d'actionnement à une servovalve 38 de l'actionneur 25, par l'intermédiaire de la liaison 27 via une sortie 35 de type analogique. Tous les éléments de cette chaîne d'asservissement 21 qui contiennent des composants électroniques, et notamment les capteurs 28, 29, l'entrée analogique 34, la sortie analogique 35, ..., sont sources de pannes oscillatoires, c'est-à-dire des pannes qui sont susceptibles d'engendrer un signal électrique parasite qui peut faire osciller la gouverne 23. Ledit système de commandes de vol électriques 24 comporte, en plus de ladite chaîne d'asservissement 21, un dispositif 41 conforme à l'invention qui est destiné à détecter toute panne oscillatoire du type pré-cité. Pour ce faire, ledit dispositif de détection 41 comporte, comme représenté sur la figure 8 : des moyens 39 pour déterminer une position théorique qui correspond à une position de référence de la gouverne 23 en l'absence de panne oscillatoire et qui est conforme à l'ordre de commande de gouverne. Cette position théorique est déterminée à l'aide de l'ordre de commande de gouverne engendré par ledit moyen de calcul 32 et reçu par l'intermédiaire d'une liaison 40 (qui est par exemple reliée à la sortie du-dit moyen de calcul 32), ainsi que de la position théorique estimée à l'instant précédent, la sortie des moyens 39 étant réinjectée en entrée ; ù un moyen de calcul 45 pour calculer la différence entre la position effective de la gouverne 23 (qui est mesurée par le capteur 28, 29 et qui est reçue par l'intermédiaire d'une liaison 42 qui est par exemple reliée à ladite liaison 33) et la position théorique (qui est déterminée par lesdits moyens 39 et qui est reçue par l'intermédiaire d'une liaison 44) de manière à former une valeur résiduelle ; et ù une unité de traitement 43 qui est reliée par l'intermédiaire d'une liaison 46 audit moyen de calcul 45 et qui comporte un dispositif de comptage 1 conforme à l'invention. Ce dispositif de comptage 1 est destiné à : ù comparer cette valeur résiduelle à au moins une valeur de seuil SO prédéterminée ; ù réaliser un comptage de tous les dépassements qui sont à la fois successifs et alternés de ladite valeur de seuil SO par ladite valeur résiduelle ; et ù détecter une panne oscillatoire dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé.

Ainsi, ledit dispositif de détection 41 compare le fonctionnement réel de la chaîne d'asservissement 21 surveillée (qui est illustré par la position effective mesurée de la gouverne 23), à un fonctionnement idéal attendu hors panne (qui est illustré par ladite position théorique calculée de la gouverne 23), ce qui permet de mettre en évidence toute panne oscillatoire lorsqu'elle survient. Par conséquent, ledit dispositif de détection 41 est en mesure de détecter, dans la chaîne d'asservissement 21 surveillée, toute panne oscillatoire d'une amplitude minimale donnée en un nombre de périodes donné. De plus, cette détection est particulièrement robuste, puisqu'elle ne provoque pas de fausses alarmes. En outre, le dispositif 41 permet de détecter tous les modes de défaillance existant dans la chaîne d'asservissement 21 de type précité, et il est applicable à tout type d'aéronef.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de comptage d'oscillations d'un signal temporel os-cillant, caractérisé en ce qu'il comporte : un premier comparateur (3) qui reçoit ledit signal temporel et qui le compare à une première valeur de seuil qui est positive ; - une première porte logique ET (4), dont une première entrée est reliée à la sortie dudit premier comparateur (3) ; - une première bascule bistable (5) à deux entrées, dont une entrée de signal est reliée à la sortie de ladite première porte logique ET (4); - un premier inverseur (6) qui est monté entre la sortie de ladite première bascule bistable (5) et la seconde entrée de ladite première porte logi- que ET (4) ; un second comparateur (7) qui reçoit également ledit signal temporel et qui le compare à une seconde valeur de seuil qui est négative, la sortie dudit second comparateur (7) étant reliée à une entrée d'initialisation de ladite première bascule bistable (5) ; une seconde porte logique ET (8), dont une première entrée est reliée à la sortie dudit second comparateur (7) ; une seconde bascule bistable (9) à deux entrées, dont une entrée de signal est reliée à la sortie de ladite seconde porte logique ET (8) et dont une entrée d'initialisation est reliée à la sortie dudit premier comparateur (3) ; un second inverseur (10) qui est monté entre la sortie de ladite seconde bascule bistable (9) et la seconde entrée de ladite seconde porte logique ET(8); une porte logique OU (1 1), dont les deux entrées sont reliées respectivement aux sorties desdites première et seconde portes logiques ET (4, E),_ et dont la sortie commande un moyen de commutation (Il) pour engendrer une valeur unité destinée à incrémenter un comp- teur (13), à chaque fois que ledit signal temporel dépasse, alternative- ment, l'une desdites première et seconde valeurs de seuil ; et û ledit compteur (13) qui est ainsi incrémenté et qui réalise le comptage des oscillations dudit signal temporel oscillant.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un retardateur (14) qui stocke une valeur unité à la sortie de la porte logique OU (Il) pendant une durée prédéterminée avant de l'envoyer à un moyen auxiliaire (15) monté à la sortie dudit compteur (13) pour décrémenter ce dernier le cas échéant.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, au moins un moyen de filtrage passe-bande (20) pour filtrer le signal temporel avant de le transmettre auxdits premier et second comparateurs (3, 7).
