[發明專利]冗余信號的處理系統、相關方法和包括這類系統的航空器

有效

• 申請號: 201110243906.2
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102375410A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: R·戴爾;G·肖特;P·法布爾
• 申請（專利權）人: 空中客車運營簡化股份公司
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及冗余信號的處理系統、相關方法以及包括這類系統的航空器，以期監控和鈍化影響這些冗余信號的源的不穩定的(erratique)或擺動的故障。

背景技術

現今很多系統使用多個冗余信號，這些冗余信號代表同一物理量并來自多個源。這尤其是移動設備中的機載系統的情形，例如被設置用于航空器的電動飛行控制系統。

多個冗余源的使用實際上極大地提高了使用這些多個冗余源的系統的可靠性。

出于簡明的考量，盡管本發明適用于各種類型的系統，但在下文中將主要參照這類電動飛行控制系統來闡述本發明。

因此，圖1示意性地示出用于航空器2的電動飛行控制系統的計算機1。計算機1獲取來自飛行員的指令{Ci}，如操作桿位置，然后將指令轉譯(模塊10)為控制目標{Oi}。

同時，表示物理量的數值的測量，如風速測定和/或GPS測定和/或慣性測量，借助于航空器的傳感器20進行實施。盡管考慮多個數值時本發明也適用，但在圖上和對于下文，僅示出和考慮所生成的數值集中的單一值，其記為X。

控制目標{Oi}和值X由控制律11使用，以計算待應用于航空器2的操縱機構的合適的操縱命令{OGi}。

由于電動飛行控制系統是關鍵的，因而其所集成的計算機1借助多個冗余源20，通常通過雙重或三重冗余，來獲取同一物理量X。從這些冗余源獲得的值在圖上以信號{X1，...XN}的形式示出。

冗余信號的使用允許通過使用由冗余信號處理系統12實施的對源20的監控和鈍化原理，來整理進入控制律11中的有效值X。

通過對冗余信號{X1，...XN}的分析來實行由模塊12對源中故障進行的監控，通常以便確定和排除在記為T的預定時間期間被證實是錯誤的信號(并因此排除相關聯的有故障的源)。

源的鈍化在于限制這類故障的影響，以避免例如值X的飽和起步(départ?en?saturation)(或“embarquement(裝載)”)。

這些機構部分地在2004年Hoong?Chuin?Lau等著的公開文獻“Evaluation?of?time-varying?availability?in?multi-echelon?spare?parts?systems?with?passivation(帶鈍化的多級備件系統中的時變可用度評估)”中述及。

作為說明，在控制律計算機1中，對源的監控可具有將來自不同冗余源的信號{X1，...XN}相互間進行比較的形式，例如通過確定這些信號中的每一個和這些信號的線性組合之間的偏差來比較。然后，當在時限T中對于信號之一該偏差超過某一容許(或監控)極限時，則宣告有故障并排除對應的源。

為在檢測故障所必需的時間(T)內限制故障對控制律11和飛機2的性能的影響，因而應用故障的鈍化算法。

這些算法例如包括在時間T+ε期間，凍結在檢測到一個源與其它源存在偏差的時刻t0的有效值X。因此，如果t0＜t＜t0+T+ε，則在時刻t的有效值是時刻t0的有效值。在時窗T+ε后，有效信號重新變成為當前信號。

然而這些機構并不總是適合于對影響源的信號{X1，...XN}的不穩定的或擺動的故障進行監控和鈍化。

例如，在冗余信號在時限T的期間交替地表現為有效的和錯誤的這種情形中，由于沒有信號在整個時段T期間都是錯誤的，因而現有技術的監控機構既不會啟動故障檢測，也不會將對應的源排除。

因此，在時期T結束時，有效值X也存在是錯誤的風險，這是因為考慮了交替地表現為錯誤的當前信號。對于不同類型的現有故障、尤其是不穩定的或擺動的故障，監控和鈍化機構因而顯得并不是足夠可靠的。

發明內容

本發明旨在通過尤其提出一種冗余信號處理系統來消除這種弊端，這種系統包括：

-輸入端，用于接收來自源的多個冗余信號；

-計算模塊，其基于冗余輸入信號計算當前有效信號；

-源的監控和鈍化模塊，其適于檢測在所述計算中考慮的錯誤信號，和適于從計算中根據至少一標準(例如上述的時段T)排除所述錯誤信號；和

-輸出端，用于當沒有檢測到任何錯誤信號時，將所計算的所述當前有效信號作為有效輸出信號發送；

其特征在于，所述處理系統此外包括這樣的部件：其用于一旦檢測到錯誤信號就切換到凍結模式，在所述凍結模式中，所述有效輸出信號在輸出端被凍結；和用于一旦不再檢測到任何錯誤信號則回到發送模式，在所述發送模式中，所計算的所述當前有效信號作為有效輸出信號被發送。