Блок контроля двух курсовертикалей

 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к авиационной электронике, и может быть использовано для непрерывного контроля выходных сигналов двух курсовертикалей по углам курса, крена и тангажа, а также для контроля синхронно вращающихся валов, дистанционных передач и т.п. Блок контроля двух курсовертикалей содержит выходные датчики сигналов типа СКВТ, фазочувствительные детекторы (ФЧД) и устройство сравнения, три подканала контроля по крену, тангажу и курсу. В каждый подканал обработки сигналов отдельного СКВТ введены нуль-орган, два УВХ, информационные шины, шина запись/считывание и шина опорного напряжения, а также в каждый подканал обработки сигналов введен микроконтроллер. Выходы синусной и косинусной обмоток первого СКВТ через первый и второй ФЧД соответственно соединены с первым и вторым информационными входами микроконтроллера. Выходы синусной и косинусной обмоток первого СКВТ через первый и второй УВХ соответственно соединены с четвертым и пятым информационными входами микроконтроллера. Шина опорного напряжения (лев. борт) соединена с опорными входами первого и второго ФЧД и входом нуль-органа, выход которого соединен с третьим информационным входом микроконтроллера. Микроконтроллер первой шиной запись/считывание соединен с управляющими входами обоих УВХ. Выходы синусной и косинусной обмоток второго СКВТ соединены с этим же микроконтроллером соответствующими связями, идентично первому СКВТ. Один выход микроконтроллера соединен с табло аварийно-предупредительной сигнализации сигналами “расхождение”. Другие выходы микроконтроллера для каналов крена и тангажа соединены сигналами “велик предельный крен левый” и “тангаж пикирование”, “велик предельный крен правый” и “тангаж кабрирование” соответственно. Технический результат состоит в повышении надежности устройства, повышении точности определения расхождения при всех дестабилизирующих факторах, а также снижении габаритно-массовых характеристик устройства и потребляемой им мощности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к авиационной электронике, и может быть использовано для непрерывного контроля выходных сигналов двух курсовертикалей по углам курса, крена и тангажа, также может быть использовано, например, для контроля синхронно вращающихся валов, дистанционных передач и т.д.

В настоящее время абсолютное большинство самолетов малой и средней дальности оборудованы двумя курсовертикалями (KB) или гировертикалями (ГВ), далее по тексту только ГВ, т.к. в любой курсовертикали в основе лежат гировертикали (2 шт. - одна для углов крена и тангажа, другая для курса), причем одна выдает сигналы на авиагоризонт (АГ), автопилот (АП) и на другие потребители левому летчику, а другая - правому. В процессе полета в условиях резкого изменения температур (ГВ находятся обычно в негерметизированном отсеке), вибрации и прочих возмущающих воздействий гировертикали (обе или одна) могут выдавать сигналы курса, крена и тангажа, отличные от истинных, т.е. расходятся между собой. Также могут быть обрывы питающих проводов ГВ и проводов, идущих от ГВ на АГ и другие потребители, также могут быть большие послевиражные погрешности. Т.к. АГ является основным пилотажным прибором при ручном (штурвальном) управлении, а АП в автоматическом режиме пилотирования, то расхождение сигналов ГВ может привести (и приводит как показывает практика) к предпосылке летного происшествия.

Известен применяемый на самолетах Ан-24, Ан-12, вертолетах Ми-8, МИ-17 и др. блок контроля двух ГВ по крену и тангажу, основанный на электромеханическом принципе. В этом блоке (по каналу крена, канал тангажа идентичен) первый дополнительный синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ-приемник) “отработки” отрабатывается следящей системой, на валу редуктора которой находится ротор СКВТ-приемника “сравнения”. При рассогласовании этих ГВ на роторной обмотке будет наводиться напряжение прямо пропорциональное углу рассогласования. Это напряжение используется в качестве сигнального на схеме сравнения, а в качестве опорного задается напряжение установки допустимого угла рассогласования, обычно это 4-5, см. “Блок сравнения и предельного крена БСПК”, М, “Машиностроения”, 1976, стр. 6-10.

Недостатками данного блока являются: невысокая надежность вследствие применения электромеханики, большие габаритно-массовые характеристики (ГМХ), недостаточная точность, особенно это критично в курсовом канале.

Известен блок контроля крена БКК-18, применяемый, например, на самолетах Ту-154, Ил-86 и др., основанный на сравнении электрических сигналов каждой обмотки СКВТ (по крену и тангажу) первой и второй ГВ между собой, т.е. синусная обмотка первой ГВ сравнивается с синусной обмоткой второй ГВ, косинусная обмотка первой ГВ сравнивается и т.д., см. “Техническое описание АБСУ-154”, М, “Машиностроение”, 1978.

Недостатками данного блока являются: большое количество регулировок при установке блока на борт и при его замене, порядка двенадцати, т.к. крутизны сигналов ГВ отличаются друг от друга; невысокая точность, т.к. в процессе полета крутизны датчиков меняются при переключении потребителей ГВ, а также при изменении напряжений питания: каждая ГВ запитывается от своего борта. В курсовом канале блок вообще не может быть применен из-за низкой точности.

Известно устройство для контроля датчиков углового положения, см. А.С. СССР №481060, содержащее амплитудные детекторы, соединенные с синусными и косинусными обмотками датчиков углового положения, выполненных в виде синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, аналого-цифровые преобразователи, и сумматор, выход которого подключен к пороговому элементу, в него введены функциональные делители, блоки управления, блоки выделения косинусного и синусного напряжений и блок логических элементов, причем выходы амплитудных детекторов, подключенных к косинусным обмоткам датчиков углового положения, соединены с опорными входами блоков управления и с аналого-цифровыми преобразователями через функциональные делители и блоки выделения косинусных напряжений, выходы амплитудных детекторов синусных обмоток соединены с сигнальными входами блоков управления и через блоки выделения синусных напряжений подключены к аналого-цифровым преобразователям, выходы блоков управления и выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам блока логических элементов, выходы которого подключены к сумматору - прототип

Недостатками прототипа являются следующие: работа устройства производится по огибающим синусного и косинусного напряжений с последующей оцифровкой и обратным преобразованием в аналог, что ведет к избыточной схемной сложности, к недостаточной точности и высоким габаритно-массовым характеристикам (ГМХ).

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационной эффективности за счет резкого снижения ГМХ и потребляемой мощности; повышения надежности; повышения точности определения расхождения при всех дестабилизирующих факторах.

Для решения поставленной задачи предлагается блок контроля двух курсовертикалей, содержащий выходные датчики сигналов типа СКВТ, фазочувствительные детекторы (ФЧД) и устройство сравнения, блок контроля имеет три подканала контроля по крену, тангажу и курсу, причем в каждый подканал обработки сигналов отдельного СКВТ введены нуль-орган, два УВХ, информационные шины, шина запись/считывание и шина опорного напряжения, а также в каждый подканал обработки сигналов введен микроконтроллер, при этом выходы синусной и косинусной обмоток первого СКВТ через первый и второй ФЧД соответственно соединены с первым и вторым информационными входами микроконтроллера, также выходы этих обмоток через первый и второй УВХ соответственно соединены с четвертым и пятым информационными входами микроконтроллера, шина опорного напряжения (лев. борт) соединена с опорными входами первого и второго ФЧД и с входом нуль-органа, выход которого соединен с третьим информационным входом микроконтроллера, который первой шиной запись/считывание соединен с управляющими входами обоих УВХ, выходы синусной и косинусной обмоток второго СКВТ, один выход микроконтроллера соединен с табло аварийно-предупредительной сигнализации сигналами “расхождение”, а другие выходы микроконтроллера для каналов крена и тангажа соединены сигналами “велик предельный крен левый” и “тангаж пикирование”, “велик предельный крен правый” и “тангаж кабрирование” соответственно; все подканалы соединены с пилотажно-информационным комплексом “интеллектуальный борт” шиной последовательного интерфейса, а подканалы крена и тангажа соединены с ним также входом разовой команды “взлет/посадка-маршрут”.