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un moyen de filtrage passe-haut (20) pour filtrer le signal temporel avant de le transmettre auxdits premier et second comparateurs (3, 7).
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un moyen de comparaison (16) pour comparer la valeur issue dudit compteur (13) à une valeur prédéterminée et pour émettre un signal de sortie dès que ladite valeur issue dudit compteur (13), qui représente le nombre de demi-périodes d'oscillations comptées, devient supérieure à ladite valeur prédéterminée.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte de plus : û des moyens (22A, 22B, 22C pour décomposer préalablement le signal temporel oscillant en une pluralité de bandes de fréquences ; et ù des moyens (2A, 2B, 2C) pour réaliser un comptage séparé dans chaque bande de fréquences ainsi formée.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première et seconde valeurs de seuil présentent la même valeur absolue.
8. 8. Dispositif de détection automatique d'au moins une panne oscillatoire dans au moins une chaîne (21) d'asservissement en position d'au moins une gouverne (23) d'un aéronef, ladite chaîne d'asservissement (21) faisant partie d'un système de commandes de vol électriques (24) de l'aéronef et comportant : ladite gouverne (23) qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur (25) ; ledit actionneur (25) qui règle la position de ladite gouverne (23), en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur (28, 29) qui mesure la position effective de ladite gouverne (23) ; et un calculateur (37) qui élabore un ordre de commande de gouverne, qui reçoit ladite position effective mesurée et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur (25), ledit dispositif (41) comportant : ù des premiers moyens (39) pour estimer, à l'aide dudit ordre de commande de gouverne, une position théorique correspondant à une position de référence de ladite gouverne (23) en l'absence de panne ; ù des deuxièmes moyens (45) pour calculer la différence entre ladite position théorique estimée par lesdits premiers moyens (39) et la position effective mesurée par ledit capteur (28, 29) de manière à former une valeur résiduelle ; et ù des troisièmes moyens (43) pour : comparer cette valeur résiduelle à au moins une valeur de seuil prédéterminée ; réaliser un comptage de tous les dépassements successifs et alter-nés de ladite valeur de seuil prédéterminée par ladite valeur rési- duelle ; et détecter une panne oscillatoire dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens (43) comportent un dis-positif (1) de comptage d'oscillations, tel que celui spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. 9. Système de commandes de vol électriques d'un aéronef, ledit système (24) comportant au moins un moyen (31) pour engendrer un ordre de commande de gouverne pour au moins une gouverne (23) de l'aéronef et au moins une chaîne d'asservissement en position (21) de cette gouverne, qui comprend : ladite gouverne (23) qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur (25) ; ledit actionneur (25) qui règle la position de ladite gouverne (23), en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur (28, 29) qui mesure la position effective de ladite gouverne (23) ; et un calculateur (37) qui élabore ledit ordre de commande de gouverne, qui reçoit ladite position effective et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur (25), caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, au moins un dispositif de détection automatique (41) d'au moins une panne oscillatoire dans ladite chaîne d'asservissement (21), tel que celui spécifié sous la revendication 8.