本发明专利技术涉及冗余信号(X1，...，XN)的处理系统(12)、相关方法及包括这类系统的航空器(2)，以期监控和钝化影响这些冗余信号的源(20)的不稳定的或摆动的故障。系统包括：基于冗余信号计算当前有效信号(U)的计算模块(120)；监控/钝化模块(124)，适于检测错误信号和从计算中根据一标准(T)排除错误信号；切换部件(122，1220)，用于一旦检测到错误信号起就切换到冻结有效输出信号的冻结模式(M2)和用于一旦不再检测到任何错误信号就回到当前有效信号作为有效输出信号(X)被发送的发送模式(M1)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冗余信号的处理系统、相关方法以及包括这类系统的航空器，以期监控和钝化影响这些冗余信号的源的不稳定的(erratique)或摆动的故障。
技术介绍
现今很多系统使用多个冗余信号，这些冗余信号代表同一物理量并来自多个源。 这尤其是移动设备中的机载系统的情形，例如被设置用于航空器的电动飞行控制系统。多个冗余源的使用实际上极大地提高了使用这些多个冗余源的系统的可靠性。出于简明的考量，尽管本专利技术适用于各种类型的系统，但在下文中将主要参照这类电动飞行控制系统来阐述本专利技术。因此，图1示意性地示出用于航空器2的电动飞行控制系统的计算机1。计算机1 获取来自飞行员的指令{Ci}，如操作杆位置，然后将指令转译(模块10)为控制目标{0i}。同时，表示物理量的数值的测量，如风速测定和/或GPS测定和/或惯性测量，借助于航空器的传感器20进行实施。尽管考虑多个数值时本专利技术也适用，但在图上和对于下文，仅示出和考虑所生成的数值集中的单一值，其记为X。控制目标{Oi}和值X由控制律11使用，以计算待应用于航空器2的操纵机构的合适的操纵命令{OGi}。由于电动飞行控制系统是关键的，因而其所集成的计算机1借助多个冗余源20， 通常通过双重或三重冗余，来获取同一物理量X。从这些冗余源获得的值在图上以信号 {XI，. . . XN}的形式示出。冗余信号的使用允许通过使用由冗余信号处理系统12实施的对源20的监控和钝化原理，来整理进入控制律11中的有效值X。通过对冗余信号{XI，. . . XN}的分析来实行由模块12对源中故障进行的监控，通常以便确定和排除在记为T的预定时间期间被证实是错误的信号(并因此排除相关联的有故障的源)。源的钝化在于限制这类故障的影响，以避免例如值X的饱和起步(d6part en saturation)(或 ‘‘embarquement (装载)，，)。这些机构部分地在2004年Hoong Chuin Lau等著的公开文献“Evaluation of time-varying availability in multi-echelon spare parts systems with passivation(带钝化的多级备件系统中的时变可用度评估)，，中述及。作为说明，在控制律计算机1中，对源的监控可具有将来自不同冗余源的信号 {XI，. . . XN}相互间进行比较的形式，例如通过确定这些信号中的每一个和这些信号的线性组合之间的偏差来比较。然后，当在时限T中对于信号之一该偏差超过某一容许(或监控) 极限时，则宣告有故障并排除对应的源。为在检测故障所必需的时间⑴内限制故障对控制律11和飞机2的性能的影响， 因而应用故障的钝化算法。这些算法例如包括在时间T+ ε期间，冻结在检测到一个源与其它源存在偏差的时刻to的有效值X。因此，如果to < t < tO+T+ ε，则在时刻t的有效值是时刻to的有效值。在时窗T+ε后，有效信号重新变成为当前信号。然而这些机构并不总是适合于对影响源的信号{XI，. . . ΧΝ}的不稳定的或摆动的故障进行监控和钝化。例如，在冗余信号在时限T的期间交替地表现为有效的和错误的这种情形中，由于没有信号在整个时段T期间都是错误的，因而现有技术的监控机构既不会启动故障检测，也不会将对应的源排除。因此，在时期T结束时，有效值X也存在是错误的风险，这是因为考虑了交替地表现为错误的当前信号。对于不同类型的现有故障、尤其是不稳定的或摆动的故障，监控和钝化机构因而显得并不是足够可靠的。
技术实现思路
