自动飞行控制系统 第十三章 自动飞行系统的余度技术
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13.3 故障监控和隔离
故障监控是由监控器实现的 一种功能，它能检测并识别 有故障的部件及通道，发出 监控信号以便执行警告与切 换。自动飞行控制系统中的 故障有两类：飞行中故障和 潜在故障。
17
13.3 故障监控和隔离
比较监控
把各余度信号加 以相互比较的方 法，实现对故障 的检测和识别
自主式监控
7
13.1 余度配置
飞行控制计算机、伺 服舵机和主要的传感 装置（驾驶员指令传 感器、飞机运动传感 器）
决定系统可靠性要害的部件
8
13.1 余度配置
9
13.1 余度配置
选择
飞行控制系统的硬件基本余度等级以四余度和 具有自监控能力的三余度方案最为常见，均可 以实现双故障工作。但是，依据目前实际技术 水平的情况分析，自监控能力尚待完善，自监 控的覆盖率也不理想，所以，四余度方案常常 是首选构型。
也称冷备份余度方案， 是指系统虽然具有N个余 度，但是在工作时间内， 在运行，其他余度通道 只有一个工作通道不运 行、不参与控制，而只 是处于备份状态。
15
13.2 余度管理技术
平均值表 决法
中值表决法
多数表决法
信号表决是指在正常工作和各种故障状态下， 从余度通道的信号中选择适宜的信号作为工作信 号参与控制。
实现对所发现 差误和故障的 处理，目的是 故障隔离或故 障效应的软化
实施对系统的 重构
进行系统工作 状况（故障、 故障影响）的 申报与咨询等
12
13.2 余度管理技术
监控面设计原则
在不过分增加系统复杂性的前提下，通过监控面的 设置尽量提高系统的可靠性。因为从数学计算的角 度上讲，监控面的数目越多，在相同余度配置的条 件下。系统的可靠性越高。当然，监控面的过多设 置又带来不可避免的负面效应——系统复杂性的提 高和故障率的增加。因此，监控面的位置与数目的 选择是一个综合考虑各方面因素的折中设计。
故障隔离方法
在地面维护性测试条 件下，可以通过BIT 将故障定位至LRU、 SRU级，进行人工的
更换，从而达到隔离 的目的
13.5 故障综合与故障申报
故障综合
是将整个飞行控制系统所发生的全部故 障（包括各功能单元的瞬态故障及永久故 障）逐一进行分类、登记，并根据预先制 定的综合准则．实施申报等级的划分与显 示方案的处理。
13.5 故障综合与故障申报
故障申报
是由系统的显示、告警装置实现的。 故障申报的原则、方式和信息量的多少受 系统上述部件能力的约束，而且故障综合 应同故障申报要求相兼容。
13.6 故障的恢复
故障恢复
故障恢复功能为一部分“原已发生，而 且也已被隔离并被申报”的故障，当其故 障状态确已消失、信息恢复正常后，再度 被使用提供了条件。
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本节课内容
第十三章 自动飞行系统的余度技术
13-1、余度配置 13-2、余度管理技术 13-3、故障监控和隔离 13-5、故障综合与故障申报 13-6、故障恢复
13.1 余度配置
自动飞行控制系统的余度配置可 以用其硬件的基本余度等级来表示， 是指和飞机飞行安全至关重要、并 决定系统可靠性的要害部件的余度 配置数目。
自动飞行系统
课程回顾
第十一章 偏航阻尼器系统 第十二章 电传操纵系统
wenku.baidu.com
问题导入
保证系统有足够的可靠性，并且应 不低于机械操纵系统的水平。但是， 在当前的技术条件下，单通道的数 字飞行控制系统是无法实现所规定 的飞行安全可靠性指标的
3
解决措施
一种途径是进一步提高元部件的 可靠性，这是有限的； 另一种有效方法是采用余度技术， 即采用多重可靠性较低的、相同或 相似的元部件组成可靠性较高的系 统，通常称这样的系统为余度系统。
10
13.1 余度配置
相似余度：采 用完全相同的 硬件（或软件） 所组成的多重 余度系统。
弱点在于：无 法抗拒共性故 障的雪崩式损 害。
余
度 非相似余度：
形
可以大大减少 各余度通道之
间遭受共同故
式
障而同时丧失 功能的概率，
从而增加系统
的生存能力和
提高可靠性。
11
13.2 余度管理技术
1
2
3
4
实行对系统各 分系统、各部 件的工作状况 的检测与监控， 目的是发现差 误和故障
13
13.2 余度管理技术
监控面设计具体安排
特殊信号 的监控
传感器输出信 号的自检测与 余度信号的比 较监控
开关量、离
散信号的比 较监控
伺服作动系
统自监控与 比较监控
计算机自 监控
输出指令 监控
14
13.2 余度管理技术
余度通道间的运行状态
热并行运行方式
全部余度均在执行同 一任务的热运行之中
主备方式
通过硬件、软件或 硬／软件综合等手 段，无需外部任何 支持条件而仅依靠 本通道自身的能力， 所提供的故障检测 与识别方式，
18
13.3 故障监控和隔离
利用表决器及监控 器的重构，完全舍 弃已发生故障的信 号，使其不再参加 信号链信息的表决 和传递
利用转换机构（开关、 离合器）、转换线路 （逻辑电路）切除已发 生故障功能对系统的影 响
13.3 故障监控和隔离
故障监控是由监控器实现的 一种功能，它能检测并识别 有故障的部件及通道，发出 监控信号以便执行警告与切 换。自动飞行控制系统中的 故障有两类：飞行中故障和 潜在故障。
