О проявлении отказов в бортовой цифровой управляющей машине

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

2013
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА
№ 193
УДК 629.7. 05
О ПРОЯВЛЕНИИ ОТКАЗОВ В БОРТОВОЙ ЦИФРОВОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ МАШИНЕ
Н.Н. СУХИХ
Обосновывается описание проявления отказов (сбоев) в бортовой цифровой управляющей машине (БЦУМ) с помощью изменения коэффициента передачи БЦУМ. Данная формализация позволяет в дальнейшем решать задачи анализа и синтеза цифровых законов управления полетом.
Ключевые слова: передаточная функция, коэффициент передачи, бортовая цифровая автоматическая система управления полетом.
Передаточная функция БЦУМ представляет собой отношение изображений входной и выходной величин, взятых в безразмерной (цифровой) форме
(1)
Б (2) = (ь + Ь812 +… + Ьо 2}-) / (а* + ак _ 2 +… + ао).
Поскольку к& gt-?, то в предельном случае, когда ?=к, из (1) получим
Б (2) = (ьо + Ь 2 +… + Ьк2 _ _) / (а0 + а12 +… + ак2 _ _). (2)
Передаточную функцию БЦУМ вида (1) или (2) можно представить в виде [1] В (2) = Кц Б0(2),
где Кц — коэффициент передачи ЦУМ.
Рассмотрим проявление отказов в БЦУМ с передаточной функцией ^(2), выделив данное устройство как отдельное дискретное звено (совместно с экстраполятором), и исследуем его переходные характеристики на примере рис. 1.
Рис. 1. Цифровая автоматическая система
При реализации в БЦУМ закона статического типа Б (2) = К В0(2), где Кц — коэффициент
передачи цифровой машины и ^0(1)=1, переходная характеристика будет иметь вид, показанный на рис. 2 (график 1).
Рис. 2. Переходные характеристики БЦУМ, реализующей закон статического типа.
Рис. 3. Переходные характеристики БЦУМ, реализующей интегрирующий закон
О проявлении отказов в бортовой цифровой управляющей машине
113
Возникновение отказа (сбоя) приведет к тому, что выходной сигнал БЦУМ будет отличаться от номинального (графики 2 и 3). Аналогично на рис. 3 показаны переходные характеристики цифровой машины, реализующей интегрирующий закон с D0(z) = D0(z)/(z — 1), где D (z) = К D0(z) — К = lim де [n]- D0(1)=1 при нормальном вычислении и при наличии отказов.
ц ц П®? 1
К появлению отказа может привести большое число причин: флуктуационные колебания параметров элементов, изменение электрических нагрузок и т. д. Они также могут возникать в различных элементах БЦУМ. Это осложняет описание отказов и выдвигает задачу введения показателя, учитывающего отклонения выходной величины от расчетных значений вследствие отказов.
В ряде работ в качестве такого показателя рассматривается амплитуда эквивалентного возмущения на входе объекта, которым в линейной системе можно описать результаты при возникновении отказа в управляющей машине. Его амплитуда является случайной функцией и зависит от элемента и микротакта, где произошел отказ, т. е. L = f (k, S), где к — номер элемента- S — номер микротакта.
Эти выводы носят теоретический характер и не подтверждаются какими-либо исследованиями. Кроме того, исследование функции f (к, S) не позволяет разработать какие-либо практические методы, уменьшающие влияние отказов БЦУМ на поведение бортовой цифровой автоматической системы.
Предлагается описать отклонения выходной величины БЦУМ от расчетных значений вследствие отказов с помощью изменения коэффициента передачи БЦУМ.
Кривые 1 соответствуют вычислению при номинальном коэффициенте передачи Кц 0, кривые 2 — при коэффициенте Кц & lt- Кц 0, кривые 3 — при Кц & gt- Кц 0. Следовательно, при отказах в БЦУМ происходит изменение коэффициента передачи машины на величину ДКц = Кц — Кц0. Такая трактовка отказов является, во-первых, справедливой, поскольку она правильно описывает результат при их возникновении в БЦУМ и, во-вторых, удобной, так как позволяет не рассматривать конкретные причины, место и проявление отказов. Строго говоря, величина ДКц может изменяться во время вычислений. Но в первом приближении правомерно считать ДКц = const, что определяется самой природой отказов, возникающих, как правило, в одном разряде какого-либо операционного устройства БЦУМ.
Для оценки влияния отказа (сбоя) БЦУМ на динамику замкнутой бортовой цифровой автоматической системы определяется функцией чувствительности выходной величины системы
(рис. 1) к изменению коэффициента передачи БЦУМ U = [dY (z)/ дКЦ ]0, помня, что Y (z) = Кц Do (z) G (z)W (z)/(1 + Кц Do (z) W (z)).
Данная методика была ранее предложена автором в работе [2]. Определение функции чувствительности целесообразно производить согласно алгоритма, указанного в работе [3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Бесекерский В. А. Цифровые автоматические системы. — М.: Наука, 1976.
2. Сухих Н. Н. О чувствительности автоматической системы к изменению коэффициента передачи цифрового управляющего устройства // Изв. вузов, серия Приборостроение. -1991. — № 10. — С. 30 — 36.
3. Сухих Н. Н., Рукавишников В. Л. Использование функции чувствительности для анализа бортовых цифровых автоматических систем управления полетом // Научный Вестник МГТУ ГА. — 2012. — № 186. — С. 92 — 95.
114
Н.Н. Сухих
FAILURE DETECTION INTHE OPERATION OF THE ONBOARD DIGITAL CONTROLLING UNIT
Suhih N.N.
The article describes a method to suppress possible failures in the operation of the onboard digital controlling unit (ODCU) changing transfer coefficients of ODCU. This formalization allows one to solve further problems of the analysis and synthesis of digital laws of flight control.
Key words: transfer function, transfer coefficient, onboard digital automatic control flight system.
Сведения об авторах
Сухих Николай Николаевич, 1951 г. р., окончил ЛИТМО (1974), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой САУ, первый проректор — проректор по учебной работе СПГУ ГА, автор более 100 научных работ, область научных интересов — бортовые автоматизированные системы управления полетом.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой