Резервированная система дистанционного управления объектов
Изобретение относится к технике радиоуправления . Цель изобретения - повышение надежности системы. На первом 1 и втором 2 объектах управления сигнал одного из группы N приемников 3 через первый мультиплексор 4 и дешифратор 5 воздействует на исполнительные органы 10. Сигнал задающего устройства 15 через шифратор 14, второй мультиплексор 8 и один из группы N датчиков 9 транслируется на другой объект управления. При отказе приемника срабатывает пороговый элемент 11, включается второй управляемый генератор 12, который изменяет код первого Счетчика импульсов 13, подключая тем самым другой исправно работающий приемник из группы приемников 3 через первый мультиплексор 4. При отказе передатчика из группы N передатчиков 9 сигнал дешифратора 5 включает первый управляемый генератор 6, который изменяет код второго счетчика импульсов 7, подключая тем самым исправно работающий передатчик из группы передатчиков 9 через второй мультиплексор 8, что значительно увеличивает надежность реализации заданного режима работы, 1 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
С
С)
Qo
Q0 (21) 4839234/24 (22)15. 06. 90 (46) 23,01.93. Бюл. ¹ 3 (11) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энер- гия" (72) Г.Я.Леденев, М.M.Ëåìåëåâ и А.А.ФедоСОВ (73) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им. С,П,Королева (56) Гуткин Л.С., Пестряков В.Б., Типугин
В.Н. Радиоуправление, вып, 5. M. Сов,радио, 1970. с. 111, рис, 51 (прототип), (54) РЕЗЕРВИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к технике радиоуправления, Цель изобретения — повышение надежности системы, На первом 1 и втором 2 объектах управления сигнал одного из группы Н приемников 3 через первый. Ж«Ä 1790788 АЗ (si)s G 08 С 19/26, H 04 1. 12/12 мультиплексор 4 и дешифратор 5 воздействует на исполнительные органы 10, Сигнал задающего устройства 15 через шифратор
14, второй мультиплексор 8 и один из группы N датчиков 9 транслируется на другой объект управления. При отказе приемника срабатывает пороговый элемент 11, включается второй управляемый генератор 12, который изменяет код первого Счетчика импульсов 13, подключая тем самым другой исправно работающий приемник из группы приемников 3 через первый мультиплексор
4. При отказе передатчика из группы N передатчиков 9 сигнал дешифратора 5 включает первый управляемый генератор 6, который изменяет код второго счетчика импульсов 7, подключая тем самым исправно работающий передатчик из группы передатчиков 9 через второй мультиплексор 8, что значительно увеличивает надежность реализации заданного режима работы. 1 ил.
1790788
Изобретение относится к технике управления объектами, в частности к технике радиоуправления.
Известна система дистанционного управления, содержащая на каждом объекте приемник, дешифратор, органы управления, задающее устройство, шифратор и передатчик.
Недостаток этой системы состоит в том, что при любом отказе приемника или передатчика (именно они определяют надежность системы управления как наиболее сложные элементы) на одном из объектов происходит отказ системы управления из-за невыполнения ею своих функций, т,е. эта система в целом обладает низкой надежностью, Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является система, содержащая на, каждом объекте 20 последовательно соединенные группу из N (И .= 2,3,4...,) параллельно включенных по входу приемников, первый многоканальный коммутатор, дешифратор и органы управления и последовательно соединенные задаю- 25 щее устройство, шифратор, второй многоканальный коммутатор и группу из Й параллельно включенных по выходу передатчиков в.
Недостаток этой системы состоит в том, 30 часто при отказе выбранных для реализации заданного режима работы одного из N приемников или передатчиков на любом из объектов приводит к нарушению режима работы системы управления, т.е, к ее отказу. 35
Иначе говоря; известная система выполнена по методу "холодного" резервирования с переключением резерва от внешнего устройства (радиосистемы), после того как будет обнаружены факт отказа приемника или 40 передатчика. Обнаружение отказа связано с большими затратами времени, а это приводит к нарушению заданного режима работы системы управления, т.е. система имеет низкую надежность выполнения заданного 45 режима работы, Цель изобретения — повышение надежности системы.
Укаэанная цель достигается тем, что в резервированную систему дистанционного 50 управления объектов, содержащую на каждом объекте последовательно соединенные группы из N(N = 2,3,4„.) параллельно включенных по входу приемников, первый мультиплексор, дешифратор и исполнительные 55 органы и последовательно соединенные задатчик команд, шифратор, второй мультиплексор и группу из N параллельно включенных по выходу передатчиков, дополнительно введены последовательно соединенные пороговый элемент, первый управляемый генератор и первый счетчик импульсов и последовательно соединенные второй управляемый генератор и второй счетчик импульсов.
На чертеже приведена схема резервированной системы дистанционного управления объектов.
На фиг,1 на первом объекте 1 и втором объекте 2 группа из N параллельно включенных по входу приемников 3, первый мультиплексор 4, дешифратор 5, первый управляемый генератор 6, второй счетчик импульсов 7., второй мультиплексор 8 и группа из N параллельно включенных по выходу передатчиков 9 соединены последовательно. Выходы дешифратора 5 подключены к соответствующим входам исполнительных органов 10, пороговый элемент 11, второй управляемый генератор 12 и первый счетчик импульсов 13 соединены последовательно
Выход первого мультиплексора 4 соединен с входом порогового элемента 11, выходы первого счетчика импульсов 13 подключены к соответствующим управляющим входам первого мультиплексора 4. Выход порогового элемента 11 соединен с соответствующим входом дешифратора 14, выход которого подключен к сигнальному входу второго мультиплексора 9. Выходы задатчика команд 15 соединены с соответствующими входами шифратора 14, Схема работает следующим образом.
На каждом объекте управления задатчик 15 формирует определенные управляющие сигналы r, которые преобразуются шифратором 14 в управляющее слово Sg представляющее собой и-разрядный двоичный код (число и определяется обьемом решаемых задач уп равл ения), Уп равля ющие сигналы rj задатчика команд 15 представляют собой релейные или линейные аналоговые сигналы. Управляющее слов Se через второй мультиплексор 8 поступает на соответствующий передатчик из группы передатчиков 9. Переданный этим передатчиком радиосигнал принимается одним из группы приемников 3 и через первый мультиплексор 4 этот сигнал поступает на вход дешифратора 5, который расшифровывает переданное управляющее слов Sy и выходной сигнал дешифратора 5 в виде релейных или линейных аналоговых сигналов Ц воздействует на органы 10 объекта управления
Передача управляющего слова Sp осуществляется поразрядно и последовательно во времени, при этом могут использоваться различные виды модуляции при передаче элементов "0" и "1" управляющего слова, 1790788
При дистанционном управлении первым объектом 1 со стороны второго объекта
2, например, управление температурной или положением обьекта задатчик команд
15 второго объекта 2 формирует управляю- 5 щие сигналы r, которые шифратором 14 преобразуются в управляющее слово Sk, передаваемое через второй мультиплексор 8 и передатчик из группы передатчиков 9 на . вход приемника из группы приемников 3 10 первого обьекта 1, Принятое дешифратором
5 первого объекта 1. через первый мультиплексор 4 управляющее слово Як преобразуется в управляющие сигналы Ui, которые воздействуют на исполнительные органы 15 . 10, осуществляя тем самым управление температурой или положением объекта.
Управление первым мультиплексором 4 производится выходными сигналами первого счетчика импульсов 13, управление вто- 20 рым мультиплексором 8 осуществляется выходными сигналами второго счетчика импульсов 7. Пусть например, код первого счетчика импульсов 13 ооо...оо соответствуе1 подключению первого приемника из 25 группы приемников 3 ко входу дешифратора 5, код 000...01 — подключению второго приемника, код 000.10 — подключенного третьего приемника и так далее до тех пор, пока некоторый код не будет соответство- 30 вать подключению N-ro приемника. Если после этого на вход счетчика 13 поступает очередной импульс, то счетчик 13 устанавливается в первоначальное состояние
000...00. Аналогично производится управле- 35 ние вторым мультиплексором 4 выходными сигналами второго счетчика импульсов 7.
Рассмотрим работу схемы возникновения отказов в работе приемников или передатчиков в процессе реализации заданного 40 режима работы. Пусть в исходном состоянии подключены первые приемники и передатчики на каждом объекте, а число и = 4.
Как уже отмечалось, передача управляющего слова Sk производится поразрядно и по- 45 следовательно во времени, поэтому выходной сигнал. многоканального коммутатора представляет собой переменное напряжение, период следования которого изменяется в зависимости от передаваемо- 50 го значения "О" или "1.". Если подключенные приемники и передатчики каждого объекта работают исправно, то пороговые элементы
t1 на каждом объекте выключены, и их выходной сигнал rp = О блокирует второй уп- 55 равляемый генератор 12 выходной сигнал порогового элемента 11 гр = О, если амплитуда А переменного сигнала управляющего слова Зк более некоторого значения ао, rp =
1, если А < а0. Одновременно сигнал rp = 0 через шифратор 14 транслируется на другой объект управления и будучи расшифрованным на этом объекте дешифратором 5 в виде сигнала Uf = 0 блокирует первый управляемый генератор 6. Второй управляемый генератор 12 генерирует прямоугольные импульсы частотой f1 (период Т1=- 1/f1), если гр = 1. Выходные импульсы f1, отсутствуют, если гр = О. Первый управляемый генератор
6 генерирует прямоугольные импульсы частотой f2 (период T2 = 1/f2), если Uf = 1. Выходные импульсы f2 отсутствуют, если Vf =
О. Для правильной работы системы период
Т2 выбирается равным N . Т1.
Пусть в процессе работы отказал первый приемник из группы приемников 3 первого объекта 1. В этом случае А = 1 (индекс
"1" указывает на принадлежность к первому объекту управления), и так как А < ap, та
1 срабатывает пороговый элемент 11 и его выходной сигнал rp = 1 включает второй управляемый генератор 12, Через интервал времени Т1 импульс с выхода этого генератора устанавливает на первом счетчике 13
,од 01 (N =4) подключая к работе с помощью первого мультиплексора 4 второй приемник из группы приемников 3. Если при этом оказывается неработоспособным и этот приемник, то через интервал времени Т1 (с момента отказа время с = 2Т1) на счетчике 13 устанавливается код 10, тем,.самым подключается третий приемник из группы приемников 3 первого объекта 1. Одновременно в течение вРемени t = 2Т1, сигнал 1р=1 чеРез шифратор 14 и первый передатчик из группы,передатчиков 9 первого объекта передается на второй объект 2. Этот сигнал дешифратором 5 второго объекта 2 преобразуется в сигнал Ut = 1. Так как время действия этого сигнала t = 2T1, то первый управляющий генератор 6 за это время не выдает импульса (N2 = 4Т1) и второй счетчик
7 второго объекта 2 останется в том же состоянии не изменяя подключение первого передатчика из группы передатчиков 9.
Пусть далее отказал первый передатчик из группы передатчиков 9 первого объекта
1. В этом случае амплитуда А (индекс "2" указывает на принадлежность ко второму объекту управления) с выхода первого многоканальнога коммутатора 4 будет равна 0
{А < а ), В этот момент срабатывает порога2 вый элемент 11 второго объекта 2 и его выходной сигнал rp = 1 запускает второй управляемый генератор 12 и через шифратор 4, второй мультиплексор 8 и передатчик из группы передатчиков 9 нгредается на первый обьект 1, где с помощ :.Io дешифратора 5 преа5разуется в сигнал Иг =- 1. Этот
c,",rêàë запускает первы и уп ра вл е мы и гене1790788 ратор 6 на первом обьекте 1. Через каждый интервал времени Т1 на втором объекте 2 происходит переключение первого мульти.плексора 4 (первый счетчик 13 считает импульсы с выхода второго управляемого 5 генератора 12). По истечении времени Tz =
4Т1 импульс с выхода первого управляемого генератора 6 первого объекта 1 устанавливает на втором счетчике импульсов 7 код 01, и ри этом второй мул ьтиплексор коммутатор подключает второй передатчик из группы передатчиков 9 первого объекта. Если этот передатчик работает исправно, то сигнал П2 становится больше ао и пороговый элемент.
