SU408281A1 - Резервированное звено системы автоматического - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и может быть применено в системах автоматического управлени  (САУ) полетом и .посадкой летательных аппаратов.

Дл  обеспечени  безопасности полета летательного аппарата особенно при автоматическом заходе па посадку и посадке примен ют высоконадежные САУ, состо щие из резервированных звеньев. В большинстве случаев обеспечить безопасность удаетс  простым удвоением количества элементов звена, т. е. дублированием. Однако при отказе одного из дублированных элементов звепа часто невозможно определить какой именно элемент отказал. В полете это может привести к аварийной ситуации, например в том случае, если отказал один из дублированных элементов САУ, дающих информацию о положении самолета в пространстве (гировертикали, высотомеры и т. д.). Дл  повышени  безопасности полета в таких случа х примен ют звень  САУ, информаци  от которых остаетс  достоверной после отказа одного из резервированных звеньев.

Известно резервированное звено САУ такого типа. Звено состоит из двух основных (однотипных ) элементов (например, из гировертикалей ), дающих информацию об изменении входного возмущени  (крена, тангажа), селектора уровн , блока сравнени , интегратора

и дополнительного элемента (например, датчика угловой скорости), дающего информацию о скорости изменени  входного возмущени .

Интегратор и элемент, дающий информацию о скорости изменени  входного возмущени , представл ют собой аналог элемента, дающего информацию об изменении входного возмущени .

Однако при некоторых видах отказов основных элементов интегратор подстраиваетс  под сигнал отказавшего элемента и выдаетс  ложна  информаци . Цель изобретени  - повышение надежности работы резервированного звена.

Дл  этого предлагаемое звено дополнительно содержит два ключа, два сравнивающих устройства и устройства выбора наибольшего и наименьшего сигналов, входы которых соединены с выходами датчиков входных сигналов , а выходы через сравнивающие устройства и ключи - с соответствующими входами интегратора, выход которого подключен к одним из входов сравнивающих устройств.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого резервированного звена.

Устройство содержит два датчика 1 входных сигналов, дающих информацию Xi и Xz об изменении входного возмущени  X; датчик 2, дающий информацию X о скорости из

менени  входного возмущени  X; устройство 3, выбирающее из двух сигналов ианменьщий; устройство 4, выбирающее из двух сигналов наибольщий; сравнивающие устройства 5 и 6; ключ 7 (например, диод), замыкающий цепь при по влении на его входе положительного сигнала; ключ 8 (например, диод), замыкающий цепь при по влении на его входе отрицательного сигнала; интегратор 9.

Устройство работает следующим образом.

.Пусть оба датчика исправны и их выходные сигналы равны Xi и Xz. Принимают ,

т. е. Лмин -Л2 л макс .

Если выходной сигнал Xs интегратора 9 будет больще или меньше выходных сигналов обоих датчиков 1, то начинает работать цепь подстройки, котора  будет стремитьс  сделать сигнал интегратора 9 равным сигналу одного из датчиков 1.

Подстройка осуществл етс  следующим образом .

В том случае, когда на выходе сравнивающего устройства 5 сигнал отрицательный (Xz-Аз 0, так как ), ключ 7 разомкнут и эта цепь подстройки не работает. (В качестве ключа 7 может быть применен обь1чный диод, подключенный анодом к выходу сравнивающего устройства 5.)

На выходе сравнивающего устройства 6 сигнал такнсе отрицательный (Xi-Аз 0, так как ) ключ 8 замкнут и выходной сигнал интегратора 9 начинает уменьщатьс , подстраива сь к сигналу Xi (при замкнутых ключах 7 или 8 интегратор 9 оказываетс  охваченным глубокой отрицательной обратной св зью, превращающей интегратор 9 в апериодическое звено). Параметры цепи подстройки (цепи отрицательной обратной св зи) желательно выбирать так, чтобы посто нна  времени апериодического звена была как можно Меньще. Уменьщение сигнала интегратора 9 Происходит до тех пор, пока не будет выполн тьс  сооТнощение .

