Применение кворум-элементов для контроля однотипных датчиков

- систематизации экспериментальных данных о характеристиках долговечности при коррозионных поражениях;

- разработки расчетно-экспериментальных методик оценки долговечности элементов конструкции с коррозионными поражениями;

- разработки методики оценки допустимого коррозионного поражения конструкции по критерию заданного уровня долговечности;

- статистической оценки параметров эксплуатационных коррозионных повреждений на основе металлографических повреждений.

Библиографические ссылки

1. Акимов Г. В. Теория и методы исследования коррозии металлов., 1945г.

2. Арепьев А. Н., Громов М. С., Шапкин В. С. Концепция сертификации экземпляра воздушного судна. Научный вестник МГТУ ГА 2000 № 28. Сер. Аэромеханика и прочность.

3. Проблемы коррозии в современном авиастроении (по материалам открытой иностранной печати за 1970-1984 гг.) : обзор ЦАГИ. № 672 / сост. : В. Н. Ку-ранов, Л. А. Лебедева, Н. Н. Клочкова. 1987.

4. Свиницкий А. М., Воронкин И. Ф., Карлашов А. В., Гайнутдинов Р. Г. Исследование коррозионной агрессивности фюзеляжного конденсада пассажирских самолетов // Физико-хим. механика материалов. 1982. № 5.

5. Шапкин В. С. Влияние основных факторов эксплуатации на характеристики долговечности и ресурса длительно эксплуатируемых ВС и разработка методов их оценки применительно к элементам конструкции планера : автореф. ... дис. д-ра тех. наук. МГТУ ГА, 1995.

References

1. Akimov G. V The Theory and methods of research of corrosion of metals. 1945.

2. Arepev A. N., Gromov M. С, Shapkin V. S. The concept of certification of a copy of an air vessel. The scientific bulletin of MGTU of HECTARES. 2000 № 28. Ser. Aeromechanics and durability.

3. Corrosion problems in modern aircraft engineering (on materials of an open foreign press for 1970-1984 гг.) : Review САGI № 672 / Composers : V. N. Kuranov, L. A. Lebedeva, N. N. Klochkova, 1987.

4. Svinitskij A. M., Voronkin I. F., Karlashov A. V., Gajnutdinov R. G. Research of corrosion aggression fuselage condensate passenger planes // The physical and chemical mechanics of materials. 1982. № 5.

5. Shapkin V. S. Influence of major factors of operation on durability and resource characteristics is long maintained ВС and working out of methods of their estimation with reference to elements of a design of a glider : автореф. dis. ... dr-а of those. sciences. MGTU of HECTARES, 1995.

© Рыбков А. В., Герасимова Д. С., 2013

УДК 621.396.932.1

ПРИМЕНЕНИЕ КВОРУМ-ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОДНОТИПНЫХ ДАТЧИКОВ

М. Г. Савина, В. М. Мусонов, В. П. Худоногов, В. С. Сеславин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

Рассматривается применение кворум-элементов и мажоритарной логики. Приведены способы повышения надежности интегрированных вычислительных комплексов систем управления полетом на основе резервирования.

Ключевые слова: работоспособность, резервирование, кворум-элемент.

THE APPLICATION OF QUORUM-ELEMENTS FOR CONTROL OF SINGLE TYPE SENSORS

M. G. Savina, V. M. Musonov, V. P. Khudonogov, S. V. Seslavin

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

The article considers the use of quorum-elements and majority logics. There are ways to improve the reliability of integrated computer complexes of flight control systems based on reservation.

Keywords: performance, redundancy, quorum-element.

Современные автоматические бортовые системы навигации и контроля:

управления полетом (САУ) представляют собой - навигационные вычисления;

сложные, многоконтурные и резервированные ком- - оптимальное автоматическое пилотирование;

плексы, решающие ответственные задачи управления, - оптимизация работы авиадвигателей;

Решетневскуе чтения. 2013

- автоматический контроль работоспособности системы;

- автоматическое переключение на резервный режим работы при отказе основного рабочего.

Контроль работоспособности этих систем в полетах, при подготовках к ним и при проведении профилактических работ имеет особо важное значение, поскольку от технического состояния указанных систем зависит безопасность и регулярность полетов.

Проблема безопасности полета в автоматизированных режимах зависит от обеспечения необходимого уровня надежности аппаратных средств интегрированных вычислительных комплексов систем управления летательными аппаратами (ИВК СУ ЛА) и про-

граммного обеспечения. Отказ ИВК может быть вызван нестабильной работой: процессора, памяти, устройства ввода-вывода, линии связи или программного обеспечения (рис. 1).

Техническая сложность и высокая стоимость ИВК СУ ЛА требует изучения влияния кратности резервирования аппаратуры (вычислительных модулей, датчиков и приводов) и разработки методик обеспечения надежности аппаратно-программных средств. Поэтому разработка отказоустойчивых интегрированных вычислительных комплексов систем управления летательными аппаратами является актуальной и своевременной.

Рис. 1. Комплексная система управления летательным аппаратом

В качестве методов исследования могут быть использованы положения теории систем, теории графов, теории надежности, теории принятия решений. Методы исследования основаны на статистической теории максимального правдоподобия, наименьших квадратов и байесовых оценок [1].

