四余度信號監(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)化飛機性能，減輕駕駛員負擔提供了契機，但也帶來了一定風(fēng)險。例如，電傳飛行控制系統(tǒng)中飛行控制計算機或傳感器的失效會使飛機立即處于不可控制狀態(tài)。為了解決此問題，電傳飛行控制系統(tǒng)設(shè)計中普遍采用多余度容錯體系架構(gòu)。即從飛控計算機、傳感器到作動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)在余度部件故障時能夠?qū)崟r檢測出故障，診斷故障類型，隨后對故障進行處理并完成系統(tǒng)重構(gòu)。確保系統(tǒng)發(fā)生故障時，將系統(tǒng)的性能損失降低到最小，從而保證飛行安全。
[0004]在有人駕駛飛機電傳飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計中，基本上都采用了四余度的體系架構(gòu)。對余度信號故障的監(jiān)控主要通過余度信號間的差值是否超過門限值來確定。若門限值設(shè)置過高，易導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能檢測到，從而在系統(tǒng)工作時引入錯誤信號；若門限值設(shè)置過低，易導(dǎo)致將正確信號錯誤判斷為故障信號，故障降級快。
[0005]為了解決門限值選大及選小的矛盾問題，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)計思路，即根據(jù)信號的大小將門限分段。如圖1所示，在信號較小(小于II)時，采用下門限LI ;在信號較大(大于12)時，采用上門限L2;在信號處于LI和L2之間時，門限值隨著信號值的增大而線性增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，雖然余度信號間的誤差會受信號大小因素影響，但受信號大小的影響較小，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，使得它同時引入了大小門限共同的問題。
[0007]有鑒于此，本公開旨在提供一種四余度信號故障監(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監(jiān)控方法。該方法包括:為四余度信號監(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 ;當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，確定該信號永久故障，放棄使用；當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，確定該信號異常，暫時放棄使用；以及當所確定的異常信號與最近有效表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，重新確定該信號為正常。
[0009]根據(jù)一個實施例，該監(jiān)控方法還可以包括:當該四余度信號出現(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)另一個實施例，該監(jiān)控方法還可以包括:當該四余度信號出現(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)本公開的另一個方面，提供一種四余度信號監(jiān)控裝置。該裝置包括:輸入單元，用于輸入四余度信號；監(jiān)控單元，用于使用三道監(jiān)控門限監(jiān)控四余度信號，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，當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，監(jiān)控單元確定信號永久故障，放棄使用；當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，監(jiān)控單元確定信號異常，暫時放棄使用；以及當所確定的異常信號與最近有效表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，監(jiān)控單元重新確定信號為正常。
[0012]根據(jù)本公開的四余度信號監(jiān)控方法能夠解決余度信號誤用以及錯誤判故的問題，并減小余度信號偏移時對系統(tǒng)的影響，減緩余度信號降級。
【附圖說明】
[0013]圖1是示意性示出現(xiàn)有余度信號監(jiān)控的變門限策略的原理的曲線圖。
[0014]圖2是示出根據(jù)本公開實施例的余度信號監(jiān)控的三道門方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合圖2對本公開進行詳細描述。圖2是示出根據(jù)本公開實施例的余度信號監(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]在使用這三道門對四余度信號的監(jiān)控中，使用如下監(jiān)控方法。
[0018]當四余度信號中的某個信號與表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，確定該信號永久故障，放棄使用該信號。第一預(yù)定時間例如但不限于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)驗值來確定故障門L3。該表決值是最近的有效表決值。
[0019]當四余度信號中的某個信號與表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，確定該信號異常，暫時放棄使用該信號。第二預(yù)定時間例如但不限于12.5ms、20ms等。第二預(yù)定時間可以與第一預(yù)定時間的設(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系統(tǒng)的影響的可接受程度來確定封存門L2。
[0020]當所確定的異常信號與表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，重新確定該信號為正常。第三預(yù)定時間例如但不限于12.5ms、20ms等。第三預(yù)定時間可以與第一、二預(yù)定時間的設(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，可以通過統(tǒng)計傳感器測量正常情況下的誤差范圍來確定門回歸門LI。
[0021]根據(jù)以上方案，通過多門限的方法克服了余度管理中單一門限所表現(xiàn)的問題，提供了信號初步隔離后恢復(fù)使用的機制，提高了信號使用的可靠性，減緩了故障降級的速度。
[0022]進一步地，在一個實施例中，當四余度信號出現(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)控算法進行監(jiān)控。這能夠進一步減緩故障降級的速度。
[0023]進一步地，在一個實施例中，當四余度信號出現(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。這能夠進一步減緩故障降級的速度，不輕易放棄任何一個余度信號。
[0024]此外，本公開還可以提供一種四余度信號監(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；監(jiān)控單元，用于使用三道監(jiān)控門限監(jiān)控四余度信號，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。當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，監(jiān)控單元可以確定信號永久故障，放棄使用；當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，監(jiān)控單元可以確定信號異常，暫時放棄使用；以及當所確定的異常信號與最近有效表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，監(jiān)控單元可以重新確定信號為正常。與上述方法相類似，這里不再進行詳細描述。
[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，實現(xiàn)了余度信號的分層監(jiān)控。通過對余度異常信號的局部隔離，實現(xiàn)了余度信號使用的可靠性；同時又通過對異常信號的“復(fù)檢”、“觀察確認”的方法降低余度故障的虛警，減緩了余度信號的降級。通過高余度及余度降級后門限的變換保障了高余度信號采集的精度，同時減緩了余度信號的故障降級速度。
[0026]以上所述，僅為本公開的具體實施例，但本公開的保護范圍并不局限于此，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范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種四余度信號監(jiān)控方法，包括: 為四余度信號監(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 ; 當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，確定所述信號永久故障，放棄使用； 當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，確定所述信號異常，暫時放棄使用；以及 當所確定的異常信號與最近有效表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，重新確定所述信號為正常。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控方法，還包括: 當所述四余度信號出現(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: 當所述四余度信號出現(xiàn)二次故障或二次異常后，取消回歸門LI以及封存門L2。4.一種四余度信號監(jiān)控裝置，包括: 輸入單元，用于輸入四余度信號； 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，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， 當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，所述監(jiān)控單元確定所述信號永久故障，放棄使用； 當四余度信號其中一信號與最近有效表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，所述監(jiān)控單元確定所述信號異常，暫時放棄使用；以及 當所確定的異常信號與最近有效表決值的差的絕對值回到回歸門LI內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，所述監(jiān)控單元重新確定所述信號為正常。
【專利摘要】提供一種四余度信號監(jiān)控方法和裝置。該方法包括：為四余度信號監(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；當四余度信號其中一信號與表決值的差的絕對值大于故障門L3連續(xù)超過第一預(yù)定時間時，確定信號永久故障，放棄使用；當四余度信號其中一信號與表決值的差的絕對值大于封存門L2連續(xù)超過第二預(yù)定時間時，確定信號異常，暫時放棄使用；以及當所確定的異常信號與表決值的差的絕對值回到回歸門L1內(nèi)連續(xù)超過第三預(yù)定時間時，重新確定信號為正常。該監(jiān)控方法實現(xiàn)了余度信號故障的初斷、確認過程，降低了故障診斷的虛警與誤警，保障了高余度信號采集的精度，同時減緩了余度信號的故障降級速度。
【IPC分類】G05B9/03
【公開號】CN105116717
【申請?zhí)枴緾N201510493188
【發(fā)明人】杜永良
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月11日