11 второго объекта 2 отпускает и его сигнал гр = О. Одновременно по уже описанной схеме прохождения сигнала rp становится равным нулю и сигнал U f на первом объекте
1. Управляемые генераторы на обоих объектах блокируются и система управления будет находиться в этом состоянии до момента очередного отказа передатчика или приемника на каком-либо обьекте. Отметим, что в момент перехода на второй передатчик на первом объекте 1 остается подключенным первый приемник из группы приемников 3, на втором обьекте 2, так как код первого счетчика импульсов 13 второго объекта после прохождения четырех им пульсов с выхода второго управляемого генератора 12 за время t = 4Т1, устанавливается равным первоначальному, т.е, 00. Аналогично работает схема и при других отказах.
Как следует из приведенного описания, при выбранном соотношении Т2 = NT> система автоматически переключается на исправные передатчики и приемники на каждом объекте управления за время не более NT2, Оценим надежность известного и предлагаемого технических решений, Пусть Pn— надежность передатчика или приемника. (считаем их равными) в части выполнения
15
30 приемников или передатчиков N -1 прием35
45
Формула изобретения
Резервированная система дистанционного управления объектов, содержащая на каждом объекте группу приемников, дешифратор, выходы которого подключены к соответствующим входам исполнительных органов, задатчик команд, выходы которого подключены к соответствующим входам шифратора, группу передатчиков, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения заданного режима. P> — надежность элементов первого и второго мультиплексоров 4 и
8, шифратора 14; дешифратора 5, задатчика команд устройства 15 и исполнительных органов 10 каждого объекта, Рд — надежность дополнительно введенных элементов первого и второго управляемых генераторов 12 и 6, первого и второго счетчиков импульсов
13 и 7 и порогового элемента 11, Надежность известной системы дистанционного управления будет равна
P =Pn Рэ (1)
Считаем, что известная система не выполняет заданный режим при любом отказе ее элементов, в том числе и при отказе любого из выбранных передатчиков и приемников каждого обьекта, так как в известной системе переключение на другие передатчики или приемники производится не автоматически, а от внешних источников (радиосистем), что связано со значител ьными затратами времени, в течение которого известная система теряет работоспособность, Надежность предлагаемой системы дистанционного управления будет равна
Р =(1-qn ) Ps Pq (2) где qn = 1- Рп система сохраняет работоспособность при отказе в каждой группе из К ников или передатчиков.
Пусть Pn = 0,950, Рэ = 0,9990, Pq = 1 вследствие простоты исполнения, Для N = 4
Р = 0,8135, Р = 0,9987, Иначе говоря, надежность предлагаемой системы значительно выше надежности известной системы, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая система отличается наличием новых элементов: первого и второго управляемых генераторов, первого и второго счетчиков импульсов, порогового элемента и их связями с остальными элементами системы. надежности системы, в нее на каждом обьекте введены пороговый элемент, первый и второй управляемые генераторы, первый и второй счетчики импульсов, первый и второй мультиплексоры, выход первого мультиплексора соединен с входами порогового элемента и дешифратора, выходы первого счетчика импульсов соединены с соответствующими управляющими входами первого мультиплексора, информационные входы которого подключены к соответствующим
1790788
Составитель Н.Фокина
Техред М.Моргентал Корректор. О. Густи
Редактор
Заказ 376 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101, выходам приемников группы приемников, выход дешифратора через первый управляемый генератор подключен к входу второго счетчика, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами второго мультиплексора, сигнальный вход которого соединен с выходом шифратора, вход которого объединен с входом второго управляемого генератора и подключен к выходу порогового элемента, выход второго управляемого генератора соединен с входом первого счет5 чика, выходы второго мультиплексора подключены к соответствующим входам передатчиков группы передатчиков.
