RU2487389C2 - Устройство обнаружения отказов в резервированной системе - Google Patents

Устройство обнаружения отказов в резервированной системе Download PDF

Info

Publication number
RU2487389C2
RU2487389C2 RU2011126465/11A RU2011126465A RU2487389C2 RU 2487389 C2 RU2487389 C2 RU 2487389C2 RU 2011126465/11 A RU2011126465/11 A RU 2011126465/11A RU 2011126465 A RU2011126465 A RU 2011126465A RU 2487389 C2 RU2487389 C2 RU 2487389C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
outputs
output
elements
inputs
Prior art date
Application number
RU2011126465/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011126465A (ru
Inventor
Михаил Александрович Замыслов
Сергей Борисович Михайленко
Михаил Федорович Волобуев
Сергей Владимирович Орлов
Галина Николаевна Акиньшина
Original Assignee
Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2011126465/11A priority Critical patent/RU2487389C2/ru
Publication of RU2011126465A publication Critical patent/RU2011126465A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2487389C2 publication Critical patent/RU2487389C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)
  • Hardware Redundancy (AREA)

Abstract

Изобретение относится к пилотажно-навигационным комплексам летательных аппаратов и их бортовой радиоэлектронной аппаратуре и предназначается для формирования сигналов оповещения об отказе элементов в резервированных системах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами. Устройство содержит рабочий элемент (РЭ), три вычитающих устройства (ВУ), два элемента сравнения, четыре пороговых устройства (ПУ), два элемента НЕ, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и устройство индикации отказов (УИО). К входам первого ПУ и второго ПУ подсоединены выходы РЭ. К выходам первого ВУ подключены последовательно соединенные третье ПУ, первый логический элемент И, элемент ИЛИ и УИО. К выходам второго ВУ подключены последовательно соединенные четвертое ПУ, второй логический элемент И, логический элемент ИЛИ и УИО. К выходам первого ПУ подсоединены третье ВУ и второй вход УИО. К выходам второго ПУ подсоединены второй вход третьего ВУ и первый элемент НЕ. Первый элемент НЕ соединен с третьим входом УИО. К входу второго элемента НЕ подсоединен выход третьего ВУ. К выходу второго элемента НЕ подсоединены вторые входы первого и второго логических элементов И. Технический результат заключается в повышении точности обнаружения неисправностей в резервированной системе. 1 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относится к современным пилотажно-навигационным комплексам (ПНК) летательных аппаратов и их бортовой радиоэлектронной аппаратуре и предназначается в основном для формирования сигналов оповещения об отказе элементов в резервированных системах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами.
Системы автоматического управления ЛА, состоящие из радиотехнических и нерадиотехнических средств различного функционального назначения (автопилотов, средств радиоуправления, инерциальной навигации и др.), составляют основу современных ПНК ЛА. Одним из наиболее перспективных путей повышения надежности составных частей таких ПНК является резервирование их наиболее важных элементов. При этом для эффективного управления работой таких резервированных систем требуется информация об отказах их элементов, получаемая в реальном масштабе времени.
Поэтому обнаружение отказов в резервированных системах является одной из важных задач подсистем контроля работоспособности в системах автоматического управления и ПНК любых типов летательных аппаратов.
Обнаружение отказов возможно на основе применения элементов как аналоговой, так и цифровой техники, а также и при их совместном использовании. В настоящее время наиболее часто в обнаружителях отказов аппаратуры применяются аналоговые и цифровые микросхемы.
Известен обнаружитель отказов, построенный на основе сравнения параметров рабочей системы со среднеарифметическим значением выходных параметров нескольких систем [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.35-36]. Условием отказа системы в этом случае считается ситуация, когда отклонение выходного параметра системы Х от математического ожидания mx (истинного значения) превышает допустимый предел | X m x | = X o > Δ
Figure 00000001
. Использование в качестве оценки математического ожидания случайной величины средней арифметической величины наблюдаемых значений представляется наиболее предпочтительным, так как такая оценка является состоятельной и несмещенной, а при нормальном распределении случайной величины (наиболее часто встречаемом на практике) также и наиболее эффективной [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.35]. Такой обнаружитель содержит рабочий элемент (РЭ) и несколько элементов сравнения (ЭС), входы которых подключены к входу РЭ, а выходы к входам суммирующего устройства (СУ), к входу которого подключен также выход РЭ. Сигнал с выхода СУ подается на умножитель, где умножается на число, обратное сумме (n+1), где n - число ЭС, и далее поступает вход вычитающего устройства (ВУ), к второму входу которого подключен выход РЭ. На выходе ВУ формируется сигнал, равный разности выходного параметра РЭ и математического ожидания выходных параметров системы РЭ и n ЭС, несущий информацию об отказе.
