Предупреждение отказов вычислителей пилотажно-навигационных комплексов самолетов гражданской авиации при использовании бортовых цифровых систем управления

• Автор: Тран Ван Донг
• Шифр специальности: 05.22.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ отказов элементов бортовых систем самолетов, эксплуатируемых в Vi ii

1.1. Анализ интенсивности использования самолетного парка вьетнамской авиакомпании

1.2. Классификация отказов элементов и агрегатов бортового оборудования

1.3. Мероприятия по совершенствованию учета и предупреждения отказов

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. Методы и средства построения отказоустойчивых бортовых систем управления полетом

2.1. Методы построения структур отказоустойчивых систем управления

2.2. Методы и средства повышения надежности вычислителей пилотажнонавигационных комплексов воздушных судов

2.3. Алгоритмическое обеспечение отказоустойчивости

Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Предупреждение явных отказов бортового цифрового вычислителя системы угловой стабилизации
3.1. Проявление отказов в цифровой управляющей машине
3.2. Методика формирования цифровых корректирующих законов, уменьшающих влияние отказов на динамику ЦАС
3.3. Синтез корректирующих законов для систем с минимальным временем установления
3.4. Синтез корректирующих законов для системы стабилизации крена самолета
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. Предупреждение неявных отказов вычислителя автомата тяги при параметрическом синтезе цифрового закона управления
4.1. Стабилизация скорости полета самолета с помощью аналогового ПИрегулятора
4.2. Параметрический синтез цифрового закона управления автомата тяги
4.2.1. Выбор оценки соответствия цифровой и непрерывной моделей и синтезируемых параметров цифровой модели
4.2.2. Результаты синтеза цифрового закона управления автомата тяги
4.3. Анализ влияния методов численного интегрирования и дифференцирования на характеристики моделей цифрового ПИрегулятора
Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. Предупреждение ошибок в ходе выполнения программы при реализации цифровых законов управления полетом
5.1. Микропрограмма работы бортового цифрового вычислителя
5.2. Реализация цифровых фильтров в бортовом цифровом вычислителе заданной операционной структуры
5.3. Синтез устройства управления БЦВ
Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы


Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. В конце каждой главы делаются выводы. В приложении представлен акт о внедрении результатов работы. В первой главе проводится анализ интенсивности использования самолетного парка "Vietnam Airlines". Показано, что наблюдаются значительные простои ВС в неисправном состоянии вследствие отказов бортового оборудования. В главе особое внимание отведено анализу отказов элементов ПНК. Здесь же предложена классификация отказов элементов бортового оборудования в зависимости от явности (или неявности) для экипажа. Показаны мероприятия, необходимые для учета и парирования отказов. Руководства по летной эксплуатации (РЛЭ) самолета, целесообразно перевести в неопасные, учитываемые в минимальном перечне оборудования (МПО), позволяющем эксплуатировать ВС даже при наличии отказов. Среди неявных отказов предложено рассматривать те, которые необходимо учесть еще на этапе проектирования. Рассматриваются отказы вычислителей автопилота (АП) и автомата тяги (АТ). Вторая глава посвящена методам и средствам построения отказоустойчивых систем управления вообще и систем управления полетом в частности. Показано, что одним из важнейших направлений теории управления является решение задачи обеспечения отказоустойчивости алгоритмов управления к потере первичной информации, а также в условиях отказа приводов и органов управления. Доказано, что классический подход к решению поставленной задачи, основанный на аппаратурной избыточности, не дает желаемых результатов. Поэтому следующим шагом в развитии отказоустойчивости САУП является синтез законов управления на основе алгоритмических методов обеспечения отказоустойчивости цифровой системы. Поставлена задача синтеза цифровых законов для построения САУП, толерантной к отказам вычислителей, формирующих законы управления полетом самолетов ГА. Третья глава посвящена разработке методов и средств, обеспечивающих толерантность системы к отказам вычислителя АП. При синтезе соответствующих корректирующих законов обосновано, что отказы БВ приводят к изменению коэффициента передачи Кц БВ. Данное обоснование проведено на основе анализа существующих методов и средств повышения надежности БВ. Особое внимание при анализе уделено алгоритмическим методам обеспечения отказоустойчивости. Синтез цифровых корректирующих законов, уменьшающих влияние Кц на динамику системы управления, осуществляется первоначально для систем с минимальным временем установления. ВС. Формирование корректирующих законов осуществляется на основе функций чувствительности выходного сигнала цифровой системы к Кц и постоянной времени объекта управления. Произведено моделирование системы на ПЭВМ. В четвертой главе разработана методика параметрического синтеза цифрового закона управления автомата тяги. Обоснован выбор оценки соответствия цифровой и непрерывной моделей и синтезируемых параметров цифровой модели. В качестве аналогового прототипа рассматривается ПИ-регулятор, используемый в существующих вычислителях автоматов тяги. Здесь же произведен анализ влияния методов численного интегрирования и дифференцирования на характеристики модели цифрового ПИ-регулятора. Проведено моделирование системы на ПЭВМ. В главе пять обосновано, что наибольшую опасность для бортовых цифровых систем управления представляют отказы, нарушающие заданную последовательность выполнения операции. Для борьбы с данной группой отказов в главе предлагается метод, основанный на синтезе управляющего автомата, являющегося основой устройства управления БЦВМ, исходя из способа программирования передаточной функции дискретного бортового вычислителя и его операционной структуры. Основная особенность предлагаемого метода состоит в том, что в основе построения устройства управления заложена динамика системы. Синтез произведен до уровня построения отдельных элементов логической схемы автомата. В заключении сформулированы основные выводы по работе в целом. В приложении представлен акт о внедрении результатов исследований.