[发明专利]冗余信号的处理系统、相关方法和包括这类系统的航空器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，尽管本发明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发明。

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{Oi}。

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发明也适用，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{X1，...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{X1，...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(départ 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{X1，...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(T)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t0的有效值X。因此，如果t0＜t＜t0+T+ε，则在时刻t的有效值是时刻t0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{X1，...XN}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。

发明内容

本发明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T)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。