Однако такой обнаружитель отказов имеет следующие недостатки: отсутствует возможность идентификации таких типов внезапных отказов (сбоев) как скачки значений выходного параметра системы вверх или вниз относительно среднего значения; вероятностные характеристики обнаружения существенно зависят от числа систем сравнения, чем их больше, тем лучше вероятностные характеристики обнаружения [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.30-44; Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - С.52 - (Массовая радиобиблиотека. Вып.1111)].
Известен также обнаружитель отказов, основанный на принципе мажоритарной логики (принципе выбора по большинству). Этот принцип широко используется для обнаружения внезапных и постепенных отказов в системах резервирования путем выборки из множества. В этом случае состояние рабочей системы сравнивается с состоянием ряда таких же систем. Признаком безотказности рабочей системы является совпадение ее состояния с состоянием большинства систем [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.43-44]. Считается, что состояния рабочей и i-й системы сравнения одинаковы, если разность их выходных параметров меньше ε: | X X i | = | X o X o i | = | Z i | < ε
Figure 00000002
, где ε - произвольная положительная величина (абсолютное значение порога сравнения).
Для конкретности и простоты изложения рассмотрим обнаружитель отказов, основанный на принципе мажоритарной логики в резервированной системе минимальной кратности, в которой может быть реализовано мажоритарное резервирование, состоящее из одного рабочего и двух резервных элементов (элементов сравнения). Такой обнаружитель содержит рабочий элемент, два вычитающих устройства и два элемента сравнения, входы которых подключены к входу РЭ, а выходы - к соответствующим ВУ, входы которых подсоединены к выходу РЭ. Выходные сигналы ВУ используются для формирования сигналов отказа системы. Сигнал отказа будет формироваться, если хотя бы одна разность будет больше принятого значения 8.
Основным недостатком такого обнаружителя отказов элементов резервированной системы является невозможность формирования сигналов для идентификации таких типов внезапных отказов (сбоев), как скачки значений выходного параметра системы вверх, например типа короткого замыкания, или вниз, например типа обрыва соединения, относительно среднего значения.
Наиболее близким, по технической сущности и достигаемому эффекту, является обнаружитель отказов, основанный на принципе мажоритарной логики, содержащий рабочий элемент, два вычитающих устройства и два резервных элемента (элемента сравнения), входы которых подключены к входу РЭ, а выходы - к соответствующим ВУ, входы которых подсоединены к выходу РЭ. Выходные сигналы вычитающих устройств несут информацию о состоянии рабочего элемента [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.43-44]. При этом увеличение или уменьшение сигнала РЭ до уровня, при котором модуль разности этого сигнала и сигнала хотя бы одного ЭС становится больше принятого значения ε, будет свидетельствовать об отказе рабочего элемента. Таким образом, с использованием сигналов на выходах вычитающих устройств может быть сформирован сигнал об отказе РЭ резервированной системы.
Однако недостатком этого обнаружителя отказов является то, что с его использованием невозможно сформировать сигналы о таких типах внезапных отказов (сбоев), как скачки значений выходного параметра рабочего элемента системы вверх, например типа короткого замыкания, или вниз, например типа обрыва соединения, относительно среднего значения, а также о постепенных отказах такого же характера. Для формирования таких сигналов требуется создание фактически нового технического устройства обнаружения отказов, чувствительного к рассматриваемым типам отказов.
Технической задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства обнаружения отказов за счет обеспечения возможности формирования не только сигналов об отказе рабочего элемента резервированной системы, но и сигналов, содержащих информацию о таких типах отказов (сбоев), как скачки параметров рабочего элемента системы вверх (типа короткого замыкания) или вниз (типа обрыв соединения), а также их плавного изменения такого же характера, путем использования в обнаружителе новых каналов фиксации направления скачков параметров рабочего элемента импульса и средств их преобразования и коммутации.