Кворум-элементы используются для осреднения значений выходных сигналов датчиков (рис. 2). Этот способ также называют резервированием по методу голосования. Своим названием он обязан наличию в резервных группах специального элемента, называемого мажоритарным элементом, или элементом голосования (кворум-элементом).

Мажоритарное резервирование широко используется в дискретных (цифровых) системах, в том числе и вычислительных.

На выходы каждого из п сумматоров 1, 2, ... п подаются измеренные датчиками значения сигналов хь х2, ... хп, и результат х осреднения этих сигналов получается на выходе сумматора С. На выходе каждого из сумматоров 1, 2, . п получаются значения разности е1 = х, - х, которая поступает на усилитель У.

Если все п датчиков работоспособны, то значения е1 находятся в пределах допусков. Если же один из датчиков переходит в неработоспособное состояние, то соответствующая разность е1 превышает допустимые пределы. Параметр е1 используется для сигнализации и отключения отказавшего датчика канала измерения.

Рис. 2. Структурная схема кворум-элемента

Вполне обосновано допущение, что одновременно может отказать только один датчик, т. е. вероятность одновременного отказа двух и большего числа датчиков пренебрежимо мала. Поэтому после отказа и выключения /-датчика кворум-элемент продолжает контроль работоспособности оставшихся п - 1 датчиков.

Работоспособность нескольких датчиков одного и того же типа и назначения можно контролировать до тех пор, пока из их начального числа п останется в схеме лишь два, а остальные будут отключены ввиду их отказов. С этого момента кворум-элемент контролирует работоспособность не каждого из датчика, а системы из двух датчиков. При отказе любого из них выдается сигнал об отказе всей системы, поскольку кворум-элемент не может отличить неисправный элемент от работоспособного.

Кворум-элементы могут использоваться для контроля не только датчиков параметров, но и резервных участков канала передачи информации, положений выходных валов (штоков) исполнительных механизмов [2].

Алгоритмы для резервирования и контроля систем управления по мажоритарному принципу с помощью кворум-элементов определяют неисправный канал и отключают его автоматически от управления при несовпадении сравниваемых сигналов. Предложенный комплекс с контурами безопасности обладает высокой разрешающей способностью и возможностью выполнения отладочных работ без нарушения процесса нормального функционирования комплекса.

Библиографические ссылки

1. Воробьев А. В., Кулабухов В. С., Куликов В. Е., Уйманов Б. А. Формирование облика интегрированных комплексов управления летательных аппаратов на ранних этапах системного проектирования // Перспективные системы и задачи управления : материалы II Всерос. науч.-практ. конф. Таганрог : Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. С. 278.

2. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надежность и техническая диагностика авиационного оборудования : учебник. М. : МГТУ ГА, 2010. 448 с.

References

1. Vorobev A. V., Kulabukhov V. S., Kulikov V. E., Ujmanov B. A. Formirovanie oblika integrirovannykh kompleksov upravleniya letatelnykh apparatov na rannikh etapakh sistemnogo proektirovaniya // Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya : materialy II Vseros. nauch.-prakt. konf. taganrog : Izd-vo TTI YUFU, 2007. S. 278.

2. Vorobev V. G., Konstantinov V. D. Nadezhnost i tekhnicheskaya diagnostika aviatsionnogo oborudovaniya : uchebnik. M. : MGTU GA, 2010. 448 s.

© Савина М. Г., Мусонов В. М., Худоногов В. П., Сеславин В. С., 2013

УДК 629.7.017

ТЕНЗОРНАЯ МЕТОДИКА АНАЛИЗА ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ

К. Ж. Саханов1, Д. С. Ергалиев2

1 Акционерное общество «Национальная компания «Казахстан Fарыш Сапары» Республика Казахстан, 010000, г. Астана, Дом министерств, подъезд № 4. E-mail: pauck73@mail.ru

2Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева Республика Казахстан, 010000, г. Астана, ул. Мирзояна, 2. E-mail: eds_kaz67@mail.ru

Рассмотрен тензорный метод анализа сложных систем, в частности бортового комплекса оборудования, на примере разделения системы на ряд подсистем и сеть пересечений.

Ключевые слова: программа контроля, диакоптика, прогноз, бортовой комплекс оборудования, воздействие, реакция, процедуры преобразования, сеть пересечений.

TENSOR ANALYSIS METHOD OF CONTROL FACILITY

K. Zh. Sakhanov1, D. S. Yergaliev2

Joint-stock company «National company «Kazakhstan Gharysh Sapary» «House of Ministries», entrance № 4, Astana, 010000, the Republic of Kazakhstan. E-mail: pauck73@mail.ru

2L. N. Gumilyov Eurasian National University 2, Mirzoyan str., Astana, 010000, the Republic of Kazakhstan. E-mail: eds_kaz67@mail.ru

The method of tensor analysis of complex systems, such as the board complex equipment, in particular, in terms of the system division into a number of subsystems and network intersections is considered.

Keywords: control program, diakoptika, prediction, board complex equipment, impact, reaction, conversion routines, network of intersections.