На фиг.1 изображена структурная схема блока контроля курсовертикалей, на фиг.2 - диаграмма преобразования входных сигналов до микроконтроллера, на фиг.3 - диаграмма изменения огибающих выходных напряжений СКВТ по углу поворота при дестабилизирующих факторах (изменение напряжения питания и/или включения/выключения ряда потребителей сигналов СКВТ).

На фиг.1 изображено, I, II и III - подканалы крена, тангажа и курса соответственно, 1 и 2 - датчики углового положения типа СКВТ, 3, 4, 5 и 6 - фазочувствительные детекторы, 7, 8 - нуль-органы (детекторы перехода напряжения частоты заполнения через 0 В), 9, 10, 11 и 12 - УВХ (устройства выборки и хранения), 13 - микроконтроллер (МК); RS232C - шина последовательного интерфейса; на фиг.2 изображено: Uоп - напряжение обмотки возбуждения СКВТ, приведенное к 5В, U cos t и U sin t - напряжения, снимаемые с косинусной и синусной обмоток СКВТ.

Синусная обмотка СКВТ 1 через ФЧД 3 соединена с первым информационным входом МК 13, а через УВХ 10 - с пятым входом, косинусная обмотка СКВТ 1 через ФЧД 4 соединена с вторым информационным входом МК 13, а через УВХ 9 - с четвертым входом, шина Uoп (лев. борт) соединена с опорными входами ФЧД 3 и ФЧД 4, а также с сигнальным входом нуль-органа 7, выход которого соединен с третьим информационным входом МК 13, с одиннадцатым информационным входом которого соединена разовая команда РК “Взлет/посадка-маршрут”, соединенная с информационно пилотажного комплекса “интеллектуальный борт”, выходами МК 13 являются: первый информационный выход “расхождение”, второй - “велик крен левый”, третий - “велик крен правый”, идущие на табло аварийно-предупредительной сигнализации в кабине экипажа, и шина последовательного интерфейса по стандарту RS 232 C, соединенная с информационно пилотажным комплексом “интеллектуальный борт”; выходные обмотки СКВТ 2 полностью идентично соединены через соответствующие блоки с информационными входами 6-10 МК 13; подканал тангажа II и подканал курса III полностью идентичны подканалу крена I, за исключением того, что в подканале курса III отсутствуют выходные информационные сигналы предельных углов.

Указанные узлы блока контроля могут быть выполнены на следующих ЭРЭ и ИМС. СКВТ 1 и 2 на широко известных и серийно применяемых СКВТ-265 Д8, см. “Синус-косинусные вращающиеся трансформаторы”, Технические условия, 6С3.019.004 ТУ, М, 1989. ЦБПИМС, ФЧД 3-6 по общеизвестной схеме, см. “Радиоприемные устройства” под ред. Фомина Н.Н., М, Р и С, 1996, стр. 326-328, нуль-органы 7 и 8 на общеизвестных триггерах Шмитта на ИМС серии 133, УВХ 9-12 на ИМС 1100, см. Справочник “Микросхемы интегральные полупроводниковые аналоговые, т.II”, М, ВНИИ, 1976, микроконтроллер МК 13, например, всемирно-известной фирмы Моtorola типа МС68332, имеющий встроенные: АЛУ, таймерные каналы, прерывание, АЦП, RS232C и пр., или на PIC16C74 фирмы Microchip.