Поставленная задача решается за счет того, что в известный обнаружитель отказов, основанный на принципе мажоритарной логики, содержащий РЭ, два ВУ и два ЭС, входы которых подключены к входу РЭ, а выходы - к соответствующим ВУ, входы которых подсоединены к выходу РЭ, дополнительно введены третье ВУ, четыре ПУ, два элемента НЕ, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и устройство индикации отказов (УИО), причем к входам первого ПУ и второго ПУ подсоединены выходы РЭ, при этом к выходам первого и второго ВУ подключены соответственно последовательно соединенные третье ПУ, первый логический элемент И, элемент ИЛИ и УИО, и четвертое ПУ, второй логический элемент И, логический элемент ИЛИ и УИО, а к выходам первого и второго ПУ подсоединены соответственно третье ВУ и второй вход УИО, и второй вход третьего ВУ и первый элемент НЕ, к которому подключены третий вход УИО, при этом к входу второго элемента НЕ подсоединен выход третьего ВУ, а к выходу - второй вход первого логического элемента И и второй вход второго логического элемента И.
Формирование сигналов, содержащих информацию о таких отказах (сбоях), как скачки параметров рабочего элемента системы вверх (типа короткого замыкания) производится с использованием РЭ, первого ПУ, на выходе которого создается положительный импульс, если выходной параметр РЭ превысил верхнюю границу допустимого предела изменения параметра Δ, и УИО, на второй вход которого поступает импульс с первого ПУ.
Сигналы, содержащие информацию о таких отказах (сбоях), как скачки параметров РЭ вниз (типа обрыв соединения) формируются с использованием РЭ, второго ПУ, первого элемента НЕ и УИО, на третий вход которого поступает положительный импульс с первого элемента НЕ, при этом на выходе второго ПУ создается отрицательный импульс, если выходной параметр РЭ вышел за нижнюю границу допустимого предела изменения параметра А.
С использованием РЭ, двух ЭС, трех ВУ, четырех ПУ, второго элемента НЕ, двух логических элементов И, логического элемента ИЛИ и УИО на первый вход которого поступают положительные импульсы с логического элемента ИЛИ, формируется сигнал, несущий информацию только о факте отказа какого-либо элемента резервированной системы (РЭ или ЭС) в соответствующей ветви сравнения, так как порог сравнения ε может быть превышен как в случае отказа РЭ, так и при отказе любого ЭС.
Техническое решение обладает новыми свойствами:
- многофункциональностью, выражающейся в способности обнаруживать не только внезапные и постепенные отказы, но и направления изменения (скачки) параметров рабочего элемента системы вверх (типа короткого замыкания) или вниз (типа обрыв соединения), а также их плавного изменения такого же характера;
- возможностью применения в широкой номенклатуре резервированных систем за счет выбора и установки соответствующих предельных границ (порогов) допустимого изменения параметров РЭ.
При этом идентификация скачков параметров РЭ вверх и вниз позволяет использовать устройство не только в интересах индикации отказов, но и в целях сокращения времени восстановления работоспособности отказавшего элемента за счет уменьшения временных затрат на поиск неисправностей.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства обнаружения отказов в резервированной на основе мажоритарной логики системе. На фиг.2 приведена временная диаграмма функционирования такого обнаружителя отказов.
Устройство обнаружения отказов в резервированной системе (фиг.1) содержит рабочий элемент 1, два элемента сравнения (резервных элемента) 2.1 и 2.2, три вычитающих элемента 3.1, 3.2, 3.3, выполненных в виде типового сумматора на интегральной микросхеме (ИМС) прецизионного операционного усилителя (ОУ) КМ551УД1А [Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989, 240 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека; вып.1143), с.50-53], четыре пороговых устройства 4.1 - 4.4, выполненных на ИМС К155ТЛ1 или К554СА2 по схеме триггера Шмитта или компаратора соответственно [Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989, 240 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека; вып.1143), с.56-57, 122], две логические схемы НЕ (отрицания) 5.1 и 5.2, выполненные в виде типовых инверторов на цифровых ИМС, например ИМС К155ЛН1, две логические схемы И 6.1 и 6.2, выполненные на типовых цифровых ИМС, например, ИМС К155ЛИ5, логическая схема ИЛИ 7, выполненная на типовой цифровой ИМС, например, ИМС К155ЛЛ1 [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - C.27, 40, 46 - (Массовая радиобиблиотека. Вып.1111)], устройство индикации отказов 8, которое может быть выполнено в цифровом виде на ИМС КР514ИД1 [Воробьев В.П., Сенин К.В. Интегральные микросхемы производства СССР и их зарубежные аналоги: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990, с.198] и типовом светодиодном индикаторе [Хейзерман Д. Применение интегральных схем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984, с.91], причем входы элементов сравнения ЭС 2.1 и 2.2 подключены к входу РЭ 1, а выходы - к соответствующим ВУ 3.1 и 3.2, входы которых подсоединены к выходу РЭ 1, к входам первого ПУ 4.1 и второго ПУ 4.2 подсоединены выходы РЭ 1, при этом к выходам первого и второго ВУ 3.1 и 3.2 подключены соответственно последовательно соединенные третье ПУ 4.3, первый логический элемент И 6.1, элемент ИЛИ 7 и УИО 8, и четвертое ПУ 4.4, второй логический элемент И 6.2, логический элемент ИЛИ 7 и УИО 8, а к выходам первого и второго ПУ 4.1 и 4.2 подсоединены соответственно третье ВУ 3.3 и второй вход УИО 8, и второй вход третьего ВУ 3.3 и первый элемент НЕ 5.1, к которому подключены третий вход УИО 8, при этом к входу второго элемента НЕ 5.2 подсоединен выход третьего ВУ 3.3, а к выходу - второй вход первого логического элемента И 6.1 и второй вход второго логического элемента И 6.2.
