四余度信號監(jiān)控表決方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及電傳飛行控制系統(tǒng)余度管理技術(shù)，尤其涉及一種四余度信號監(jiān)控表決 方法和設(shè)備。
【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(fù)擔(dān)提供了契機，但也帶 來了一定風(fēng)險。例如，傳統(tǒng)的機械式或液壓式操縱系統(tǒng)通常是逐漸失效的，而電傳飛行控制 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)，這使電傳操縱系 統(tǒng)的一些優(yōu)點變得沒有意義。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] 所謂余度技術(shù)就是引入多重（套）系統(tǒng)來執(zhí)行同一指令或是同一項工作的任務(wù)。 這些系統(tǒng)相互之間獨立在各自的運行通道。系統(tǒng)的通道數(shù)目（余度數(shù)）的增多能夠極大提 高任務(wù)的安全系數(shù)。
[0004] 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(jìn)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。
[0005] 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)。不同于二余度及三余度系統(tǒng)，四余度信號在余度管理時，復(fù)雜度極大提高，降低了電傳 飛行控制系統(tǒng)的運行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本公開旨在提供一種更加簡單且運行效率更高的四余度信號監(jiān)控表決方法。
[0007] 根據(jù)本公開的一方面，提供一種四余度信號監(jiān)控表決方法。設(shè)四余度信號為Y1、 Y2、Y3、Y4,該方法包括：在所有信號均正常的情況下，使用其中的三個信號Yl、Y2、Y3進(jìn)行 余度監(jiān)控與表決，將Y4作為備用信號；其中，在Y1、Y2、Y3信號均正常時，以Y1、Y2、Y3信號 的表決值Y0對Y4信號進(jìn)行監(jiān)控，以確定Y4信號是否正常；以及當(dāng)Yl、Y2、Y3信號發(fā)現(xiàn)異 常時，通過備用信號Y4對異常信號進(jìn)行輔助確定，以確認(rèn)故障。
[0008] 根據(jù)一個實施例，可以對信號Yl、Y2、Y3按照三余度策略進(jìn)行監(jiān)控與表決，如果未 發(fā)現(xiàn)信號異常，則可以輸出三余度的表決值Y0,并通過表決值Y0監(jiān)控Y4信號。
[0009] 根據(jù)另一個實施例，如果表決值Y0與Y4信號的差值的絕對值大于監(jiān)控門限L，則 可以確定Y4信號故障。
[0010] 根據(jù)另一個實施例，當(dāng)Y1、Y2、Y3信號發(fā)現(xiàn)異常時，通過備用信號Y4對異常信號進(jìn) 行輔助確定，以確認(rèn)故障可以包括：1)若僅信號Y1異常，執(zhí)行三余度信號Y2、Y3、Y4監(jiān)控表 決算法:A)若未發(fā)現(xiàn)信號異常，則輸出三余度表決值，確定Y1故障；B)若發(fā)現(xiàn)Y4異常，進(jìn)一 步確定Y1與Y4之差絕對值是否小于監(jiān)控門限值L:a)若小于門限值L，則確定為四余度信 號2:2故障，確定所有四信號Y1、Y2、Y3、Y4故障；b)若大于門限值L，則確定信號Y1、Y4故 障；2)若僅信號Y2異常，執(zhí)行三余度信號Y1、Y3、Y4監(jiān)控表決算法:A)若未發(fā)現(xiàn)信號異常， 則輸出三余度表決值，確定Y2故障；B)若發(fā)現(xiàn)Y4異常，進(jìn)一步確定Y2與Y4之差絕對值是 否小于監(jiān)控門限值L:a)若小于門限值L，則判為四余度信號2:2故障，確定所有四信號Y1、 Y2、Y3、Y4故障；b)若大于門限值L，則確定信號Y2、Y4故障；3)若僅信號Y3異常，執(zhí)行三 余度信號Y1、Y2、Y4監(jiān)控表決算法:A)若未發(fā)現(xiàn)信號異常，則輸出三余度表決值，確定Y3故 障；B)若發(fā)現(xiàn)Y4異常，進(jìn)一步確定Y3與Y4之差絕對值是否小于監(jiān)控門限值L:a)若小于 門限值L，則判為四余度信號2:2故障，確定所有四信號Y1、Y2、Y3、Y4故障；b)若大于門限 值L，則置信號Y3、Y4故障；4)若三信號均異常，則通過信號Y4進(jìn)一步對信號Y1、Y2、Y3是 否異常進(jìn)行確認(rèn)，若信號Y4與對應(yīng)信號之差的絕對值大于監(jiān)控門限L，則確定該信號故障。 [0011] 根據(jù)另一個實施例，在四余度信號Yl、Y2、Y3、Y4存在一次故障時，可以對其余信 號進(jìn)行三余度的監(jiān)控表決。
[0012] 根據(jù)另一個實施例，在四余度信號Yl、Y2、Y3、Y4存在二次故障時，可以對其余信 號進(jìn)行二余度的監(jiān)控表決。
[0013] 根據(jù)另一個實施例，在四余度信號Yl、Y2、Y3、Y4存在三次以上故障時，可以輸出 故障安全值。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種四余度信號監(jiān)控表決設(shè)備。設(shè)四余度信號為Y1、 Y2、Y3、Y4,該設(shè)備包括：第一監(jiān)控表決單元，用于在所有信號均正常的情況下，使用Yl、Y2、 Y3、Y4中的三個信號Y1、Y2、Y3進(jìn)行余度監(jiān)控與表決；第二監(jiān)控表決單元，用于基于第一監(jiān) 控表決單元的輸出，在Yl、Y2、Y3信號均正常時，以Yl、Y2、Y3信號的表決值Y0對信號Y4 進(jìn)行監(jiān)控，以確定Y4信號是否正常；以及故障確定單元，用于在Y1、Y2、Y3信號發(fā)現(xiàn)異常時， 通過使用備用信號Y4對異常信號進(jìn)行輔助確定，以確認(rèn)故障。
[0015] 根據(jù)本公開的四余度信號監(jiān)控表決方法和設(shè)備通過四余度信號表決的三余度分 解，簡化了對四余度信號的處理算法，降低了四余度信號監(jiān)控表決的時間復(fù)雜度，提高了工 作效率。
【附圖說明】
[0016] 圖1是例示根據(jù)本公開實施例的四余度信號監(jiān)控表決方法的流程圖。
[0017] 圖2是例示根據(jù)本公開實施例的四余度信號監(jiān)控表決設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖3是例示根據(jù)本公開實施例的四余度信號的三余度分解監(jiān)控表決方法的流程 圖。
[0019] 圖4是例示根據(jù)本公開實施例的降級的三余度監(jiān)控表決的流程圖。
[0020] 圖5是例示根據(jù)本公開實施例的降級的二余度監(jiān)控表決的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本公開進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022] 首先，為了便于理解本公開提供的四余度監(jiān)控表決方法，對常規(guī)的四余度表方法 及三余度表決方法進(jìn)行描述。
[0023] 常規(guī)四余度信號表決方法
[0024] 用A，B，C，D分別代表四余度信息，設(shè)A. d、B. d、C. d、D. d表示某通道數(shù)據(jù)大小， A.No、B.No、C.No、D.No表示具體的通道排號。
[0025] 首先，按照信號數(shù)據(jù)大小對其進(jìn)行排序。例如，A. d彡B. d彡C. d彡D. d，并設(shè)定信 號偏差門限值L。