Блок контроля работает следующим образом. Рассмотрим вначале на примере обработки сигналов СКВТ 1. Выходные напряжения синусной обмотки Sin и косинусной Cos поступают на ФЧД 3 и ФЧД 4 соответственно, которые используются только для определения знака отклонения, см. фиг.2, где приведен пример для левого крена 20. Выходные напряжения ФЧД 3 и ФЧД 4 в виде логических уравней поступают на первый и второй информационные входы МК 13 соответственно, который по известному алгоритму определяет в каком квадранте находятся выходные сигналы СКВТ. Так: если Sin и Cos имеют оба знак “+” (лог.1), то первый квадрант, если Sin имеет знак минус, a Cos “+”, то четвертый квадрант, и т.д. Нуль-орган 7 преобразует частоту опорного напряжения U оп (лев. борт) в логические уровни, см. также фиг.2, которые поступают на третий информационный вход МК 13. По заднему фронту каждого импульса нуль-органа 7 таймер МК13 начинает отсчет времени следующим образом. Т.к. частота Uоп равна 400 Гц и следовательно период составляет 2,5 мс, то таймер запрограммирован на время 0,625 мс, т.е. до средины отрицательного (лог.0) полупериода Uвых нуль-органа, по истечении этого времени, когда по амплитуде частоты заполнения синусное и косинусное напряжение максимальны, выдается МК 13 команда “запись” в виде лог.1, по первой шине запись/считывание, по которой и записываются эти напряжения в УВХ 9 и 10 соответственно. После окончания команды “запись”, сразу же по лог.0 нуль-органа информация с УВХ 9 и 10 считывается, т.е. поступает на четвертый и пятый информационные входы МК 13, где на встроенных в него АЦП оцифровывается, т.е. преобразуется в код синуса и код косинуса, после чего АЛУ МК 13 берет их отношение, т.е. получает tg угла, а затем и arctg, т.е. код угла в чистом виде. Эту операцию можно проводить проще, т.е. записать коды углов в табличной форме в ПЗУ, а “склейку” кодов синуса и косинуса использовать как адресные или как код tg, тогда на шине данных ПЗУ будет информация, соответствующая истинному коду угла. Точно также происходит обработка выходных сигналов СКВТ 2, за исключением того, что используется Uоп (прав. борт), т.к. обычно курсовертикали записываются от разных источников переменного напряжения. Следует заметить, что код угла каждого СКВТ разворачивается линейно от 0 до 360 (с учетом определения квадрантов), хотя можно работать по углам от 0 до 45 и снова до 90, по линейно нарастающему (0-45) и линейно падающему (45-90) напряжением, но это зависит от вкуса программиста МК. По получении кода СКВТ 1 и СКВТ 2 МК 13 сравнивает их между собой (вычитает) с учетом знака и в случае, если получается разность больше уставки, обычно 2-4, выдается сигнал “расхождение” на табло аварийно-предупредительной сигнализации. Одновременно МК 13 выдает сигналы превышения предельных углов. Так, например, при взлете и посадке нельзя превышать углы крена и тангажа порядка 12-13 (это для тяжелых машин) и 30-35 на маршруте. При превышении этих углов также выдается сигнал на табло аварийно-предупредительной сигнализации. Предельные углы выдаются по ИЛИ, т.е. какой СКВТ первым достиг этого угла, по нему и выдается. При наличии же сигнала “Расхождение” выдача предельных углов блокируется. Каждый подканал выдает по шине RS232C информацию о текущем угле по каждой координате в пилотажно-информационный комплекс “интеллектуальный борт”, где она обрабатывается и рассылается потребителям. Информация о текущем угле по каждой координате при отсутствии сигнала “расхождение” берется средняя по двум датчикам СКВТ. При наличии сигнала “расхождение” экипаж по показаниям других приборов определяет, какая именно курсовертикаль “врет” (вышла из строя, большие угловые погрешности, обрыв фазы и т.д.) и отключает ее. Как показывает практика, опытный экипаж (летчик) затрачивает на это не более 10 с.

Легко видно, что данная схема может быть трансформирована для сравнения 3-х или 4-х курсовертикалей методом сравнения каждая с каждой путем соответствующего перепрограммирования микроконтроллера.

По последовательному каналу с пилотажно-навигационного комплекса “информационный борт” может задаваться уставка по “расхождению” и “предельным углам”, которая может изменяться не только по разовой команде, но и линейно, в зависимости от высоты полета по сигналу, например, с радиовысотомера.