Таким образом, заявленное устройство обнаружения отказов в резервированной системе обеспечивает формирование сигналов оповещения не только о фактах отказа рабочего элемента системы, но и о направлениях изменения (скачках) параметров рабочего элемента системы - вверх (типа короткого замыкания) или вниз (типа обрыв соединения), а также их плавного изменения такого же характера, что позволяет сократить время поиска и устранения неисправностей в резервированной системе.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам предлагаемого устройства обнаружения отказов в резервированной системе. Выбор из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к сформулированному техническому результату признаков в заявленном устройстве обнаружения отказов, которые изложены в формуле изобретения. Поэтому заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».
Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень» проведены поиск и анализ известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с признаками предлагаемого устройства обнаружения отказов в резервированной системе. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем. Заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
дополнение известного средства каким-либо известным блоком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата;
замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата;
увеличение однотипных элементов для достижения сформулированного технического результата;
создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены по известным правилам, а достигнутый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связями между ними.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Изобретательский уровень».
Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его существования, работоспособность и воспроизводимость, так как для реализации заявляемого технического решения могут быть использованы известные материалы и оборудование.
Рассмотрим работу устройства обнаружения отказов в резервированной системе. Для понимания существа работы устройства достаточно подробно рассмотреть только функционирование ветви, состоящей из РЭ 1 и ЭС 2.1, и подключенных к их выходам элементов, так как РЭ 1 совместно с ЭС 2.2 работает аналогичным образом. Поэтому на фиг.2 показаны эпюры напряжений только первой ветви. Рабочий элемент 1 и элементы сравнения 2.1 и 2.2 работают одновременно (так называемый нагруженный резерв). Сигнал с выхода РЭ 1 U (случайная реализация сигнала) подается одновременно на входы ВУ 3.1 и 3.2, на другие входы которых поступают сигналы с ЭС 2.1 (Uэc1) и 2.2 (Uэc2) соответственно, а также на входы ПУ 4.1 и 4.2. Пороговое устройство 4.1 имеет порог срабатывания Uвс и порог отключения Uвo, которые определяют верхнюю границу допустимого отклонения параметра РЭ 1 Δ, а пороговое устройство 4.2 - пороги Uнс и Uно, определяющие нижнюю границу допустимого отклонения параметра РЭ 1 Δ. На выходе ВУ 3.1 формируется сигнал Uву1=Uрэ-Uэс1, а на выходе ВУ 3.2 - Uву2=Uрэ-Uэс2, которые поступают на ПУ 4.3 и 4.4 соответственно. При превышении этими сигналами порога сравнения ε на выходе ПУ 4.3 и 4.4 формируются импульсы высокого уровня Uпу3 (Uпу4) (логическая единица). Эти импульсы подаются на вторые входы логических элементов И 6.1 и 6.2 соответственно. Сами по себе эти импульсы несут информацию только об отказе какого-либо элемента (РЭ или ЭС) в соответствующей ветви сравнения, так как порог сравнения ε может быть превышен как в случае отказа РЭ, так и при отказе ЭС. Если произошел отказ РЭ, то при превышении значением параметра РЭ пределов допустимого отклонения Δ вверх на выходе ПУ 4.1 формируется положительный скачок единичной амплитуды Uпу1, а при снижении ниже Δ - отрицательный скачок Uпу2, поступающие на первый и второй входы вычитающего устройства 3.3. На выходе этого ВУ 3.3 формируется последовательность единичных импульсов Uву3, которая после инвертирования (отрицания) элементом НЕ 5.2 (Uне2) подается на первые входы логических элементов И 6.1 и 6.2 соответственно. С выходов элементов И 6.1 и 6.2 импульсы через логический элемент ИЛИ 7 поступают на первый вход УИО и преобразуются в сигналы (световые, звуковые или комбинированные), несущие информацию об отказе элементов в соответствующей ветви сравнения (в ветви РЭ-ЭС 1 или РЭ-ЭС 2). Положительные импульсы с выхода ПУ 4.1 поступают на второй вход УИО и индицируются как отказы РЭ типа «короткое замыкание», то есть как скачок параметра РЭ вверх, а импульсы с выхода элемента НЕ 5.1 подаются на третий вход УИО 8 и отображаются как отказы типа «обрыв соединения», то есть как скачок параметра РЭ вниз. Таким во время функционирования резервированной системы на устройстве индикации отказов отображается информация как о самом факте отказа системы, так и о направлении выхода значений параметра РЭ за пределы допустимого диапазона вверх или вниз.
