无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测方法

双余度舵控系统的基本思想是通过不同余度之间的切换来保证舵控系统的可靠性。针对无人机双余度电动舵机角度传感器故障检测技术提出了基于辨识参考模型的方法。首先介绍了电动舵机的双余度方案,然后通过机理分析和理论推导相结合的方式建立了舵系统的输入输出模型,利用系统辨识的方法确定了模型的参数。最终利用辨识的参考模型对双余度角度传感器进行故障检测,并通过实验,验证了方法的有效性。     

双余度舵系统设计与研究

为了提高舵系统可靠性,采用了冗余策略,设计了双余度舵系统.选用双余度永磁无刷直流电机作为舵机本体,采用均流技术等控制策略,实现系统软硬件设计.利用Matlab/Simulink,对双余度无刷直流电机本体和舵系统整体进行仿真验证.仿真结果和实验结果表明,该设计实现了对角度的高精度跟踪,整个系统稳态误差小、性能优良.     

空天飞行器的舵伺服系统设计

空天飞行器对舵伺服系统的性能要求越来越高,不仅要求承载能力强、质量小,还必须可靠性高和维护方便。针对此类要求,对空天飞行器的舵伺服系统进行了设计,以电气双余度控制和双绕组永磁同步电机为关键技术。其中驱动控制器采用1553B总线、CAN总线和422总线相结合的形式,解决了与飞控、系统内部和测试设备的通讯问题;作动器采用双余度齿轮副和滚珠丝杠副直推式传动机构,并通过锁定电机轴的方式来实现舵面的锁定功能,提高了系统的可靠性;进行了系统联合仿真分析,实现了最大工作舵偏角为25°、角速度为53.2°/s、系统线性度偏差为0.2%、不对称度为0.4%、超调10%以内和过渡时间193ms以内等主要指标,结果满足系统指标要求。经在航天总体单位中的实际应用,舵伺服系统满足空天飞行器的性能要求。     

舵回路的余度控制及软件实现

介绍了一种二余度的自监控计算机的方案和软件设计方法。电传控制在航空领域运用相对较多，环境试验表明在空气舵控制的实现上引进余度控制，也能体现电传系统的优越性。     

飞机液压系统余度设计及系统间隔离与连接技术综述

介绍了常见飞机液压系统,从液压能源、液压回路等方面简述了飞机液压系统的余度设计,分析了不同飞机液压余度设计的特点,指出为提高飞机液压回路系统的利用率,采用互通互联式液压回路也是飞机液压回路余度设计的一个发展方向,并介绍了能源转换装置、能源选择阀、液压保险等各种系统互连互通和隔离装置.     

民机飞控计算机余度设计及可靠性分析

为了确保飞行控制系统的任务可靠性和安全可靠性,国外先进民机飞行控制计算机均采用余度技术。非相似余度技术采用完全不同的硬件和软件组成余度通道,产生和监控飞行控制信号,可避免多通道余度系统共性故障的产生,达到较高的可靠性。文中针对非相似余度设计技术,深入研究波音和空客飞机飞控计算机的余度技术,分析其飞控系统的可靠性,再根据我国的技术实力和研发能力,提出了我国民机飞控计算机余度设计的一种方案,并且用可靠性理论进行了验证。     

四余度数字电传控制系统输入信息余度管理策略及其应用

电传控制系统使飞机的稳定性和机动性达到了理想融合。余度技术是提高电传控制系统安全性与任务可靠性的一种重要手段。系统输入信息的余度管理策略是余度设计的一个关键技术。结合某型四余度数字电传控制系统,详细描述了其输入信息余度管理策略与实现。工程实践表明,该策略可最大限度地提高系统的资源利用率,并对余度系统能进行准确的故障诊断、故障重构、故障隔离及故障申报。系统闭环故障仿真试验研究表明,系统二次故障具有无痕切换能力,验证了系统设计的合理性和高可靠性。     

考虑舵机动力学的舵回路系统颤振特性分析

针对液压舵机动刚度特性,研究了舵回路系统(舵机系统和舵面耦合系统)的颤振特性.利用分支模态法建立了基于舵机系统动力学方程的时域和频域颤振计算模型,提出了2种考虑舵机动态特性的颤振求解方法,第1种方法思想是对舵回路系统模型在各种来流速度下进行状态矩阵的稳定性判断;第2种方法是将舵机复刚度特性包含在频域颤振方程中,使用迭代法求解该方程得到舵系统颤振特性,并验证了两种方法的可行性.分析结果显示舵机动态特性对颤振特性有着很大的影响,说明舵机动态特性使得颤振边界提高,为飞机系统设计和结构振动分析提供有用的边界支持和设计依据.     

三余度飞控计算机关键技术研究及工程实现

针对小型飞行器飞控计算机可靠性指标要求,介绍了运用余度技术提高其可靠性与容错能力的方法,提出了采用三余度技术保证飞控计算机可靠性的设计方案,通过选择合适的冗余模式,建立了三余度飞控计算机的架构模型,经过详细分析与研究各模块结构,给出了余度策略、同步算法、表决面选取等关键技术工程实现的硬件电路与软件流程,仿真验证与试验结果表明,该方案设计合理,不仅较好地完成了飞控计算机的余度管理任务,而且有效地保证了系统的可靠性与容错能力。     

飞控计算机的余度架构及可靠性研究

余度架构设计是解决飞控计算机可靠性问题的有效途径.基于高可靠性飞控计算机系统对可靠性和容错性的特殊要求,提出一种新型三余度飞控计算机的余度架构方案,简要描述飞控计算机冗余设计方法,给出软硬件的总体框架设计,最后利用马尔可夫方法对该方案进行可靠性分析,通过观察故障覆盖率和失效率对飞控计算机整体可靠性的影响,验证了此余度架构方案的可行性.     