Формула изобретения

1. Блок контроля двух курсовертикалей, содержащий выходные датчики сигналов типа СКВТ, фазочувствительные детекторы (ФЧД) и устройство сравнения, отличающийся тем, что блок контроля имеет три подканала контроля по крену, тангажу и курсу, причем в каждый подканал обработки сигналов отдельного СКВТ введены нуль-орган, два УВХ, информационные шины, шина запись/считывание и шина опорного напряжения, а также в каждый подканал обработки сигналов введен микроконтроллер, при этом выходы синусной и косинусной обмоток первого СКВТ через первый и второй ФЧД соответственно соединены с первым и вторым информационными входами микроконтроллера, также выходы этих обмоток через первый и второй УВХ соответственно соединены с четвертым и пятым информационными входами микроконтроллера, шина опорного напряжения (лев. борт) соединена с опорными входами первого и второго ФЧД и входом нуль-органа, выход которого соединен с третьим информационным входом микроконтроллера, который первой шиной запись/считывание соединен с управляющими входами обоих УВХ, выходы синусной и косинусной обмоток второго СКВТ соединены с этим же микроконтроллером соответствующими связями идентично первому СКВТ, один выход микроконтроллера соединен с табло аварийно-предупредительной сигнализации сигналами “расхождение”, а другие выходы микроконтроллера для каналов крена и тангажа соединены сигналами “велик предельный крен левый” и “тангаж пикирование”, “велик предельный крен правый” и “тангаж кабрирование” соответственно.

2. Блок контроля двух курсовертикалей по п.1, отличающийся тем, что все подканалы соединены с пилотажно-информационным комплексом “интеллектуальный борт” шиной последовательного интерфейса, а подканалы крена и тангажа соединены с ним также входом разовой команды “взлет/посадка-маршрут”.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке сигналов от датчиков (Д), в частности, детонационного сгорания

Изобретение относится к системам телекоммуникаций и вычислительной техники и может найти применение для измерения параметров ошибок, искажающих данные в каналах передачи или воспроизведения информации со вставками/выпадениями бит

Изобретение относится к электросвязи, в частности к устройствам контроля занятых каналов связи без перерыва и искажений передачи информационных сигналов

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться в системах телеметрии, телеуправления

Изобретение относится к цифровой магнитной записи и может быть использовано для уменьшения времени преобразования, исправления ошибок во внешних запоминающих устройствах микро-ЭВМ и персональных компьютеров

Изобретение относится к цифровым системам передачи-приема информации и может быть использовано при измерении величины битовой ошибки п цифровой системе связи и в цифровой системе записи воспроизведения телеметрической информации

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для контроля состояния рассредоточенных объектов

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре передачи, приема и обработки информации

Изобретение относится к цифровым системам передачи и может быть использовано для оперативного контроля достоверности в телеметрических потоках информации

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может использоваться в многоканальных системах с циклическим опросом источников контролируемых кодов

Изобретение относится к системам телеуправления и телесигнализации

Изобретение относится к области сигнализации, точнее к технике контроля состояния протяженных инженерных систем и объектов, и может быть использовано, например, для контроля качества строительства и состояния магистральных трубопроводов

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам дистанционного автоматизированного управления судовыми энергетическими установками (СЭУ)

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при метрологических исследованиях синусно-косинусных вращающихся трансформаторов

Изобретение предназначено для проверки работоспособности и регулирования многоканальных систем управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей аппаратуры и повышении достоверности контроля за счет обеспечения эквивалентного штатному подключения контролируемой системы. Для этого предложена автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для проверки цепей энергетического и информационного взаимодействия многоканальной системы управления с исполнительными устройствами, содержащая виртуальный эталон и модуль сравнения сигналов с эталоном, ПЭВМ, соединенную узлом передачи информации с блоком контроля, имеющим возможность соединения с контролируемой системой и содержащим блок управления, многоканальный блок нормализации входных сигналов с аналого-цифровым преобразователем, блок формирования выходных сигналов, имитатор интерфейса, при этом аппаратура снабжена блоком имитации штатного подключения контролируемой системы с блоком формирования релейных сигналов состояния контролируемой системы, блоком имитации подключения к сети питания, модулем управления, модулем связи контролируемой системы с ПЭВМ и модулем интерфейса, имеющим возможность подключения к имитатору интерфейса блока контроля через контролируемую многоканальную систему управления. 1 ил.