Для исследования характеристик предлагаемого устройства обнаружения отказов на основе структурной схемы (фиг.1) было проведено математическое имитационное моделирование процесса его функционирования с использованием пакета прикладных программ (ППП) Mathcad, а также машинное макетирование предлагаемого устройства с использованием ППП Samsim. С их использованием были оценены вероятности обнаружения отказов предлагаемым устройством обнаружения, пороговые устройства которого построены на базе триггера Шмитта, а логические элементы НЕ, И, ИЛИ на ИМС 155 серии [Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - c.27, 40-46 - (Массовая радиобиблиотека. Вып.1111)]. При этом в качестве характеристик устройства обнаружения рассматривались относительная ширина порога допустимых изменений параметров РЭ Δ σ
Figure 00000003
и относительная ширина порога обнаружения отказов в УОО на принципе мажоритарной логики ε σ
Figure 00000004
, а работа устройства обнаружения отказов исследовалась в два этапа: на первом этапе оценивались вероятностные показатели прототипа; на втором этапе моделировалось функционирование предложенного устройства обнаружения отказов в резервированной системе.
Вероятность обнаружения отказов прототипом (обнаружителем, построенным на принципе мажоритарной логики) Ро определяется по формуле [Г.А.Шевцов, Е.М.Шеремет. Логическое резервирование. - Л.: Издательство Львовского университета, 1973, с.50]
P o 1 A ( n , s , ε ) 1 2 Ф 0 ( Δ σ y ) 1 2 Ф 0 ( Δ σ ) ,
Figure 00000005
где n, s, ε - число элементов сравнения, число разностей выходных сигналов РЭ и ЭС, удовлетворяющих условию их одинакового состояния, и порог определения этого условия соответственно;
A(n,s,ε) - параметр, зависящий от выбранных значений n, s, ε и закона распределения величин X o = | X m x |
Figure 00000006
;
Δ, σ, σy - допустимый предел отклонения выходного параметра Х РЭ от математического ожидания mx, при котором считается, что РЭ работает безотказно, среднеквадратическое отклонение (СКО) величин X o = | X m x |
Figure 00000007
и СКО условной плотности распределения вероятностей величин X o
Figure 00000008
, найденной в предположении, что не более чем s разностей выходных сигналов РЭ и ЭС не удовлетворят условию их одинакового состояния, соответственно;
Ф 0 ( x ) = 1 2 π 02 x e u 2 2 d u
Figure 00000009
- табулированный интеграл Лапласа-Гаусса.
При статистическом моделировании функционирования заявленного устройства обнаружения отказов в резервированной системе выходной сигнал РЭ представлялся нестационарным случайным процессом, имеющим нормальное распределение с переменными значениями математического ожидания и СКО, соответствующими состояниям устойчивой работы и отказам типа «короткое замыкание» и «обрыв соединения». Значения порогов обнаружения изменения параметров РЭ вверх и вниз выбирались соответственно равными Uв=(mрэ+3σрэ) и Uн=(mрэ+3σрэ), где mрэ, σрэ - среднее значение и СКО выходного сигнала РЭ соответственно.
Результаты расчетов и моделирования приведены в таблице, где представлены значения вероятностей обнаружения отказов предложенным устройством обнаружения отказов в резервированной системе и прототипом для различных типов отказов рабочего элемента.
Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет с высокой вероятностью (0.9-0.95) обнаруживать и идентифицировать такие отказы рабочего элемента, как скачки его выходных параметров вверх (типа короткого замыкания) или вниз (типа обрыв соединения), а также их плавное изменение такого же характера, и формировать (индицировать) сигналы о таких типах отказов, что превышает возможности прототипа по распознаванию типа отказов РЭ. Заявленное устройство может быть использовано не только для индикации отказов, но и для поиска неисправностей. При этом следует ожидать сокращения времени восстановления работоспособности отказавшего элемента за счет уменьшения временных затрат на поиск неисправностей.
Изложенные сведения свидетельствуют о возможности выполнения при реализации заявленного устройства обнаружения отказов в резервированной системе следующей совокупности условий:
предлагаемое устройство обнаружения отказов в резервированной системе при его реализации позволит обеспечить формирование сигналов оповещения не только о фактах отказа рабочего элемента системы, но и о направлениях изменения (скачках) параметров рабочего элемента системы - вверх (типа короткого замыкания) или вниз (типа обрыв соединения), а также их плавного изменения такого же характера, что позволяет сократить время поиска и устранения неисправностей в резервированной системе;
показана возможность реализации на практике заявленного устройства обнаружения отказов в резервированной системе в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
предлагаемое устройство обнаружения отказов в резервированной системе при его разработке способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Figure 00000010

