JPS59209996A - 故障モニタ装置 - Google Patents
故障モニタ装置Info
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- JPS59209996A JPS59209996A JP59089186A JP8918684A JPS59209996A JP S59209996 A JPS59209996 A JP S59209996A JP 59089186 A JP59089186 A JP 59089186A JP 8918684 A JP8918684 A JP 8918684A JP S59209996 A JPS59209996 A JP S59209996A
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- Japan
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- signal
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
- G05D1/0077—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements using redundant signals or controls
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数の信号の間の差の検出、一層詳細には、航
空機自動飛行制曲システム内の二重内側ループ・アクチ
ュエータの7クテイヒテイの監視に係る。
空機自動飛行制曲システム内の二重内側ループ・アクチ
ュエータの7クテイヒテイの監視に係る。
多くの制御/位置決めシステムは機構、例えば航空機の
制御翼面、を位置決めするためアクチュエータを使用し
ている。これらのアクチュエータは電気−奢幾械式、電
気−油圧式などであって良い。
制御翼面、を位置決めするためアクチュエータを使用し
ている。これらのアクチュエータは電気−奢幾械式、電
気−油圧式などであって良い。
典型的な航空機自動飛行制御システム(AFC3)は、
自動フェイル・オペレーション能力が得られるように、
二重の独立な安定増大装置(SAS)を含んでいる。二
重システムは通常、アクチュエータの間の不一致を同定
するように構成されている。もしシステムがアクチュエ
ータ・ランアウェイの場合に作動し続けることが許され
ていれば、操縦者又は共働操縦者は必要な補正動作を行
い得る。このようなシステムは二重操縦者航空機では満
足であるが、単一操縦者航空機に於けるその使用は受入
れられ得ない。ランアウェイを救済覆るため二重アクチ
ュエータ・システム内で両Iクチュエータを遮断するこ
とは知られている。しかし、一方の故障の場合に両アク
チュエータを遮断づることは望ましくない。何故ならば
、操縦者がオートパイロット制御の特定のループなしの
状態(こされるからである。現在、特定のランアウェイ
・アクチュエータを遮断するために利用可能なシステム
は、遮断を達成するためアービトレータ、第三のアクチ
ュエータもしくは電子モデル、を必要とし、このような
システムはかなり複雑である。
自動フェイル・オペレーション能力が得られるように、
二重の独立な安定増大装置(SAS)を含んでいる。二
重システムは通常、アクチュエータの間の不一致を同定
するように構成されている。もしシステムがアクチュエ
ータ・ランアウェイの場合に作動し続けることが許され
ていれば、操縦者又は共働操縦者は必要な補正動作を行
い得る。このようなシステムは二重操縦者航空機では満
足であるが、単一操縦者航空機に於けるその使用は受入
れられ得ない。ランアウェイを救済覆るため二重アクチ
ュエータ・システム内で両Iクチュエータを遮断するこ
とは知られている。しかし、一方の故障の場合に両アク
チュエータを遮断づることは望ましくない。何故ならば
、操縦者がオートパイロット制御の特定のループなしの
状態(こされるからである。現在、特定のランアウェイ
・アクチュエータを遮断するために利用可能なシステム
は、遮断を達成するためアービトレータ、第三のアクチ
ュエータもしくは電子モデル、を必要とし、このような
システムはかなり複雑である。
二重システム内の各アクチコーエータは別々のセンサ及
びエレン(〜ロニクスを有する。従って、各々は同様に
応答すべきであるが、ある不一致力(予想されな(プれ
ばならない。典型的に、不一致【よ僅か数パーセントの
オーダーである。これらのノ」1さい不一致は受は入れ
られ得る。何故ならば、一方のアクチュエータが他方の
アクチュエータの不一致を補償しようとするからである
。従って、一方のアクチュエータの位置はそのコンパニ
オンの位置よりも遅れ得るが、大きな位置不一致(よア
クチュエータ故障の正規指示器としての役割をする。