,Изобретение относится к области контроля активации подчиненных блоков сетей LIN. Техническим результатом является предотвращение активации подчиненных блоков сети типа LIN, если источником запроса на активацию являются помехи. Устройство (D) предназначено для контроля активации подчиненных блоков (ОЕ1-ОЕ5) мультиплексной сети связи типа LIN (R), управляемой задающим блоком (ОМ). Устройство (D) выполнено таким образом, чтобы, когда задающий блок (ОМ) обнаружил активность в сети (R) во время фазы ожидания, i) предписывать задающему блоку (ОМ) передавать по меньшей мере на некоторые подчиненные блоки (ОЕ1-ОЕ5) и предпочтительно на все блоки, которые могут быть источником запроса на активацию, сообщения запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или не локальный источник обнаруженной активности, затем ii) анализировать значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых задающим блоком (ОМ), чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок источником активности и, в случае подтверждения, оправдана ли эта активность относительно соответствующего значения поля состояния, и iii) разрешать задающему блоку (ОМ) подтверждать активацию подчиненных блоков, только если активность оправдана. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области дистанционного управления, а именно к дистанционному управлению параметрами в заданном диапазоне. Технический результат - синхронизированное управление множеством устройств с относительными значениями параметров. Описаны система и способ для управления множеством устройств (150) посредством устройства (105) дистанционного управления. Прибор (105) дистанционного управления передает одинаковую последовательность команд на каждое из множества устройств (150) для исполнения относительного увеличения или уменьшения их параметра на некоторое значение. Существует двусторонняя связь между прибором (105) дистанционного управления и устройствами (150). Устройства (150) подтверждают корректный прием команды посредством передачи подтверждающего сообщения на прибор (105) дистанционного управления. Прибор (105) дистанционного управления повторяет передачу команды на устройство (150) в случае неприема подтверждающего сообщения от устройства (150). В этом случае гарантируется, что все управляемые устройства (150) принимают одинаковые команды, и их управляемые параметры поддерживаются в синхронизации. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству для контроля погрешности преобразования угла поворота вала в код. Устройство содержит образцовый преобразователь поворота вала в код, блок сопряжения контролируемого и образцового преобразователей, состоящий из узла жесткого соединения валов образцового и контролируемого преобразователей, узла для ограничения поворота корпуса контролируемого или образцового преобразователей с установленным на нем автоколлимационным зеркалом, угловое положение которого измеряется цифровым автоколлиматором. Выход автоколлиматора и выходы контролируемого и образцового преобразователей через электронный блок связаны с персональным компьютером. Узел ограничения поворота корпуса контролируемого или образцового преобразователей обеспечивает корпусу все степени свободы подвижности за исключением разворота вокруг оси собственного вала и может быть выполнен в виде параллелограммного механизма со сферическими шарнирами. Технический результат - обеспечение возможности увеличения числа контролируемых положений преобразователя.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - обнаружение и устранение аномальных измерений при фиксированном значении вероятности ложной тревоги. Устройство содержит блок хранения результатов измерений, коммутаторы, блок разбиения на интервалы, генераторы случайных чисел, блок устранения связанных значений, блок ранжирования, регистр хранения выборки случайных чисел, блоки аппроксимации, блоки вычитания, блоки хранения остатков, блоки получения ранжированного ряда на интервалах, блоки получения усеченной выборки, блоки вычисления оценки среднеквадратического отклонения, блоки умножения, регистр хранения коэффициента, блок определения коэффициента, блок установки вероятности ложной тревоги, компараторы, блоки хранения штрафов, арифметическое суммирующее устройство, блок вычисления порога, компаратор, регистр хранения штрафов, блоки построения и аппроксимации гистограммы, блок вычисления разности, блок хранения разности, блок вычисления максимального значения разности, блок замены, блок хранения, блок управления, регистр хранения, блок задержки, генератор тактовых импульсов. 2 ил.
Наверх