冗余技术提高PLC控制系统可靠性的研究

针对工业现场对PLC控制系统可靠性提出更高的要求,提出利用冗余技术提高其可靠性。分析了硬件冗余和软件冗余在PLC控制系统中的应用,详细阐述了PLC控制器、输入输出口、通讯网络和电源各自的冗余方法,并着重以西门子300/400系列PLC为例进行了软硬件冗余的架构和原理分析。最后对冗余控制系统的可靠性进行分析,结果表明,使用冗余技术可使PLC控制系统的可靠性得到明显提高。     

线性多变量系统执行器和传感器的功能冗余性分析

本文给出了执行器和传感器的功能冗余性定义,提出了两种分析功能冗余性的方法,就功能冗余性对系统可靠性的影响进行了分析,最后论述了功能冗余性及其分析方法在提高控制系统可靠性方面的应用.     

浅谈控制系统冗余控制的实现

在实施工业生产自动化的过程中,冗余控制是一种满足连续生产要求,提高控制系统可靠性和可用性的有效手段。本文以PLC控制系统为例,简单介绍了几种冗余控制的类型和实现方式,并对PLC控制系统中常有的处理器冗余、通信冗余、I/O冗余和电源冗余等类型的冗余,从原理、实现方式等方面进行了分析和比较。     

三余度飞控系统余度管理算法设计与实现

利用余度技术可以很好提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力;余度设计的的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的;在对余度管理算法进行了深入研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了三余度飞控计算机系统余度管理算法的设计流程,采用这样的设计使得系统结构紧凑,大大提高了系统的实时性和安全性要求.     

带检测装置的并联模型最优余度估计

在飞控系统设计中,可靠性问题是首要问题。为达到可靠性要求,余度技术是一种常用选择。但就余度数的选择问题而言,很多设计采用先定性选择,然后在设计基础上再做可靠性计算,这样可能导致工作的反复。其原因是目前很少有文章涉及这个问题的研究。为此,通过对相似余度不可修并联系统这一常用模型的研究,建立了由工作、检测、切换单元构成的模型,并求出了该模型的可靠度计算公式。为了更好地分析模型最优余度数,又进一步抽象出另外一个模型,并给出了其可靠度的计算公式。通过对公式分析,得出了相关推论和结论,给出了数据实例。其推论可用于最优余度数的估计。     

基于网络冗余技术的应用

网络冗余技术对提高控制系统的安全性及稳定性具有重要意义。基于济南钢铁厂采暖系统的PLC改造项目,介绍了网络冗余技术在PLC控制系统中的应用。对本项目的软硬件选型、设计、现场安装及调试进行了详细的介绍。通过网络冗余技术的应用,提高了济南钢铁厂采暖系统的过程控制的稳定性、可靠性,为企业节省了工业自动化方面的投资。     

数字化仪控系统冗余设计分析

冗余技术作为提高数字化仪控系统可靠性的一种手段,越来越被现代工业的设计者们所采用,它在现代工业生产中扮演越来越重要的角色。系统设计者通过设备冗余、软件冗余及与冗余技术相关的技术提高系统的可靠性,达到重要负荷系统安全运行的要求。     

冗余开关电源均流试验分析

随着数字仪控系统在工业行业应用的日益广泛,效率及可靠性更高的开关电源在数字仪控系统设计中的应用也越来越多。针对数字仪控系统工程中开关电源的典型应用配电回路,在电源扩容、电源冗余可靠性设计方面进行分析描述,同时结合试验分析由此设计而产生的电源模块均流问题对配电回路可靠性的影响。     

飞行控制系统设计中的非硬件冗余技术

本研究的主要目的是在保障可靠性需求的前提下,减少飞行控制系统设计中的硬件冗余.所提出的策略主要包括:信息冗余、解析冗余、时间冗余、气动冗余等.将信息冗余从编码范畴扩展到飞控系统线路与传感器故障的检测,同时在充分分析飞控系统信号之间的关系的基础上,给出了它们之间的转换关系,讨论了时间冗余对瞬态故障抑制的作用,并研究了控制面间气动冗余的相互补偿作用.所提供的故障诊断与信号重构方法几乎涉及飞控系统所有重要信号,因此使用这些策略可以降低硬件冗余,同时降低系统复杂度、重量、空间、费用以及研发时间.     

余度系统中的动态同步和表决控制

在多通道余度系统的研究和应用中,同步问题是整个余度系统正确运行的基本保证。基于多交叉通道模型和同步时间的静态分配策略,提出动态时间容错方法。针对该方法,设计基于时间容错的动态表决控制算法,实现多通道系统中的动态同步。给出动态同步表决控制逻辑,用于控制表决时间并监测表决数据。理论分析和实验结果表明,时间容错的动态表决控制算法扩展了任务处理的时间窗口,与静态同步算法相比,可有效降低通道故障率,提高对瞬时干扰的抵御能力以及余度系统的可靠性。