Пусть это соотнощение выполн етс . Тогда КЛЮ1Ч 7 разомкнут, так как на выходе сравнивающего устройства 5 сигнал отрицательный или равен нулю (, так как ) и, следовательно, цепь подстройки не работает. Ключ 8 также разомкнут, так как на выходе сравнивающего устройства 6 сигнал положительный или равен нулю (Xi-Хз 0, так как , а значит эта цель подстройки отключена.

Таким образом, при исправной работе датчиков 1 выходной сигнал Хз интегратора 9 всегда или равен сигналу одного из датчиков 1 или его величина находитс  между величинами их выходных сигналов. Следовательно, в звене при исправной его работе имеютс  три достоверных сигнала, соответствующих входному возмущению X.

Пусть произощел отказ датчика скорости 2 и на его выходе по вилс  ложный сигнал, интегратор 9 начинает интегрировать этот сигнал , но как только перестанет выполн тьс 

соотношение () начинает работать цепь подстройки, котора  вновь сделает сигнал интегратора достоверным.

Рассматрива  работу звена в случае отказа одного из датчиков 1, принимают, что до отказа выполн лось соотнощение . Пусть Xi начнет увеличиватьс . Так как в этом случае выщеуказанное соотношение также выполн етс , то сигнал интегратора 9 не

мен етс  до какого бы значени  не увеличивалс  Xi и, следовательно, два сигнала (Xz и Хз) остались достоверным несмотр  на отказ одного из основных элементов. Пусть Xi начнет уменьшатьс . Как только

Xi станет меньще Хз на выдаче сравнивающего устройства 6 сигнал станет отрицательным (, так как ), ключ 8 замкнет цепь подстройки и выходной сигнал Хз интегратора 9 будет уменьщатьс  почти с той же

скоростью, что и Xi. Изменение сигнала з интегратора 9 будет происходить до тех пор, пока Xi не станет меньще Xz. Как только это произойдет будет выполнено соотнощение и подстройка прекратитс . Сигнал интегратора 9 не будет больще мен тьс , до какого бы значени  не уменьшалс  сигнал Xi, а следовательно, остались достоверными два сигнала (Х и Хз) несмотр  на отказ одного из датчиков 1.

Рассматрива  последний случай, считают, что все три сигнала достоверны, т. е. Al ().

Пусть произошел такой отказ одного из датчиков 1, что его выходной сигнал остаетс  неизменным Ji const при любых входных возмущени х .

Пусть затем начнет измен тьс  входное возмущение. Выходной сигнал Xz исправного датчика 1 станет мен тьс . При изменении

входного возмущени  на выходе датчика скорости 2 по витс  сигнал X, соответствующий скорости изменени  входного возмущени .

Так как выполн етс  вышеуказанное соотнощение , то цепи подстройки отключены и интегратор 9 начнет интегрировать сигнал датчика скорости 2. Выходной сигнал интегратора начнет измен тьс  в соответствии с изменением входного возмущени  и, следовательно , нес.мотр  на отказ одного из датчиков 1

вновь имеютс  два достоверных сигнала. Таким образом, любой одиночный отказ датчиков 1, 2 не выводит из стро  резервированное звено. Это позвол ет при подключении к звену пороговых устройств определить какой элемент звена отказал.

Звено наиболее целесообразно примен ть в тех случа х, когда требуетс  работоспособность звена после первого отказа, но невозможна установка на самолете третьего датчика 1 (например, на легких самолетах).

Предмет изобретени 

Резервированное звено системы автоматического управлени , содержащее два датчик

входного сигнала и датчик скорости изменени  входного сигнала, соединенный с одним из входов интегратора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы резервированного звена, оно дополнительно содержит два ключа, два сравнивающих устройства и устройства выбора наибольщего и наименьшего сигналов, входы которых соединены с выходами датчиков входных сигналов , а выходы через сравнивающие устройства и ключи - с соответствующими входами интегратора, выход которого подключен к одним из входов сравнивающих устройств.