四余度信號(hào)監(jiān)控方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電傳飛行控制系統(tǒng)故障監(jiān)控，尤其涉及一種四余度信號(hào)故障監(jiān)控的三道門方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電傳飛行控制系統(tǒng)的應(yīng)用，給優(yōu)化飛機(jī)性能，減輕駕駛員負(fù)擔(dān)提供了契機(jī)，但也帶來(lái)了一定風(fēng)險(xiǎn)。例如，電傳飛行控制系統(tǒng)中飛行控制計(jì)算機(jī)或傳感器的失效會(huì)使飛機(jī)立即處于不可控制狀態(tài)。為了解決此問(wèn)題，電傳飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中普遍采用多余度容錯(cuò)體系架構(gòu)。即從飛控計(jì)算機(jī)、傳感器到作動(dòng)器的配置都存在余度。
[0003]余度管理技術(shù)是電傳飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。其目的是提高電傳飛行控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，保證電傳飛控系統(tǒng)在余度部件故障時(shí)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出故障，診斷故障類型，隨后對(duì)故障進(jìn)行處理并完成系統(tǒng)重構(gòu)。確保系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將系統(tǒng)的性能損失降低到最小，從而保證飛行安全。
[0004]在有人駕駛飛機(jī)電傳飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，基本上都采用了四余度的體系架構(gòu)。對(duì)余度信號(hào)故障的監(jiān)控主要通過(guò)余度信號(hào)間的差值是否超過(guò)門限值來(lái)確定。若門限值設(shè)置過(guò)高，易導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能檢測(cè)到，從而在系統(tǒng)工作時(shí)引入錯(cuò)誤信號(hào)；若門限值設(shè)置過(guò)低，易導(dǎo)致將正確信號(hào)錯(cuò)誤判斷為故障信號(hào)，故障降級(jí)快。
[0005]為了解決門限值選大及選小的矛盾問(wèn)題，目前在電傳飛行控制系統(tǒng)余度管理中采用了變門限的設(shè)計(jì)思路，即根據(jù)信號(hào)的大小將門限分段。如圖1所示，在信號(hào)較小(小于II)時(shí)，采用下門限LI ;在信號(hào)較大(大于12)時(shí)，采用上門限L2;在信號(hào)處于LI和L2之間時(shí)，門限值隨著信號(hào)值的增大而線性增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，雖然余度信號(hào)間的誤差會(huì)受信號(hào)大小因素影響，但受信號(hào)大小的影響較小，而是受環(huán)境因素影響較大。因此變門限的策略并不能解決監(jiān)控門限選大、選小之間的矛盾，并且由于變門限使得監(jiān)控門限范圍較寬，使得它同時(shí)引入了大小門限共同的問(wèn)題。
[0007]有鑒于此，本公開旨在提供一種四余度信號(hào)故障監(jiān)控的三道門方法。
[0008]根據(jù)本公開的一方面，提供一種四余度信號(hào)監(jiān)控方法。該方法包括:為四余度信號(hào)監(jiān)控設(shè)置三道監(jiān)控門限，即，具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3 ;當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定該信號(hào)永久故障，放棄使用；當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定該信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及當(dāng)所確定的異常信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，重新確定該信號(hào)為正常。
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該監(jiān)控方法還可以包括:當(dāng)該四余度信號(hào)出現(xiàn)一次故障后，將回歸門LI的值設(shè)置為與封存門L2的值相同，表決監(jiān)控算法不變。
[0010]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該監(jiān)控方法還可以包括:當(dāng)該四余度信號(hào)出現(xiàn)二次故障或二次異常后，取消回歸門LI以及封存門L2。
[0011]根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供一種四余度信號(hào)監(jiān)控裝置。該裝置包括:輸入單元，用于輸入四余度信號(hào)；監(jiān)控單元，用于使用三道監(jiān)控門限監(jiān)控四余度信號(hào)，三道監(jiān)控門限為具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3;以及輸出單元，用于輸出監(jiān)控單元的監(jiān)控結(jié)果，其中，當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元確定信號(hào)永久故障，放棄使用；當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元確定信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及當(dāng)所確定的異常信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元重新確定信號(hào)為正常。
[0012]根據(jù)本公開的四余度信號(hào)監(jiān)控方法能夠解決余度信號(hào)誤用以及錯(cuò)誤判故的問(wèn)題，并減小余度信號(hào)偏移時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響，減緩余度信號(hào)降級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是示意性示出現(xiàn)有余度信號(hào)監(jiān)控的變門限策略的原理的曲線圖。
[0014]圖2是示出根據(jù)本公開實(shí)施例的余度信號(hào)監(jiān)控的三道門方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合圖2對(duì)本公開進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是示出根據(jù)本公開實(shí)施例的余度信號(hào)監(jiān)控的三道門方法的示意圖。
[0016]如圖2所示，為四余度信號(hào)監(jiān)控設(shè)置三道監(jiān)控門限。即，具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3。
[0017]在使用這三道門對(duì)四余度信號(hào)的監(jiān)控中，使用如下監(jiān)控方法。
[0018]當(dāng)四余度信號(hào)中的某個(gè)信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定該信號(hào)永久故障，放棄使用該信號(hào)。第一預(yù)定時(shí)間例如但不限于12.5ms、20ms等。故障門L3的具體值可以根據(jù)系統(tǒng)要求確定。例如，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)確定故障門L3。該表決值是最近的有效表決值。
[0019]當(dāng)四余度信號(hào)中的某個(gè)信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定該信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用該信號(hào)。第二預(yù)定時(shí)間例如但不限于12.5ms、20ms等。第二預(yù)定時(shí)間可以與第一預(yù)定時(shí)間的設(shè)置相同也可以不同，依具體需要而定。封存門L2的具體值可以根據(jù)系統(tǒng)要求確定。例如，可以根據(jù)傳感器之間的差值對(duì)系統(tǒng)的影響的可接受程度來(lái)確定封存門L2。
