Лекция №22.1. Системы контроля рулевых приводов (1242143)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РУЛЕВЫХПРИВОДОВР (вероятность выхода из строя)я10-12оретическа10-10Те10-810-6Рьнлеаая10-410-2n (число каналов)1234Зависимость вероятности полного выхода из строярезервированной системы от числа ее подканаловДля резервированной системы вероятность отказа одногоподканала P(t )  p(t )   t ,где: p(t )вероятностьотказаодногоподканаларезервирования; - интенсивность отказа устройства или элемента;t - время, в течение которого рассчитываетсявероятность отказа, как правило, это один час полета.2Вероятность отказов двух подканалов: P(t )  6 p (t )3Вероятность отказов трех подканалов: P(t )  4 p (t )Вероятность отказов четырех подканалов: P(t )  p 4 (t )Встроенная система контроля, или, как часто говорят, мониторинга - является обязательной подсистемой рулевогопривода современного самолёта.

Своевременное обнаружение иавтоматическое отключение неисправного устройства или целикомканала рулевого электрогидравлического привода и переход нарезервный канал управления при появлении локального отказапривода или взаимодействующей с ним системы – вот задачапостроения системы встроенного контроля.

Системы встроенногоконтроля, выполняющие указанные выше задачи, включают в свойсостав: Датчики координат привода, характеризующих исправноесостояние привода и взаимодействующих с ним систем. Логические устройства, осуществляющие быструю оценкуобщесистемной ситуации в приводе на основе анализаизмеряемыхкоординатвзаимодействующихлогическихсустройствприводаприводомсистемисистем.сигналовВвстроенногоизкачествеконтроляисправности в настоящее время всё чаще используютсявстроенные в привод микроконтроллеры. Детекторы отказов, вырабатывают команды на устройстваизменения структуры привода (отключение неисправногоканала и перевод его в безопасное состояние), а такжесигнализируют о факте появления отказа. Исполнительные устройства, обеспечивающие изменения вструктуреприводаипереводотказавшегоканалавотказобезопасное состояние.Классификация отказовПассивный отказ – отказ, не приводящий к изменениюпараметров и характеристик системы.

В случае рулевого приводаэто отказ, не приводящий к перемещению выходного звена.Наиболее характерный пример – обрыв входного сигнала.Примерно 30% всех отказов – пассивные отказы.Активныйотказ-отказ,приводящийкизменениюпараметров и характеристик системы. В случае рулевого приводаэто отказ, приводящий к перемещению выходного звена. Наиболеехарактерный пример – обрыв сигнала обратной связи или обрывпитающего напряжения операционного усилителя. Примерно 70%всех отказов – пассивные отказы.Требования к контролю рулевых приводов:Вероятностьобнаруженияистинногоотказа–95%.Увеличение вероятности обнаружения истинных отказов с 50% до95% увеличивает вероятность безотказной работы системы приводав целом в 10 раз.Вероятность появления ложного отказа – 5-10%.

Желательно,чтобы ложные отказы в воздухе были исключены. Для уменьшениявероятности их появления и накопления отказов перед вылетомдолженпроводитьавтоматическийсистемы управления и рулевых приводов.предполетныйконтрольВажным вопросом при проектировании резервированныхприводов с системами встроенного контроля является обеспечениенеобходимого быстродействия системы встроенного контроля,которая оценивается длительностью интервала времени с моментапоявления отказа и до момента переключения неисправного каналана исправный резервный канал с обеспечением полноценногоуправления.

По опубликованным данным оценки допустимоговремени обнаружении отказа и перехода на резервный каналпривода лежат в пределах от 0.040 с до 0.2 с.В ТЗ на контроль рулевых приводов нормируется величинаперемещения выходного звена привода при отказе и времяотключения неисправного подканала:после первого отказа перемещение выходного звена привода недолжно превышать 2мм за время 0,2 с;после второго отказа перемещение выходного звена привода недолжно превышать 4мм за время 0,2 с.Схемы выбирающих устройства)б)Схемы выделения:наименьшей (а) и наибольшей величины (б).Схема выборки:Среднее арифметическое:U вых U1  U 2  U 33Среднее логическое:1. При трехканальной схеме: Больший и меньший сигналотбрасываются и на выход проходит средний.

После первого отказана выход проходит меньший из двух. После второго отказа системаотключается.2. При четырехканальной схеме: Больший и меньший сигналотбрасываются и на выход проходит меньший из двух. Послепервого отказа больший и меньший сигнал отбрасываются и навыход проходит средний. После второго отказа на выход проходитменьший из двух. После третьего отказа система отключается.Временная диаграмма выделения среднего сигналаКлассификация систем контроля:1. Мажоритарный контроль посредством кворумэлементов;2. Система контроля сравнением входного ивыходного сигналов;3. Система контроля с применением модели(электронной или гидромеханической);4. Пороговый контроль;5.

