Мажоритатное устройство для выделения проекций векторной величины

(72) Авторы изобретения

H. В. Боголюбов, В. В. Захаренков и В. А. Игнртов"""Киевский ордена Трудового Красного Знамени ийститут инженеров гражданской авиации (7i) Заявитель (54) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОЕКЦИЙ

ВЕКТОРНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и может быть использовано в навигационных системах для автоматической обработки данных резервированных измерительных каналов.

По основному авт. св. и 782162 известно мажоритарное устройство для выделения проекций векторной величины (векторное мажоритарное устройство), совтоящее из и идентичных резервируемых измерительных каналов и трех нагрузочных резисторов, подключенных к трем выходным клеммам, каждый из каналов содержит операционный усилитель, резистивные трехполюсники, ди-, одный мост, источник опорного напряжения и реле, причем резистивные трехполюсники крайними полюсами включены между входом и выходом операционного усилителя, диодный мост подключен одной своей диагональю через баЛансные резисторй к источнику опорного напряжения, к среднему полюсу одного трехполюсника через другую диагональ диодного моста подключен выход измерительного канала, а параллельно диодным мостам каналов подключены входы реле, размыкающие кон такты которых включены между нагрузоч.ными резисторами и средними полюсами трехполюсников соответствующего канала.

При работе этого устройства на нагрузочных резисторах происходит сум= мирование и входных сигналов, соответствующих проекциям вектора по выбранным направлениям, в результате чего, например, в -канале реализуется уравнение вида в С 1 Ьп С з щ +ОЬ Вь Ху (1) где U . — сигнал на входе у -го резервируемого измерительно го канала;

Поставленная, цель достигается тем, что в мажоритарном устройстве для высостоящем из и идентичных резервируемых измерительных каналов и трех нагрузочных резисторов, подключенных к трем выходным клеммам, каждый из каналов которого содержит операционный усилитель, резистивные трехполюсники, диодный мост, источник опорного напряжения и реле, причем резистивные трехполюсники крайними полюсами включены между входом и выходом операционного усилителя, диодный мост подключен одной своей диагонаточнику опорного напряжения, к среднему полюсу одного трехполюсника через другую диагональ диодного моста подключен выход измерительного канала, а параллельно диодным мостам каналов подключены входы реле, размыкающие контакты которых включены между нагрузочными резисторами и средними полюсами трехполюсников соответствующего канала, каждый канал снабwps компенсационным трехполюсником, состоящим из трех. резисторов, включенных по схеме "звезда" ("треугольник") причем полюса компенсационного трехполюсника соответственно соединены с выходными клеммами мажоритарного устройства через дополнительно введенные замыкающие контакты реле.

На фиг. 1 приведена электрическая схема мажоритарного устройства; на фиг. 2 - схема соединения резисторов трехполюсников исправного канала при

его отключенном состоянии; на фиг, 3 и 4 " схема компенсационного трехполюсника при включении резисторов способом "звезда" и "треугольник" соответственно.

Мажоритарное устройство для выделения проекций векторной величины содержит в каждом резервируемом канале операционный усилитель 1, реэистивные трехполюсники, состоящие в каждом j-ом канале из двух резисторов

2 = 0 - 2 = i и 3 0 - 3 = (где 0,3), диодный .мост 4, источник 5 опорного напряжения, питающий через балансные. резисторы 6 одну диагональ диодного моста 4, каналы 7, формиру ющие входные сигналы, компаратор 8, обмотку реле 9, размыкающие контакты

10, 11 и 12 и замыкающие контакты 13, 1 1 и 15 реле.9, компенсационный трех3 97t589 ф

О,-- сигнал íà i-ом выходе мажоритарного устройства; а — коэффициенты, определяемые, деления проекций векторной величины, параметрами трехполюсников. 5

При отказе одного из п резервируемых измерительных каналов осуществляется отключение последнего за счет того, что сигнал; снимаемый с диаго- нали моста отказавшего канала, отличается от номинального значения. Под действием указанного сигнала срабатывает компаратор и реле, размыкающие . контакты которого отключают средние полюса трехполюсников соответствующе- 1> го канала от выходных клемм мажоритар лью через балансные резисторы к исного устройства.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность выходсу ных сигналов при отказах резервируе- 26 мых измерительных каналов. Указанный недостаток обусловлен тем, что при отключении отказавшего, например k-ro, резервируемого канала нарушаются условия взаимодействия оставшихся и-1 2$ каналов, поскольку средние полоса со", ответствующих трехполюсников всех ка- налов подключены к соответствующему нагрузочному резистору. Нарушение условий взаимодействия оставшихся Е и-1 каналов проявляется в изменении коэффициентов а„ ...а1(в,)., входящих в систему уравнейий вида (.1), описывающих принцип работы мажоритарного устройства. Например, при отключении ® отказавшего k-го резервируемого канала уравнение„ реализуемое в j-ом исправном канале имеет вид

Ы

М

К 4 2 ВИХ2 3) ЬЫХЗ <„ (М в -котороул коэффициенты а " отличают 39 ся -Ьт кбЗффециентов исходного уравнения (1). Следовательно, уравнения (1) и (2), реализуемые 1-м каналом соответе1 вЕнно до и после отключения

k-го канопа, отличаются- друг от друга, в рц®уаьтате различных и результатм рещВФпея асей системы уравнений отн снта0Ь в переменных U; по

ВЖдЖФи ФЩРвм6ейФи Qj„., йоскольку . до отказа k-го нейепа учитываются кбзФФеееЭнты Ф, а после отказа и отключення k"гЖ немала - коэффициенты 8 ". °