[0020]當(dāng)所確定的異常信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，重新確定該信號(hào)為正常。第三預(yù)定時(shí)間例如但不限于12.5ms、20ms等。第三預(yù)定時(shí)間可以與第一、二預(yù)定時(shí)間的設(shè)置相同也可以不同，依具體需要而定?；貧w門LI的具體值可以根據(jù)系統(tǒng)要求確定。例如，可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)傳感器測(cè)量正常情況下的誤差范圍來(lái)確定門回歸門LI。
[0021]根據(jù)以上方案，通過(guò)多門限的方法克服了余度管理中單一門限所表現(xiàn)的問(wèn)題，提供了信號(hào)初步隔離后恢復(fù)使用的機(jī)制，提高了信號(hào)使用的可靠性，減緩了故障降級(jí)的速度。
[0022]進(jìn)一步地，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)四余度信號(hào)出現(xiàn)一次故障后，可以將回歸門LI的值設(shè)置為與封存門L2的值相同。然后，繼續(xù)使用上面描述的表決監(jiān)控算法進(jìn)行監(jiān)控。這能夠進(jìn)一步減緩故障降級(jí)的速度。
[0023]進(jìn)一步地，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)四余度信號(hào)出現(xiàn)二次故障或二次異常后，可以取消回歸門LI以及封存門L2，僅保留故障門L3。這能夠進(jìn)一步減緩故障降級(jí)的速度，不輕易放棄任何一個(gè)余度信號(hào)。
[0024]此外，本公開還可以提供一種四余度信號(hào)監(jiān)控裝置(圖中未示出)。該裝置可以包括:輸入單元，用于輸入四余度信號(hào)；監(jiān)控單元，用于使用三道監(jiān)控門限監(jiān)控四余度信號(hào)，三道監(jiān)控門限為具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3 ;以及輸出單元，用于輸出監(jiān)控單元的監(jiān)控結(jié)果。當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元可以確定信號(hào)永久故障，放棄使用；當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元可以確定信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及當(dāng)所確定的異常信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，監(jiān)控單元可以重新確定信號(hào)為正常。與上述方法相類似，這里不再進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]綜上所述，本公開基于矛盾分離的原理，將傳統(tǒng)的單門限分解為三門限，實(shí)現(xiàn)了余度信號(hào)的分層監(jiān)控。通過(guò)對(duì)余度異常信號(hào)的局部隔離，實(shí)現(xiàn)了余度信號(hào)使用的可靠性；同時(shí)又通過(guò)對(duì)異常信號(hào)的“復(fù)檢”、“觀察確認(rèn)”的方法降低余度故障的虛警，減緩了余度信號(hào)的降級(jí)。通過(guò)高余度及余度降級(jí)后門限的變換保障了高余度信號(hào)采集的精度，同時(shí)減緩了余度信號(hào)的故障降級(jí)速度。
[0026]以上所述，僅為本公開的具體實(shí)施例，但本公開的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本公開揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四余度信號(hào)監(jiān)控方法，包括: 為四余度信號(hào)監(jiān)控設(shè)置三道監(jiān)控門限，即，具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3 ; 當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定所述信號(hào)永久故障，放棄使用； 當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定所述信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及 當(dāng)所確定的異常信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，重新確定所述信號(hào)為正常。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控方法，還包括: 當(dāng)所述四余度信號(hào)出現(xiàn)一次故障后，將回歸門LI的值設(shè)置為與封存門L2的值相同，表決監(jiān)控算法不變。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)控方法，還包括: 當(dāng)所述四余度信號(hào)出現(xiàn)二次故障或二次異常后，取消回歸門LI以及封存門L2。4.一種四余度信號(hào)監(jiān)控裝置，包括: 輸入單元，用于輸入四余度信號(hào)； 監(jiān)控單元，用于使用三道監(jiān)控門限監(jiān)控所述四余度信號(hào)，所述三道監(jiān)控門限為具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3 ;以及 輸出單元，用于輸出所述監(jiān)控單元的監(jiān)控結(jié)果，其中， 當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，所述監(jiān)控單元確定所述信號(hào)永久故障，放棄使用； 當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，所述監(jiān)控單元確定所述信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及 當(dāng)所確定的異常信號(hào)與最近有效表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，所述監(jiān)控單元重新確定所述信號(hào)為正常。
【專利摘要】提供一種四余度信號(hào)監(jiān)控方法和裝置。該方法包括：為四余度信號(hào)監(jiān)控設(shè)置三道監(jiān)控門限，即，具有最小門限值的回歸門L1、具有中間門限值的封存門L2以及具有最大門限值的故障門L3；當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值大于故障門L3連續(xù)超過(guò)第一預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定信號(hào)永久故障，放棄使用；當(dāng)四余度信號(hào)其中一信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值大于封存門L2連續(xù)超過(guò)第二預(yù)定時(shí)間時(shí)，確定信號(hào)異常，暫時(shí)放棄使用；以及當(dāng)所確定的異常信號(hào)與表決值的差的絕對(duì)值回到回歸門L1內(nèi)連續(xù)超過(guò)第三預(yù)定時(shí)間時(shí)，重新確定信號(hào)為正常。該監(jiān)控方法實(shí)現(xiàn)了余度信號(hào)故障的初斷、確認(rèn)過(guò)程，降低了故障診斷的虛警與誤警，保障了高余度信號(hào)采集的精度，同時(shí)減緩了余度信號(hào)的故障降級(jí)速度。
【IPC分類】G05B9/03
【公開號(hào)】CN105116717
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510493188
【發(fā)明人】杜永良
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日