本专利技术旨在通过尤其提出一种冗余信号处理系统来消除这种弊端，这种系统包括-输入端，用于接收来自源的多个冗余信号；-计算模块，其基于冗余输入信号计算当前有效信号；-源的监控和钝化模块，其适于检测在所述计算中考虑的错误信号，和适于从计算中根据至少一标准(例如上述的时段Τ)排除所述错误信号；和-输出端，用于当没有检测到任何错误信号时，将所计算的所述当前有效信号作为有效输出信号发送；其特征在于，所述处理系统此外包括这样的部件其用于一旦检测到错误信号就切换到冻结模式，在所述冻结模式中，所述有效输出信号在输出端被冻结；和用于一旦不再检测到任何错误信号则回到发送模式，在所述发送模式中，所计算的所述当前有效信号作为有效输出信号被发送。本专利技术因此提供更为有效的监控和钝化机构。实际上，根据本专利技术的监控总是保证检测和排除有故障的源，而通过用于进行切换的部件的使用，钝化得到显著改善。这尤其是来源于这样的事实以后，在有效输出信号的冻结模式和所计算的有效信号的发送模式之间的切换“实时”被启动，即自检测到故障(失效)或故障(失效)消失起就被启动。因此保证了没有任何有效输出信号产生自基于错误的输入信号所进行的计算，这与关于不规则或不稳定类型的故障的已知的可靠性较差的技术正相反。为提高系统的可靠性，可考虑系统包括这样的部件其用于在滑动时窗上确定表示时间——在该时间期间所述系统处于冻结模式——的量值，以自该量值达到排除极限值起，从计算中排除在所述时窗的时限过程中被检测为是错误的至少一信号。这种设置允许与已知技术相反地，最终性地排除经历不规则或不稳定类型的故障的故障源。这种排除因而允许仅借助可靠的源来重新执行当前有效信号的计算。可调整排除极限值，以根据不稳定的或摆动的故障的频率来调节排除机构的灵敏度。当有效输出信号在第三方系统中作为伺服参考被使用时，这种增强的可靠性显得5特别地有效。实际上，在没有这种确定机构时，有效输出信号可随时间被准冻结，从而会由于伺服循环引起命令的不一致。特别地，所述监控和钝化模块被设置用以在所述滑动时窗上确定表示其中信号被检测为是错误的时间的量值，以便一旦该量值达到所述排除极限值就从计算中排除被检测为错误的信号。这种设置保证对错误信号的更为精确的识别和因此对要排除的源的更为精确的识别，这是因为一时间(即所述量值)计时器可被分配给每个输入信号。在一实施方式中，所述监控和钝化模块包括适于对于至少一输入信号生成表示输入信号的错误状态或非错误状态的布尔值的部件。这种设置允许获得特别是在存在不稳定的或摆动的故障时，同时用于控制钝化机构(切换)和监控机构(排除)的有效工具(布尔值)，这是因为该布尔值允许容易地设置统计，可利用这些统计进行决策。实际上，根据本专利技术的一特别的特征，输入信号的布尔值控制在所述滑动时窗上记录所述量值的计时器，并且所述监控和钝化模块包括所述计时器与所述排除极限值的比较器，用以给所述计算模块生成与所述计时器相关联的排除输入信号的排除信号。由这样生成的布尔值进行控制的计时器的使用显得无论在通过软件指令还是硬件电路进行实施方面都较为简单。这尤其从一实施方式得到体现，在该实施方式中设置成使计时器包括-换向器，换向器通过布尔值在与等于“1”的寄存器相连接的位置和与等于“0”的寄存器相连接的位置之间被控制，-加法器，加法器在输入端接收换向器的输出值和计时器的输出值，以根据布尔值使计时器增量，-等同滑动时窗的时限的延迟器，延迟器在输入端接收换向器的输出值，-减法器，用于从所述加法器的输出值中减去从所述延迟器输出的延迟值，并因此产生所述计时器的输出值。在这种设置中，计时器借助于较为简单实施的逻辑来本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．冗余信号（Ｘ１，．．．，ＸＮ）的处理系统（１２），所述处理系统包括：－输入端（Ｅ１，．．．，ＥＮ），用于接收来自源（２０）的多个冗余信号（Ｘ１，．．．，ＸＮ）；－计算模块（１２０），其基于冗余输入信号计算当前有效信号（Ｕ）；－源的监控和钝化模块（１２４），其适于检测在所述计算中考虑的错误信号，和适于根据至少一标准（Ｔ）从计算中排除所述错误信号；及－输出端（Ｓ），用于在没有检测到任何错误信号时，将所计算的所述当前有效信号（Ｕ）作为有效输出信号（Ｘ）发送；其特征在于，所述处理系统此外包括这样的部件：其用于一旦检测到错误信号就切换（１２２，１２２０）到冻结模式（Ｍ２），在所述冻结模式中，所述有效输出信号（Ｘ）在输出端（Ｓ）被冻结；和用于一旦不再检测到任何错误信号则回到发送模式（Ｍ１），在所述发送模式中，所计算的所述当前有效信号（Ｕ）作为有效输出信号（Ｘ）被发送。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·戴尔，G·肖特，P·法布尔，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：FR
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