Claims (1)

  1. Устройство обнаружения отказов в резервированной системе, содержащее рабочий элемент (РЭ), два вычитающих устройства (ВУ) и два элемента сравнения, входы которых подключены к входу РЭ, а выходы - к соответствующим ВУ, входы которых подсоединены к выходу РЭ, отличающееся тем, что в него введены третье ВУ, четыре пороговых устройства (ПУ), два элемента НЕ, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и устройство индикации отказов (УИО), причем ко входам первого ПУ и второго ПУ подсоединены выходы РЭ, при этом к выходам первого и второго ВУ подключены соответственно последовательно соединенные третье ПУ, первый логический элемент И, элемент ИЛИ и УИО, и четвертое ПУ, второй логический элемент И, логический элемент ИЛИ и УИО, а к выходам первого и второго ПУ подсоединены соответственно третье ВУ и второй вход УИО, и второй вход третьего ВУ и первый элемент НЕ, к которому подключены третий вход УИО, при этом к входу второго элемента НЕ подсоединен выход третьего ВУ, а к выходу - второй вход первого логического элемента И и второй вход второго логического элемента И.
RU2011126465/11A 2011-06-27 2011-06-27 Устройство обнаружения отказов в резервированной системе RU2487389C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126465/11A RU2487389C2 (ru) 2011-06-27 2011-06-27 Устройство обнаружения отказов в резервированной системе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011126465/11A RU2487389C2 (ru) 2011-06-27 2011-06-27 Устройство обнаружения отказов в резервированной системе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011126465A RU2011126465A (ru) 2013-01-10
RU2487389C2 true RU2487389C2 (ru) 2013-07-10

Family

ID=48788441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011126465/11A RU2487389C2 (ru) 2011-06-27 2011-06-27 Устройство обнаружения отказов в резервированной системе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487389C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565417C1 (ru) * 2014-06-10 2015-10-20 Александр Михайлович Мальцев Способ резервирования систем с использованием методов нечеткой логики
RU2604335C2 (ru) * 2015-04-20 2016-12-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ резервирования систем и устройство его реализации
RU2669140C1 (ru) * 2017-10-02 2018-10-08 Михаил Федорович Волобуев Способ управления дублированной системой с использованием методов нечеткой логики
RU2700717C1 (ru) * 2019-03-11 2019-09-19 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Способ контроля безотказности технических систем по результатам испытаний элементов

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SI3790762T1 (sl) * 2018-05-04 2024-05-31 H55 Sa Sistem za nadzor baterije in postopek za električna ali hibridna letala

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128854C1 (ru) * 1996-08-30 1999-04-10 Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова Система поддержки экипажа в опасных ситуациях
RU2210806C2 (ru) * 2000-04-11 2003-08-20 Серпуховский военный институт ракетных войск Адаптивное резервированное устройство
RU2339547C1 (ru) * 2007-03-27 2008-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова" Автоматизированная высокоинтеллектуальная система обеспечения безопасности полетов летательного аппарата
US7616004B1 (en) * 2004-10-25 2009-11-10 The United States Of America As Represented By The Department Of The Navy Backplane tester and method of use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128854C1 (ru) * 1996-08-30 1999-04-10 Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова Система поддержки экипажа в опасных ситуациях
RU2210806C2 (ru) * 2000-04-11 2003-08-20 Серпуховский военный институт ракетных войск Адаптивное резервированное устройство
US7616004B1 (en) * 2004-10-25 2009-11-10 The United States Of America As Represented By The Department Of The Navy Backplane tester and method of use
RU2339547C1 (ru) * 2007-03-27 2008-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова" Автоматизированная высокоинтеллектуальная система обеспечения безопасности полетов летательного аппарата

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565417C1 (ru) * 2014-06-10 2015-10-20 Александр Михайлович Мальцев Способ резервирования систем с использованием методов нечеткой логики
RU2604335C2 (ru) * 2015-04-20 2016-12-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ резервирования систем и устройство его реализации
RU2669140C1 (ru) * 2017-10-02 2018-10-08 Михаил Федорович Волобуев Способ управления дублированной системой с использованием методов нечеткой логики
RU2700717C1 (ru) * 2019-03-11 2019-09-19 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Способ контроля безотказности технических систем по результатам испытаний элементов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011126465A (ru) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2487389C2 (ru) Устройство обнаружения отказов в резервированной системе
Mao et al. H∞ fault detection filter design for networked control systems modelled by discrete Markovian jump systems
Salahshoor et al. Centralized and decentralized process and sensor fault monitoring using data fusion based on adaptive extended Kalman filter algorithm
CN104715121A (zh) 基于三模冗余的防御硬件木马威胁的电路安全性设计方法
Catelani et al. Evaluation of the Safe Failure Fraction for an electromechanical complex system: remarks about the standard IEC61508
US9343894B2 (en) Method and device for monitoring a device equipped with a microprocessor
Allen Probabilities associated with a built-in-test system, focus on false alarms
Rakipi et al. Integrity monitoring in navigation systems: Fault detection and exclusion RAIM algorithm implementation
Daigle et al. A qualitative event-based approach to continuous systems diagnosis
Patton et al. Reliable fault diagnosis scheme for a spacecraft attitude control system
Panteli et al. Design of dependable and secure system integrity protection schemes
RU2551813C1 (ru) Устройство управления резервированной с выбором среднего арифметического значения выходных параметров системой
Pavlov et al. Application of a new class cumulative lifetime distribution to software reliability analysis
RU2451995C1 (ru) Устройство управления резервированной с помощью мажоритарных элементов системой
Bulba et al. Classification and research of the reactor protection instrumentation and control system functional safety Markov models in a normal operation mode
Ahangari et al. Analysis of design parameters in safety-critical computers
Lin et al. Multi-sensor hybrid fusion algorithm based on adaptive square-root cubature Kalman filter
RU2563798C1 (ru) Устройство восстановления работоспособности резервированной системы с помощью мажоритарных элементов
Vento et al. Set-membership parity space hybrid system diagnosis
Zhao et al. Multisensor fault identification scheme based on decentralized sliding mode observers applied to reconfigurable manipulators
Arogeti et al. Mode tracking of hybrid systems in FDI framework
Faller et al. Fault injection software tools and robust design principles for reliability and safety in measurement science education
RU2493586C2 (ru) Устройство восстановления работоспособности системы, резервированной с помощью мажоритарных элементов
Ye et al. A new approach for fault detection of networked control systems
Pourbabaee et al. Sensor fault detection and isolation using multiple robust filters for linear systems with time-varying parameter uncertainty and error variance constraints

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140628