[0026]然后，計算各信號數(shù)據(jù)兩兩的插值：&1=厶.(1-13.(1、&；!=13.(1-(：.(1、&3=(：.(1-〇. d、A 4= A. d_D. d、A5= A. d_C. d、A 6= B. d_D. d〇
[0027]貝1J，如果以V。表示表決值，四余度模擬信號表決方法如下面的表1所示。
[0028]表1
[0029]
[0031] 當(dāng)四余度信號發(fā)生不確定故障（如2:2故障）時，給出故障安全結(jié)果。如果某信 號瞬態(tài)故障持續(xù)多拍（根據(jù)情況給定），則稱該信號出現(xiàn)永久故障；如果所有信號都沒有出 現(xiàn)永久故障，表決結(jié)果選次大、次小平均值輸出；如果有一個輸入信號出現(xiàn)永久故障，系統(tǒng) 進(jìn)入三余度表決。
[0032]
[0033] 用A，B，C分別代表三余度信息，設(shè)A. d、B. d、C. d表示某通道數(shù)據(jù)大小，A.No、B.No、 C.No表示具體的通道排號。
[0034] 首先，按照信號數(shù)據(jù)大小對其進(jìn)行排序，即A.d彡B.d彡C.d。并且，設(shè)定信號偏差 門限值L。
[0035] 然后，計算各信號數(shù)據(jù)兩兩的插值：AA.d-B.d、A2=B.d-C.d、A3=A.d-C. d〇
[0036] 則，如果以V。表示表決值，三余度模擬信號表決方法如下面的表2所示。
[0037]表2
[0038]
[0039] 如果有一個信號出現(xiàn)永久故障，系統(tǒng)進(jìn)入二余度表決。二余度表決情況下，若二個 信號的誤差不超過門限值，則取二個信號的平均值輸出；二余度表決情況下，若二個信號的 誤差超過門限值，則給出出錯標(biāo)。同樣，當(dāng)發(fā)生不確定故障（1:1:1)故障時，給出故障安全 結(jié)果。
[0040] 相比二余度的比較策略以及三余度的中值策略，四余度信號的余度管理方法顯得 極其復(fù)雜，導(dǎo)致其方法的復(fù)雜度大大提高。當(dāng)系統(tǒng)中的余度信號較多時，采用現(xiàn)有常規(guī)方法 將極大地降低系統(tǒng)的運行效率。
[0041] 圖1是例示根據(jù)本公開實施例的四余度信號監(jiān)控表決方法的流程圖。
[0042] 設(shè)四余度信號為￥132、￥334，如圖1所示，在步驟3101中，在所有信號￥132、 Y3、Y4均正常的情況下，將Y4作為備用信號，使用其中的三個信號Y1、Y2、Y3進(jìn)行余度監(jiān)控 與表決。信號Yl、Y2、Y3的監(jiān)控和表決可以根據(jù)常規(guī)三余度監(jiān)控和表決方法進(jìn)行。
[0043] 當(dāng)在步驟S102中確定Y1、Y2、Y3信號均正常時，在步驟S103中，以Y1、Y2、Y3信 號的表決值Y0對Y4信號進(jìn)行監(jiān)控，以確定Y4信號是否正常。例如，在一個實施例中，可以 對信號Yl、Y2、Y3按照常規(guī)三余度策略進(jìn)行監(jiān)控與表決，如果未發(fā)現(xiàn)信號異常，則輸出三余 度的表決值Y0,并通過所述表決值Y0監(jiān)控Y4信號。
[0044] 當(dāng)在步驟S102中確定Y1、Y2、Y3信號發(fā)生異常時，在步驟S104中，通過備用信號 Y4對異常信號進(jìn)行輔助確定，以確認(rèn)故障。例如，在一個實施例中，如果表決值Y0與Y4信 號的差值的絕對值大于監(jiān)控門限L，則可以確定Y4信號故障。
[0045] 圖2是例示根據(jù)本公開實施例的四余度信號監(jiān)控表決設(shè)備200的結(jié)構(gòu)框圖。設(shè)四 余度信號為Yl、Y2、Y3、Y4,四余度信號監(jiān)控表決設(shè)備200包括：第一監(jiān)控表決單元201、第 二監(jiān)控表決單元202以及故障確定單元203。
[0046] 第一監(jiān)控表決單元201在所有信號Y1