> цепь наобретьния - повышение дос-. ээ товернос1и выходных сигналов при отказах реаереируе4ых иэмв99тельных каналов. (3) 1

5 974589 d полюсник, состоящий из трех резис- включенными и-1 каналов, не претерторов 16, 17 и 18, включенных по певают изменения при соответствующем схеме "звезда", полюса компенсацион- выборе резисторов компенсационного ного трехполюсника соответственно . трехполюсника каждого канала. Если, соединены с выходными клеммами мажори- з например, в k-ом канале использована та1 ного устройства через соответству- схема компенсационного трехполюсника ющие замыкающие контакты 13, 14 и 15 типа "звезда", величины входящих в реле 9. Нагрузочные резисторы 19, 20 него резисторов определяются из решеи 21 подключены к выходным клеммам ния системы уравнений

22, 23 и 24 мажоритарного устройства. >4

Кроме того, на схеме обозначены R =Р +й ф сигнал U z на выходе j-го измерительного канала, пропорциональный проек- R = + ; ции вектора физической величины по

j-му направлению, j = 1, и; сигнал R -=R +R ) .Ъ Э

0 на 1-ом выходе мажоритарного устройства, пропорциональный проек- где R, R<>, R - сопротивления ции вектора физической величины на соответственно между средниi þ ось основного базиса, i = 1, 3, ми полюсами 1-2, 1-3, 2-3 сигнал U4 от источника 5 опорного 24 резистивных трехполюсников напряжения. k-го канала при его исправВекторное мажоритарное устройство ном, но отключенном состояработает следующим образом. нии (фиг. 2а);

В начальном состоянии, когда все R, Кз, R® — сопротивления резисрезервируемые каналы исправны, в ма-. Ю торов компенсационного трехжоритарном устройстве осуществляется полюсника k-го канала (фиг. 3). решение системы и уравнений вида (1) При использовании в k-ом канале относительно переменных 01 „ по вход- схемы компенсационного трехполюсника ным переменным 08> . и постоянным зна- типа "треугольник" величины входящих

1 чениям коэффициентов а„", в результа- 34 в него резисторов определяются из рете чего на нагрузочных резисторах 19, шения системы уравнений

20 и 21 выделяются суммарные, выходные сигналы, пропорциональные проекциям . р, вектора физической величины. k +К1 +R . При отказе узлов или элементов, з кЦк +a )

1 например, k-го резервируемого канала в точках А и В диагонали моста 4 указанК +а +R ного канала (фиг.1) вследствие свойств -) ва -обратимости используемой схемы вклю- к к а1 "Ъ) (4) чения операционных усилителей 1 выраба- <> К,, +91 +К ,:тывается сигнал 0 в = )Up — 041 3 0О, где Од, U — сигналы в точках А и Н где и ., R<> „ и .ь — сопротивления

4я. моста соответственно, не соответст- соответственно между выходвующий своему номинальному значению. ными клеммами 1 "2, 1-3, 2-3

Под дейстВием указанного сигнала k-ro канала при его исправ- компаратор 8 вврабатывает команду ном, но отключенном состоя на включение реле 9, которое сраба- нии (фиг. 2); тывает и своими размыкающими контак- й„,, В, R + — сопротивления тами 10, 11 и 12 отключает неисправ- резисторов компенсационного ный канал от выходных клемм 22, 23 трехполюсника k-ro канала и 24 и через замыкающие контакты l3, Я (r. 4в) .

14 и 15 одновременно осуществляет Соотношения f3) и (4), определяюподключение резисторов 16, l7 и 18 щие величины резисторов компенсационкомпенсационного трехполюсника "к ных трехполюсников, и условия подклюсоответствующим выходным клеммам чения последних к выходным клеммам ,мажоритарного устройства. В резуль-: ® мажоритарного устройства являются тате этого значения коэффициентов а необходимыми и достаточными для обес, входящих в систему уравнений, описы печения постоянства коэффициентов . вающих взаимодействие оставшихся а1, входящих в систему уравнений, 7 97458 описывающих взаимодействие исправных каналов.

Таким образом, при отключении отказавшего k-га канала благодаря одно- временному подключению компенсационного трехполюсника указанного канала не изменяется имевшееся до этого перераспределение потенциалов на нагрузочных резисторах 19, 20 и 21 мажоритар-. lo ного устройства, что повышает достоверность входных сигналов при отказах резервируемых каналов. При этом мажоритарное устройство сохраняет способность к обеспечению постоянства коэФ- д

Фициентов а при выходных переменных

0 „, а значит и способность к формированию достоверных значений выходных сигналов до тех пор, пока из и

9 8

I каналов в исправном состоянии не останется всего три канала.

Формула изобретения

Мажоритарное устройство для выделения проекций векторной величины по авт. св. Ю 782162, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности выходных сигналов при отказах резервируемых измерительных каналов, каждый его канал снабжен компенсационным трехполюсни; ком, состоящим из трех резисторов, включенных по схеме "звезда" ("треугольник"), причем полюса компенсационного трехполюсника соответственно соединены с выходными клеммами мажоритарного устройства через дополнительно введенные замыкающие контакты реле. ф74589

2 3 фи|. 2

» е мм тм ° « °

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35,. Рауаская наб., д. 4/5

Закаав 8735/78

\а филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соотавитель H. Дубровская

Редактор Л. Алексеенко Техред g . Тепер Корректор В.Прохненко