びエレン(〜ロニクスを有する。従って、各々は同様に
応答すべきであるが、ある不一致力(予想されな(プれ
ばならない。典型的に、不一致【よ僅か数パーセントの
オーダーである。これらのノ」1さい不一致は受は入れ
られ得る。何故ならば、一方のアクチュエータが他方の
アクチュエータの不一致を補償しようとするからである
。従って、一方のアクチュエータの位置はそのコンパニ
オンの位置よりも遅れ得るが、大きな位置不一致(よア
クチュエータ故障の正規指示器としての役割をする。
しかし、アクチュエータがそれらの移動行程(オーソリ
ティ)の70%にあり且一方のアクチュエータく又はそ
れに組合されているエレン[・ロニクス)が故障しまた
0%へのハードオーバーに進む場合を考察しよう。他方
のアクチュエータは僅か30%オーソリティで留められ
、それによりハードオーバーに反対作用し、また従って
完全に補償すること−が不可能である。特定の制御軸、
例えばビッヂ、ではこのような故障は非常に望ましくな
い場合がある。
ティ)の70%にあり且一方のアクチュエータく又はそ
れに組合されているエレン[・ロニクス)が故障しまた
0%へのハードオーバーに進む場合を考察しよう。他方
のアクチュエータは僅か30%オーソリティで留められ
、それによりハードオーバーに反対作用し、また従って
完全に補償すること−が不可能である。特定の制御軸、
例えばビッヂ、ではこのような故障は非常に望ましくな
い場合がある。
従って、本発明の目的は、ランアウェイ・アクチュエー
タの原因となる故障が存在するとき迅速に内側ループ・
アクチュエータを監視し且遮断することである。本発明
の他の目的は、アービ[〜レークなしにどのアクチュエ
ータが故障したかを同定することである。
タの原因となる故障が存在するとき迅速に内側ループ・
アクチュエータを監視し且遮断することである。本発明
の他の目的は、アービ[〜レークなしにどのアクチュエ
ータが故障したかを同定することである。
本発明によれば、アクチュエータの位置及び速度が検出
され且コンパニオン・アクチュエータの位置及び速度と
比較される。アクチュエータ位置のしきい値不一致とし
きい値以上の持続される速度不一致とが存在するとき、
故障が指示される。
され且コンパニオン・アクチュエータの位置及び速度と
比較される。アクチュエータ位置のしきい値不一致とし
きい値以上の持続される速度不一致とが存在するとき、
故障が指示される。
速い方のアクチュエータがランアウェイとして同定され
る。位置及び速度のある不一致は正規作動中に予想され
なければならない。従って、位置不一致しきい値及び持
続される速度不一致に対する要求はニューサンス故障を
減少する。
る。位置及び速度のある不一致は正規作動中に予想され
なければならない。従って、位置不一致しきい値及び持
続される速度不一致に対する要求はニューサンス故障を
減少する。
本発明は、以下の説明から当業音に明らかな装置及び技
術のみを用いて、アナログ、デジタル又は削幹機信号処
理ににり実流され得る。本発明の上記及び他の目的、特
徴及び利点は、典型的な専用ハードウェアによる実施例
を以下に詳IIに説明する中で一層明らかになろう。
術のみを用いて、アナログ、デジタル又は削幹機信号処
理ににり実流され得る。本発明の上記及び他の目的、特
徴及び利点は、典型的な専用ハードウェアによる実施例
を以下に詳IIに説明する中で一層明らかになろう。
図面には、本願と譲受人を同じくする゛パルス作動によ
る航空機アクチュエータ″という名称の米国特許出願箱
249.300号明細書に開示されている二重内側ルー
プ・ビツヂ・チャネルのような二重チャネル・アクチュ
エーターシステムと組合ゼるための二重アクチュエータ
・モニタが示されている。上記明細書の内容を参照によ
りここに組入れたものとする。以下では、上記明細書の
参照は下記の短縮形態でなされる: (P、A、A、第
n図:参照符号xy)。
る航空機アクチュエータ″という名称の米国特許出願箱
249.300号明細書に開示されている二重内側ルー
プ・ビツヂ・チャネルのような二重チャネル・アクチュ
エーターシステムと組合ゼるための二重アクチュエータ
・モニタが示されている。上記明細書の内容を参照によ
りここに組入れたものとする。以下では、上記明細書の
参照は下記の短縮形態でなされる: (P、A、A、第
n図:参照符号xy)。
位置センサ10は、第一の内側ループ・アクチュエータ
(P、△、A、、第1図:24)の位置を示り一第一の
位置信号を導線12上に与える。同様に位置センサ16
(P、A、A、、第1図:25)は導線18」二に第
二の位置信号を与える。使用される位置センサがアクチ
ュエータ・ドリーム・フィードバック・ループに使用さ
れている一bのであって良く、又はポテンシオメータの
ような別の位置監視センサであって良いことは理解され
よう。
(P、△、A、、第1図:24)の位置を示り一第一の
