Диссертация (785901), страница 31

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

Текст из файла (страница 31)

Его распределение вмоментвремениt = nT0зависит отзначенийсчетчиканесравненийиапериодического фильтра в момент времени (n – 1)Т0, т. е. это также марковскийпроцесс. Уравнение перехода для этого процесса можно записать в виде:P( yn  Li , J n  j )   P( yn  Li , J n  j | yn 1  Lk , J n 1  l ) P( yn 1  Lk , J n 1  l ),k ,lгде P(yn  Li, Jn = j) – совместное распределение событий, состоящих в том, что вмомент времени t = nT0 значение сигнала фильтра будет лежать в промежутке Li, азначение счетчика несравнений будет равно j.Очевидно,чтофункционированиеP(yn  Li, Jn = j) = P(Jn = j | yn  Li)P(yn  Li).фильтранезависитотсчетчикаПосколькунесравнений,тораспределение Р(уn  Li) можно брать из предыдущего рассмотренного случая.Рассмотрим условную вероятность P(yn  Li, Jn = j | yn–1  Lk, Jn–1 = l ).

Посколькуимеется соотношение Р(аb|с) = Р(а|bс) Р(b|с), то:P( yn  Li , J n  j | yn1  Lk , J n1  l )  P( J n  j | yn  Li , yn1  Lk , J n1  l ),P( yn  Li | yn1  Lk , J n1  l ).Легко видеть, что:P( J n  j | yn1  Lk , J n1  l )  P( J n  j | yn  Li , J n1  l ),P( yn  Li | yn1  Lk , J n1  l )  P( yn  Li | yn1  Lk ).240После этого можно получить следующее уравнение перехода для совместногораспределения:P( J n  j | yn  Li )  P( yn  Li )   P( J n  j | yn  Li , J n1  l ),(5.3)k ,lP( yn  Li | yn1  Lk )  P( yn1  Lk )  P( J n1  l | yn1  Lk ).При решении уравнения (5.3) в качестве Р(уn  Li) берется ранееопределенноестационарноераспределениеапериодическогофильтра.Коэффициенты Р(уn  Li|yn–1  Lk) есть не что иное, как элементы матрицы вуравнении перехода для распределения выходного сигнала апериодическогофильтра.

Соответствующие коэффициенты уравнения перехода равны:1. 0 < yn–1 < h. Сигнал фильтра сравнивается с эталонным.P( J n  0 | J n 1  0, yn  L0 )  1  T0  T01J max  1P( J n  i  1 | J n 1  i, yn  L0 )  1  T0  T0P( J n  i | J n 1  j , yn  L0 )  T0,1J max  1, i  1,..., J max ,1в остальных случаях.J max  12.

yn–1 > h. Сигнал фильтра не сравнивается с эталонным.P( J n  J max | J n 1  J max , yn  Ls )  1  T0  T0P( J n  i | J n 1  i  1, yn  Ls )  1  T0  T0P( J n  i | J n 1  j , yn  Ls )  T01J max  11J max  11,, i  1,..., J max ,в остальных случаях.J max  1В результате решения уравнения (5.3) получаем стационарное условноераспределениеP(J = j | y  Lk),послечеголегконайтивероятностьP( J  J max )   P( J  J max | y  Lk )  P( y  Li ) , которая определяет интенсивностьkдостижения счетчиком несравнений максимального значения.241На рис.

5.21–5.22 приведены зависимости интенсивности достижениясчетчиком несравнений максимального значения для апериодического фильтра,причем на рис. 5.21 приведены зависимости при отсутствии сбоев счетчиканесравнений, а на рис. 5.22 приведены характеристики при их наличии.Рисунок 5.21 – Интенсивность отказов сигнала апериодического фильтрапри отсутствии сбоев счетчика несравненийРисунок 5.22 – Интенсивность отказов сигнала апериодического фильтрапри наличии сбоев счетчика несравнений242Следует отметить, что интенсивность достижения счетчиком несравнениймаксимального значения для апериодического фильтра значительно выше, нежелидля прямой цепи. Это объясняется тем, что у апериодического фильтрасущественно большее, нежели у сигнала прямой цепи время восстановления.Поэтому даже одного сбоя сигнала фильтра может быть достаточно длядостижения счетчиком несравнения максимального значения.

Поскольку счетчикнесравнений предназначен для того, чтобы внести инерционность в процесспринятия решения об отказе сигнала фильтра, то логично требовать от счетчиканесравнений, чтобы он отличал сбой апериодического фильтра от его отказа.Поэтому при любом сбое сигнала фильтра счетчик несравнений не должендостигать максимального значения. Следовательно, должно выполняться условиеJmax > m.

Поскольку T0  Tф H   1,m  lg max  lghT ф то:T T H J max  lg max  lg 0 ф   1. T  h  ф Это неравенство определяет условие, накладываемое на параметры фильтраи алгоритмы контроля, выполнение которого гарантирует, что при сбояхапериодического фильтра счетчик несравнений не достигнет максимальногозначения и признак неисправности сигнала апериодического фильтра выработанне будет. На рис. 5.23 приведены области допустимых параметров фильтра иалгоритма контроля.

В совокупности с ограничениями на порог срабатывания ина максимальное значение счетчика несравнений это условие определяетмаксимальную постоянную времени фильтра, при которой допускается егосамовосстановление. Видно, что ограничение весьма жесткое. Так, приh = 0,1Нmax, Т0 = 0,05 с и Jmax = 4 максимальная постоянная времени фильтраТф = 0,05 с, при h = 0,3Нmax постоянная времени увеличивается до Тф = 0,1 с.Возвращаяськзависимости(J = Jmax) = f(),следуетотметить,что243интенсивность событий  (J = Jmax) для апериодического фильтра и прямой цепиразличаются более чем на четыре порядка. Кроме того, следует отметитьединичный наклон логарифмической характеристики P(J = Jmax) = F(, т.

е.доминирующей причиной искомого события является единичный сбой фильтра (вданном случае Jmax < m). Это невозможно для случая прямой цепи. Приувеличении порога срабатывания наклон характеристики увеличивается, кактолько количество промежутков, на которые разбивается область изменениясигнала апериодического фильтра, достигает значения Jmax.Рисунок 5.23 – Область параметров апериодического фильтра,при которых нет срабатываний системы контроля после сбоев5.4 Предварительная оценка порогов срабатывания алгоритмов контроляКак уже отмечалось, обеспечение безопасности полета – важнейшая задачапри разработке самолета.

Одной из главных предпосылок безопасности являетсянадежность системы управления и бортового оборудования самолета, чтоопределяется их архитектурным построением, уровнем резервирования инадежностью элементов. Для обеспечения надежности системы резервирование244элементов должно дополняться средствами обнаружения, локализации и изоляцииотказавшего элемента.

С этой целью система дистанционного управлениясамолета и другие бортовые системы обязательно содержат систему контроля,которая выполняет следующие функции:− контроль оборудования; выполняется бортовыми средствами встроенногоконтроля (BIT-Built In Test);− контроль условий эксплуатации - обычно это включает проверку наличияэлектропитания, контроль температуры (особенно вычислительной части),наличие обледенения датчиков системы воздушных сигналов и т.

д.;− проверка признаков исправности и контроль входной информации;− проверка признаков исправности и контроль сигналов от соседнихканалов;− самоконтроль электронных блоков управления и контроля приводов ицифровых вычислителей основной системы управления и синхронизациясостояний резервированных вычислителей;− контроль вычислительного процесса и координация результатов, т. е.выравнивание интегралов и фильтров, контроль выходных сигналов;− обнаружение отказа основной системы управления, ее реконфигурация ипереключение на резервную систему управления.СДУдолжнаобеспечиватьавтоматическийназемныйиполетныйвстроенный контроль элементов и сигналов взаимодействующих систем савтоматическим обнаружением, локализацией и изоляцией отказавшего элемента.Информация об отказавшем элементе до уровня конструктивно-съемногоэлемента(LRU)должнабытьотправленавсоответствующиесистемыпредупреждения и регистрации.

Кроме того, обнаружение, локализация иизоляция отказа должны выполняться в течение ограниченного времени.Как и всякий другой элемент системы управления, система контроляподвержена отказам, хотя уместнее говорить о неправильном функционировании.Обычно рассматривают два вида отказов системы контроля: несрабатывание иложное срабатывание.245Анализ функциональных отказов системы контроля. Отказы системыконтроля для разных сигналов приводят к последствиям разной тяжести.Критичность этих отказов для каждого сигнала должна быть определена на этапеанализафункциональныхотказов.Дляосновнойсистемыуправлениясовременного пассажирского самолета критичность отказов системы контролясигналов определяется критичностью функций, где этот сигнал используется (см.таблицу 5.1).Например,влогикереконфигурациизаконовуправленияпредусмотрено переключение на резервное управление в случае отказа сигналовинтегрированной системы воздушных сигналов и инерциальной информации(ADIRS).

Такая ситуация оценивается как сложная ситуация, и вероятностьданного события не должна превышать P/T < 10–5 1/ч.Оценкавероятностиложногосрабатываниясистемыконтроля.Рассмотрим особую ситуацию, связанную с неправильным функционированиемсистемы контроля, а именно: сигнализируемую потерю сигнала, что имеет местопри ложном срабатывании системы контроля как при всех исправных сигналах,так и при отказах части сигналов. Качественное рассмотрение и вероятностныйанализ этих двух видов отказов системы контроля очень важен для выбораключевых параметров системы контроля – порогов срабатывания и времениподтверждения.Порогисрабатываниянеобходимоделатьминимальновозможными, чтобы исключить несрабатывание системы контроля. С другойстороны, при очень малых значениях порога срабатывания резко возрастаетвероятность ложного срабатывания системы.

Характеристики

Список файлов диссертации