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13.3 故障监控和隔离
比较监控
把各余度信号加 以相互比较的方 法，实现对故障 的检测和识别
自主式监控
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13.1 余度配置
飞行控制计算机、伺 服舵机和主要的传感 装置（驾驶员指令传 感器、飞机运动传感 器）
决定系统可靠性要害的部件
8
13.1 余度配置
9
13.1 余度配置
选择
飞行控制系统的硬件基本余度等级以四余度和 具有自监控能力的三余度方案最为常见，均可 以实现双故障工作。但是，依据目前实际技术 水平的情况分析，自监控能力尚待完善，自监 控的覆盖率也不理想，所以，四余度方案常常 是首选构型。
也称冷备份余度方案， 是指系统虽然具有N个余 度，但是在工作时间内， 在运行，其他余度通道 只有一个工作通道不运 行、不参与控制，而只 是处于备份状态。
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13.2 余度管理技术
平均值表 决法
中值表决法
多数表决法
信号表决是指在正常工作和各种故障状态下， 从余度通道的信号中选择适宜的信号作为工作信 号参与控制。
实现对所发现 差误和故障的 处理，目的是 故障隔离或故 障效应的软化
实施对系统的 重构
进行系统工作 状况（故障、 故障影响）的 申报与咨询等
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13.2 余度管理技术
监控面设计原则
在不过分增加系统复杂性的前提下，通过监控面的 设置尽量提高系统的可靠性。因为从数学计算的角 度上讲，监控面的数目越多，在相同余度配置的条 件下。系统的可靠性越高。当然，监控面的过多设 置又带来不可避免的负面效应——系统复杂性的提 高和故障率的增加。因此，监控面的位置与数目的 选择是一个综合考虑各方面因素的折中设计。
故障隔离方法
在地面维护性测试条 件下，可以通过BIT 将故障定位至LRU、 SRU级，进行人工的
更换，从而达到隔离 的目的
13.5 故障综合与故障申报
故障综合
是将整个飞行控制系统所发生的全部故 障（包括各功能单元的瞬态故障及永久故 障）逐一进行分类、登记，并根据预先制 定的综合准则．实施申报等级的划分与显 示方案的处理。
13.5 故障综合与故障申报
故障申报
是由系统的显示、告警装置实现的。 故障申报的原则、方式和信息量的多少受 系统上述部件能力的约束，而且故障综合 应同故障申报要求相兼容。
13.6 故障的恢复
故障恢复
故障恢复功能为一部分“原已发生，而 且也已被隔离并被申报”的故障，当其故 障状态确已消失、信息恢复正常后，再度 被使用提供了条件。
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本节课内容
第十三章 自动飞行系统的余度技术
13-1、余度配置 13-2、余度管理技术 13-3、故障监控和隔离 13-5、故障综合与故障申报 13-6、故障恢复
13.1 余度配置
自动飞行控制系统的余度配置可 以用其硬件的基本余度等级来表示， 是指和飞机飞行安全至关重要、并 决定系统可靠性的要害部件的余度 配置数目。
自动飞行系统
课程回顾
第十一章 偏航阻尼器系统 第十二章 电传操纵系统
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问题导入
保证系统有足够的可靠性，并且应 不低于机械操纵系统的水平。但是， 在当前的技术条件下，单通道的数 字飞行控制系统是无法实现所规定 的飞行安全可靠性指标的
3
解决措施
一种途径是进一步提高元部件的 可靠性，这是有限的； 另一种有效方法是采用余度技术， 即采用多重可靠性较低的、相同或 相似的元部件组成可靠性较高的系 统，通常称这样的系统为余度系统。
10
13.1 余度配置
相似余度：采 用完全相同的 硬件（或软件） 所组成的多重 余度系统。
弱点在于：无 法抗拒共性故 障的雪崩式损 害。
余
度 非相似余度：
形
可以大大减少 各余度通道之
间遭受共同故
式
障而同时丧失 功能的概率，
从而增加系统
的生存能力和
提高可靠性。
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13.2 余度管理技术
1
2
3
4
实行对系统各 分系统、各部 件的工作状况 的检测与监控， 目的是发现差 误和故障
13
13.2 余度管理技术
监控面设计具体安排
特殊信号 的监控
传感器输出信 号的自检测与 余度信号的比 较监控
开关量、离
散信号的比 较监控
伺服作动系
统自监控与 比较监控
计算机自 监控
输出指令 监控
14
13.2 余度管理技术
余度通道间的运行状态
热并行运行方式
全部余度均在执行同 一任务的热运行之中
主备方式
通过硬件、软件或 硬／软件综合等手 段，无需外部任何 支持条件而仅依靠 本通道自身的能力， 所提供的故障检测 与识别方式，
18
13.3 故障监控和隔离
利用表决器及监控 器的重构，完全舍 弃已发生故障的信 号，使其不再参加 信号链信息的表决 和传递
利用转换机构（开关、 离合器）、转换线路 （逻辑电路）切除已发 生故障功能对系统的影 响