位置信号を導線12上に与える。同様に位置センサ16
(P、A、A、、第1図:25)は導線18」二に第
二の位置信号を与える。使用される位置センサがアクチ
ュエータ・ドリーム・フィードバック・ループに使用さ
れている一bのであって良く、又はポテンシオメータの
ような別の位置監視センサであって良いことは理解され
よう。
加算器22は、第一の位置信号と第二の位置信号との間
の差を示す信号を導線24上に与える。
の差を示す信号を導線24上に与える。
コンパレータ例えばレベル検出器26は、故障指示に向
かう第一のステップとして導線24上の信号があるしき
い値例えばフル・アクチュエータ・オーンリティの10
%を超過するとき、アンド回路28に位置不一致信号(
論理it 1 ++ )を与える。
かう第一のステップとして導線24上の信号があるしき
い値例えばフル・アクチュエータ・オーンリティの10
%を超過するとき、アンド回路28に位置不一致信号(
論理it 1 ++ )を与える。
ある程度の位置不一致は、前記のように、正常に機能す
るシステム内で受は入れられ得る。
るシステム内で受は入れられ得る。
被導出速度回路30は導線24上の変化信号に応答して
、レベル検出器32に速度差信号を与え、レベル検出器
32が、速曵差信号があるしきい値を超過するときタイ
マ34に信号を与える。パッシブなランアウェイ又はし
きい値速度よりも遅いランアウェイは、操縦者干渉のた
めの時間を許すので、問題としなくて良い。タイマ34
はアンド回路28に速度不一致信号を与え、更に、しき
い値を超過する速度差が基準時間間隔、例えば45nl
s、よりも長く持続されるとき、故障の指示を与える。
、レベル検出器32に速度差信号を与え、レベル検出器
32が、速曵差信号があるしきい値を超過するときタイ
マ34に信号を与える。パッシブなランアウェイ又はし
きい値速度よりも遅いランアウェイは、操縦者干渉のた
めの時間を許すので、問題としなくて良い。タイマ34
はアンド回路28に速度不一致信号を与え、更に、しき
い値を超過する速度差が基準時間間隔、例えば45nl
s、よりも長く持続されるとき、故障の指示を与える。
タイマ34は、レベル検出器32の出力がしきい値以下
の速度不一致を示す零であるとき、リレットする。正常
作動条件下では、大きな速度不一致が、もしそれが持続
されなければ、許容され得る。何故ならば、もし持続時
間が45m5よりも短りれば、ランアウェイの効果も他
のアクチュエータの修正応答も有意義で・ないからであ
る。明らかに、もし一方のアクチュエータが他方よりも
前にそのストップ位置に到達すれば、高い速度差が一時
的に確立されよう。アクチュエータ位置内の変化する不
一致に間接的に応答してではなく個々のアクチュエータ
速度を比較することにより直接に速度差が確立され得る
ことは理解されよう。
の速度不一致を示す零であるとき、リレットする。正常
作動条件下では、大きな速度不一致が、もしそれが持続
されなければ、許容され得る。何故ならば、もし持続時
間が45m5よりも短りれば、ランアウェイの効果も他
のアクチュエータの修正応答も有意義で・ないからであ
る。明らかに、もし一方のアクチュエータが他方よりも
前にそのストップ位置に到達すれば、高い速度差が一時
的に確立されよう。アクチュエータ位置内の変化する不
一致に間接的に応答してではなく個々のアクチュエータ
速度を比較することにより直接に速度差が確立され得る
ことは理解されよう。
二重アクチュエータ・モニタは、もしシステムがただ一
つのチャネルで作動しているならば、位置及び速度デー
ミル不一致が大きいので、作動可能にされない。従って
、アンド回路36は、二”つのヂ1?ネルがエンゲージ
されていることを示す導線3つ8.40上の信号に応答
し、また両ループがエンゲージされているときモニタを
作動可能にする信号をアンド回路28に与える。
つのチャネルで作動しているならば、位置及び速度デー
ミル不一致が大きいので、作動可能にされない。従って
、アンド回路36は、二”つのヂ1?ネルがエンゲージ
されていることを示す導線3つ8.40上の信号に応答
し、また両ループがエンゲージされているときモニタを
作動可能にする信号をアンド回路28に与える。
アンド回路28への入力の全てが高レベルであるとき、
システムは作動可能にされており、また故障が存在して
いることの指示として信号が導線42を経てアンド回路
44及びアンド回路46に与えられる。
システムは作動可能にされており、また故障が存在して
いることの指示として信号が導線42を経てアンド回路
44及びアンド回路46に与えられる。
被導出速度回路14は導線12上の変化づる位置信号に
応答して第一のアクチュエータ速度を示す信号を与える
。同様に、被導出速度回路20は第二のアクチュエータ
速度を示す信号を与える。
応答して第一のアクチュエータ速度を示す信号を与える
。同様に、被導出速度回路20は第二のアクチュエータ
速度を示す信号を与える。
第一のアクチュエータ速度の絶対値は絶対回路50によ
り高利得・ハードリミディド増幅器の反転入力端、例え
ば演算増幅器52の低入力端、に与えられる。同様に、
絶対回路54は第二のアクチュエータ速度の絶対値を増
幅器52の非反転入力端に与える。第一のアクチュエー
タ速度が第二のアクチュエータ速度よりも大きいとき、
演算増幅器52の出力は論理″′0′′であり、またこ
の出力をインバータ58により反転した信号がアンド回
路44に与えられ、この信号が導線42上の信号と共に
、#1アクチュエータ故障を指示する信号を導線60上
に与える。同様に、第二のアクチュエータ速度が第一の
アクチュエータ速度を超過するとぎ、導線56上の演算
増幅器52の出力は論理′″1″であり、この出力がア
ンド回路46に与えられ、そこで導線42上の信号と共
に、#2アクチュエータ故障を指示する信号が導線62
上に与えられる。
り高利得・ハードリミディド増幅器の反転入力端、例え
ば演算増幅器52の低入力端、に与えられる。同様に、
絶対回路54は第二のアクチュエータ速度の絶対値を増
幅器52の非反転入力端に与える。第一のアクチュエー
タ速度が第二のアクチュエータ速度よりも大きいとき、
演算増幅器52の出力は論理″′0′′であり、またこ
の出力をインバータ58により反転した信号がアンド回
路44に与えられ、この信号が導線42上の信号と共に
、#1アクチュエータ故障を指示する信号を導線60上
に与える。同様に、第二のアクチュエータ速度が第一の
アクチュエータ速度を超過するとぎ、導線56上の演算
増幅器52の出力は論理′″1″であり、この出力がア
ンド回路46に与えられ、そこで導線42上の信号と共
に、#2アクチュエータ故障を指示する信号が導線62
上に与えられる。
こうして、容易に解るように、同一の広がりを有する位
置及び速度不一致に基いて故障が判定され、また速い方
のアクチュエータが故障しているものとして同定される
。
置及び速度不一致に基いて故障が判定され、また速い方
のアクチュエータが故障しているものとして同定される
。
以上の説明は原理的に、機能を達成するブロックを用い
るものとして行われたが、同−又は等価な機能及び機能
の組合わせを達成するため種々の変形が行われ得ること
は当業者により理解されよう。例えば、ここに開示され
た正論理はそれを反転した不論理に容易に置、き換られ
得る。
るものとして行われたが、同−又は等価な機能及び機能
の組合わせを達成するため種々の変形が行われ得ること
は当業者により理解されよう。例えば、ここに開示され
た正論理はそれを反転した不論理に容易に置、き換られ
得る。
特殊な応用又はアクチュエータ特性は種々のしきい値又
は遅れを示し得るし、又は幾つかのニューザンス回避の
特徴の消去を許し得る。本発明の二組アクチュエータ・
モニタが一つのアクチュエータ及び独立のモデルで又は
多重のアクチュエータで実施され得ることは理解されよ
う。
は遅れを示し得るし、又は幾つかのニューザンス回避の
特徴の消去を許し得る。本発明の二組アクチュエータ・
モニタが一つのアクチュエータ及び独立のモデルで又は
多重のアクチュエータで実施され得ることは理解されよ
う。
加えて、上記の装置モニタの機能は適当にプログラムさ
れたディジタル計算機で容易に実施され得る。ここに開
示されたディスクリート及びアナログ機能から計算機内
の適当なソフトウェアにより実行されるディジタル機能
への変換は当業者に良く知られており、特に、本願と譲
受人を同じくづる1980年8月8日付米国特許出願第
176゜832号明細書に開示されている内容から明ら
かであろう。
れたディジタル計算機で容易に実施され得る。ここに開
示されたディスクリート及びアナログ機能から計算機内
の適当なソフトウェアにより実行されるディジタル機能
への変換は当業者に良く知られており、特に、本願と譲
受人を同じくづる1980年8月8日付米国特許出願第
176゜832号明細書に開示されている内容から明ら
かであろう。
本発明は、ここに説明された機能に加えて種々の機能の
自動制御に応用され得る。同様に、本発明をその典型的
な実施例について説明してさたが、本発明の範囲内で上
記及び他の種々の変更、省略及び追加が行われ得ること
は当業者により理解されよう。
自動制御に応用され得る。同様に、本発明をその典型的
な実施例について説明してさたが、本発明の範囲内で上
記及び他の種々の変更、省略及び追加が行われ得ること
は当業者により理解されよう。
図面は内側ループ(SAS>制御に対J−る本発明の二
重アクチュエータ・モニタの概要ブロック図である。 10・・・位置Lンυ、14・・・被導出速度回路、1
6・・・位置センサ、20・・・被導出速度回路、26
・・・レベル検出器、28・・・アンド回路、30・・
・被導出速度回路、32・・・レベル検出器、34・・
・ターイマー。 36.44.46・・・アンド回路、50・・・絶対回
路。 52・・・法線増幅器、54・・・絶対回路、58・・
・−インバータ
重アクチュエータ・モニタの概要ブロック図である。 10・・・位置Lンυ、14・・・被導出速度回路、1
6・・・位置センサ、20・・・被導出速度回路、26
・・・レベル検出器、28・・・アンド回路、30・・
・被導出速度回路、32・・・レベル検出器、34・・
・ターイマー。 36.44.46・・・アンド回路、50・・・絶対回
路。 52・・・法線増幅器、54・・・絶対回路、58・・
・−インバータ
Claims (2)
- (1)機構を位置決めするための第一のアクチュエータ
及び第二のアクチュエータを有する位置決めシステムと
組合せて使用するべく構成された二重アクチュエータ・
モニタに於て、 第一のアクチュエータの位置を示す第一の位置信号を与
えるための第一の位置センサと、第二のアクチュエータ
の位置を示す第二の位置信号を与えるための第二の位置
センサと、第一のアクチュエータの絶対速度を示す第一
の速度信号を与えるため、第二のアクチュエータの絶対
速度を示す第二の速度信号を与えるため、第一の位置信
号及び第二の位置信号により指示されるアクチュエータ
位置の差がしきい値を超過するとき位置不一致信号を勾
えるため、基準時間間隔よりも長く持続されるしきい値
を超過づ−る第一のアクチュエータと第二のアクチュエ
ータとの間の位置の相対的変化を指示する第一の位置信
号及び第二の位置信号に応答して速度不一致信号を与え
るため、また位置不一致信号及び速度不一致信号が共に
存在しているとき故障信号を与えるため、第一の位置セ
ンサ及び第二の位置センサに応答するべく接続されてい
る信号処理手段と を含んでいることを特徴とする二重アクチュエータ・モ
ニタ。 - (2)機構を位置決めするため第一のアクヂュJ−夕及
び第二のアクチュエータを有する位置決めシステムと相
合せて使用するべく構成された二重アクチュエータ・モ
ニタに於て、 第一のアクチュエータの位置を示ず第一の位置信号を与
えるための第一の位置センサと、第二のアクチュエータ
の位置を示す第二の位置信号を与えるための第二の位置
センサと、第一のアクチュエータの絶対速度を示す第一
の速度信号を与えるため、第二のアクチュエータの絶対
速度を示ず第二の速度信号を与えるため、第一の位置信
号及び第二の位置信号により指示されるアクチュエータ
位置の差がしぎい値を超過するとき位置不一致信号を与
えるため、基準時間間隔よりも長く持続されるしきい値
を超過する第一のアクチュエータと第二のアクチュエー
タどの間の位置の相対的変化を指示する第一の位置信号
及び第二の位置信号に応答して速度不一致信号を与える
ため、位置不一致信号及び速度不一致信号が共に存在し
ており且第−の速度信号が第二のn度信号よりも大きい
とき第一のアクチュエータ故障を指示するため、また位
置不一致信号及び速度不一致信号が存在しており且第二
の速度信号が第一の速度信号よりも大きいとき第二のア
クチュエータ故障を指示するため、第一の位置センサ及
び第二の位置センナに応答するべく接続されている信号
処理手段と を含んでいることを特徴とする二重アクチュエータ・モ
ニタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US490645 | 1983-05-02 | ||
US06/490,645 US4594714A (en) | 1983-05-02 | 1983-05-02 | Dual-actuator monitor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59209996A true JPS59209996A (ja) | 1984-11-28 |
JPH0774037B2 JPH0774037B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=23948920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59089186A Expired - Lifetime JPH0774037B2 (ja) | 1983-05-02 | 1984-05-02 | 故障モニタ装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4594714A (ja) |
JP (1) | JPH0774037B2 (ja) |
BR (1) | BR8402038A (ja) |
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GB (1) | GB2140173B (ja) |
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