Контроль с применением тестовых сигналов;6. Контроль с применением алгебры логики;7. Контроль по сравнению сигналов.Дляконтроляисправностирезервированногоканалауправления целесообразно использовать следующие координатыпривода:- Напряжения на обмотках управления электромеханическихпреобразователей сигналов ЭГУ, линейных электродвигателей(ЛЭД) и других электромеханических преобразователей иисполнительных механизмов.- Ток управления, идущий на обмотки электромеханическогопреобразователя.- Сигналы рассогласования в каналах привода.- Входные сигналы управления.- Сигналы в цепях позиционных обратных связей и другиесигналы, характеризующие состояние следящего привода,например, с датчиков положения золотника или с датчиковперепада давления.1.

Мажоритарный контроль(Схема кворум-элемента)Схема мажоритарного контроляОдин из каналов (х1, х2, х3) считается отказавшим, есликонтролируемаякоордината(xi)отличаетсяарифметического(хср) или среднегоотсреднеговыборочногозначения,полученного на основе осреднения одноименных координат во всехканалах на определенную величину х:x ср 1 M xim i 1x i  x ср(1) х .В выражении 1 х - порог срабатывания детектора отказов (ДО).Схемы систем управленияс кворум-элементамиД1Вычислитель 1К.Э стД2Вычислитель 2К.ЭЭГРПД3Вычислитель 3Д4Вычислитель 4К.ЭК.ЭСистема управления с одним контрольным сечениемД1Uос1Вычислитель 1К.ЭК.ЭUвх1UК.Э стUос2Д2К.ЭВычислитель 2К.ЭUUвх2К.ЭЭГРПUвхД3К.ЭВычислитель 3К.ЭК.Э3Uос3Д4Вычислитель 4К.ЭК.ЭUвх4Uос4UUК.ЭСистема управления с контрольным сечениемпосле каждого функционального элементаВероятность безотказной работы первой системы приусловии, что надежность кворум-элементов практическиравна единице, определяется следующими зависимостями:P1  1  (1  PД PВЫЧ PРП ) 3  1  (1  PЭ3 ) 3 ,где: PД - вероятность безотказной работы датчиков;PВЫЧвероятностьбезотказнойработывычислителя;РРП - вероятность безотказной работы рулевогопривода;PЭ - эквивалентная вероятность безотказнойработы при условии, что:PД  PВЫЧ  PРП  PЭ .А вероятность безотказной работы второй системы:33P2  PД3 ( 4  3PД ) PВЫЧ( 4  3PВЫЧ ) PРП( 4  3PРП )  PЭ9 ( 4  3PЭ ) 3Выигрыш в надежности составляет:P2 PЭ9 (4  3PЭ ) 3.P1 1  (1  PЭ3 ) 3Чем больше функциональных элементов стоит в каждомподканале резервирования, тем больший выигрыш внадежности получается при установке контрольных сеченийна выходе однотипных функциональных элементов.Вероятность ложного отключенияВид порога срабатываниясимметричныйВероятность ложного откл.Pло  1  Ф(t )Значения для tUt 0U n yU0несимметричныйt1 U1U; t2  2U n yU n y11Pло  1   Ф(t 2 )  Ф(t1 )22U0U n y1Pло  1  Ф(t )2U1 U2одностороннийtU0tt22Ф(t ) e 2 dt2 0Двухкаскадный рулевой приводСИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАНАЛА УПРАВЛЕНИЯ и ЭГУ №2Хз2ДП31КР2УсилительI1U1КлапанотключенияРслU2PпЭГУКР1I2КР1КР2ДП31СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАНАЛА УПРАВЛЕНИЯ и ЭГУ №1Детектор отказаХз1ХзМОДЕЛЬ ЭГУ+ФильтрUвыхkуТфs 1ХзмРелеотключенияP1UвхUПодстройка моделиСхема контроля исправности электрогидравлического усилителямощности с двумя электрическими каналами управления: U1,2 – сигналыуправления; Кр1,2 – контакты реле отключения; Хз1,2 – сигналы положениязолотника гидрораспределителя ЭГУ; i1,2 – токи управления в обмоткахЭГУ; ДПЗ1.2 – датчики положения золотника гидрораспределителя ЭГУ; ку,Тф – параметры фильтра; Р1 – реле отключения канала.Алгоритмизменениямаксимальнойскоростизолотникагидрораспределителя, представляемый в модели напряжениемU зmопределяется соотношением:U& max .о  U& max .н  KV  x з  x зм signU V ,гдеU& max .н –максимальная скорость перемещения золотника приположительной температуре жидкости и номинальном давлениипитания;U& max .о -максимальная ограниченная скорость перемещениязолотника;хзм - сигнал на выходе модели ЭГУ, пропорциональныйперемещению золотника;хз – сигнал, снимаемый с датчика перемещения золотника;Uv – сигнал управления скоростью движения золотника.2.

Система контроля сравнением входного ивыходного сигналов;Изуравнениярассогласования:U  U вх  U вых .Следовательно, выходной сигнал (сигнал обратной связи) вследящей системе должен быть равен входному сигналу и обратенему по знаку, т.е. сигнал ошибки должен быть обнулен. На этомпринципе и строится система контроля.Однако данный метод контроля можно применять наприводах, нагрузка на выходном звене которых заведомо меньшерасполагаемого усилия, т.к. при «упоре» в шарнирный моментшток останавливается и его перемещение не соответствуетвходному сигналу. В этом случае система контроля отключитисправный привод.Рулевой привод, построенный по методусуммирования усилий и тандемным расположениемподканаловU  U вх  U вых  U кСистема контроля с применением электронноймодели (Model)UXштКанал сервоприводаXкпUдкU осUосДУsЭМ1Ts+1Кк устройствуe-p отключенияСхема простейшей системы контроляUXштКанал сервоприводарезультирующаяхарактеристикаUспИУкsКe-pUmк устройствуотключенияФЭэлектронная модель подканалаСхема унифицированной системы контроляСистема контроля с применением логических схем(Electrical Logic)K p    1 "Отказ КУП1"СО*1Kp    (T2p+1)(T3p+1) тек.2ист.1К1уборка1К21К3ГР-773200"Шасси убраны2"К28.5 10КУП2 "Отказ КУП2"СО*2K p     тек.3ист.выпуск+27В IIк1(T2p+1)(T3p+1)Гидрокран выпуска уборки ПК+27В IкК1К3ИЛИКК3К18.5 10КУП1>2К2"Шасси убраны1""Стойка обжаталевая"К1К2ИЛИ1К3Б СО*2СО*3А0 "Отказ КУП3"преобразовательБА8.5 10АБ"Шасси убраны3"КУП3СО*1"Стойкаобжатаправая"ИЛ И тек.1ист.К1ИЛ И(T2p+1)(T3p+1)К2К3ИЛИТ1Т3-Т2 = 3 - 5 сТ2 Т3ТСО*3ИИК2НЕИИК3НЕ=0.5c=0.5cПамятьПамять"Отказ КУП1">2ПамятьГР-773200"Отказ КУП3"И1ИЛИ-НЕ=0.5-0.7cцилиндравтоматапредкрылковнагнет."Отказ КУП2"ИЛ ИМСТ-40А-2=0.5cобщ ая г/сНЕИЛ ИИИЛ ИК1НЕИЛ ИсливКотказпредкрылковМСТ-40А-2- Схема включается в работу при наличии сигналаразжатия обеих стоек шасси.- Отключение долж но производиться при появлении хотябы одного сигнала обжатия с задержкой 3-5 сек.

привыпущенных шасси.2Схема контроля канала управления предкрылками насамолете МиГ-УТС.Система контроля, основанная на принципесравненияUвхлевн корнправ н корн-1ОтказГС60М СТt2t1Отказ СОСОтказ СВС-60t2t1=(0.1...0.2) с=(0.5...0.7) с+27В+27ВилиУМУМАУ-46-06ГоловкауправленияАУ-46-06ГоловкауправленияPPБГЦКорневой носок левой консолиБГЦДПР-4нагнетаниеДПР-4Корневой носок правойконсолисливСистема автоматического управления носками крылас контролем по сравнению отклонения носков на правой илевой консоли крылаПринципиальная схема рулевого привода самолета F-16.Принципиальная схема рулевого привода самолета F-18.угловоеСпособотключенияотказавшегоподканалаширотно-импульсныйрелейныйцифровойаналоговыйтриКоличестводопустимыхотказовлинейноеавтоматическоеручноеСпособобнаруженияотказавшегоподканаладваодинтандемноепараллельноеКонструктивноерасположениеподканаловСравнение сигналов обратнойсвязи с входным сигналомСравнение положенийштоков и выходного звенаСравнение сигналов обратной связи между собойСпособ соединенияштоков подканаловс общим выходомСравнение сигналоврассогласованияс замещениембез замещенияПринципрезервированияСравнение сигналов скорректирующих элементовненагруженныйрезервоблегченный резервсуммирование скоростейсуммированиеперемещенийМетодрезервированиянагруженный резервфрикционныйНаличиекоррекциипружинныйсуммирование усилийсистема контролягидромеханическийМодельныйподканалМетжесткийпо сигналамрассогласованияпо перепадудавленияТип обратнойсвязиэлектронныйпятьчетыретриКоличествоподканаловпо сигналу обратнойсвязигидравлическаямеханическаяэлектрическаядваМногоканальные электрогидравлические рулевые агрегатыТип сигналауправленияПеремещениевыходногозвена.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций