Система адаптивного управления электрогидравлическим следящим приводом с контролем

Система адаптивного управления электрогидравлическим следящим приводом с контролем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике автоматического управления полетом летательных аппаратов и может использоваться для улучшения помехозащищенности, точности и повышения надежности системы за счет введения в каждом канале резервированного привода системы контроля (типа канал - модель) на разнородных алгоритмических принципах.

Известен электрогидравлический следящий привод (ЭГСП) с непосредственным управлением [1], содержащий исполнительный гидродвигатель, на штоке которого установлен датчик обратной связи (ДОС), и последовательно соединенные задатчик положения гидродвигателя, первый предварительный усилитель-сумматор и следящий привод рулевой машинки (РМ), содержащий последовательно соединительные, второй предварительный усилитель-сумматор и усилитель мощности (УМ), подключенный к обмотке управления линейного электродвигателя (ЛЭД), якорь которого соединен с золотником непосредственного управления гидродвигателем, а также ДОС РМ, связанный со штоком золотника гидродвигателя, выход которого подключен ко второму входу второго предварительного усилителя-сумматора, выход ДОС гидродвигателя подключен ко второму входу первого предварительного усилителя-сумматора, обратная связь по току обмотки управления ЛЭД подключена ко второму входу УМ.

К недостаткам известного привода следует отнести наличие нелинейных статических характеристик его отдельных узлов. Гидродинамические силы и силы трения, действующие на золотник гидродвигателя, вносят нелинейный характер изменений в статические характеристики привода. «Сухое трение» вносит «зону нечувствительности» в нелинейную статическую характеристику ЛЭД, а действие гидродинамических сил искажает линейный характер этой характеристики. С увеличением расхода жидкости через золотник гидродвигателя величина этих сил возрастает, а потому возрастает и нелинейный негативный эффект от их влияния.

К другим недостаткам известного привода следует отнести отсутствие астатизма в следящем приводе РМ. Последнее обстоятельство при наличии существенно нелинейной статической характеристики ЛЭД с зоной нечувствительности делает невозможным получение стабильных динамических и статистических характеристик привода в области малых входных управляющих сигналов.

Известен ЭГСП с непосредственным управлением [2], содержащий сдвоенный золотник гидродвигателя, непосредственно управляющий сдвоенным исполнительным гидродвигателем, на штоке которого установлен ДОС (привод многоканальный и содержит две гидросистемы, но раскрыт только один из каналов управления) и последовательно соединенные задатчик положения гидродвигателя, первый предварительный усилитель-сумматор и следящий привод РМ, содержащий последовательно соединенные второй предварительный усилитель-сумматор и УМ, подключенный к обмотке управления ЛЭД непосредственного управления золотником, выход первого предварительного усилителя-сумматора соединен с входом второго предварительного усилителя-сумматора, ДОС гидродвигателя подключен ко второму входу первого предварительного усилителя, обратная связь по положению РМ подключена ко второму входу второго предварительного усилителя, обратная связь по току обмотки управления ЛЭД непосредственного управления золотником подключена ко второму входу УМ, модуль электрогидравлического усилителя, включающий в себя двухсистемную РМ со сдвоенным золотником РМ и датчиком постоянного тока (ДПТ) положения штока РМ, а также корректирующее устройство с моделью, включающее в себя последовательно соединенные первый усилитель с регулируемым ограничением, интегратор, блок сравнения, второй усилитель с регулируемым ограничением, дифференцирующее звено в ограниченной полосе частот, третий усилитель с регулируемым ограничением, выход которого включен на третий вход второго предварительного усилителя-сумматора, входы первого усилителя с регулируемым ограничением соединены с выходами первого предварительного усилителя-сумматора, интегратора и второго усилителя с регулируемым ограничением, второй вход блока сравнения соединен с ДПТ положения РМ, шток сдвоенного золотника РМ соединен с якорем ЛЭД непосредственного управления золотником, а шток двухсистемной РМ соединен со штоком сдвоенного золотника гидродвигателя.

К недостаткам известного привода следует отнести чувствительность к действию нелинейных и параметрических возмущающих факторов.

Значительные статистические ошибки, вызванные наличием зоны нечувствительности в контуре управления, уменьшая тем самым чувствительность привода в области малых сигналов задания.

К другим недостаткам известного привода следует отнести невозможность быстрой адаптации систем управления при изменении свойств объектов управления.

К другим недостаткам известного привода следует отнести невысокую надежность.

Наиболее близким техническим решением является система адаптивного управления ЭГСП [3] (прототип), содержащая первый канал адаптивного управления (КАУ), включающий в себя сдвоенный золотник, управляющий сдвоенным исполнительным гидродвигателем, на штоке которого установлен датчик обратной связи, задатчик положения гидродвигателя, усилитель мощности, выход которого является первым выходом КАУ и подключен к обмотке управления линейного электродвигателя, соединенного с модулем электрогидравлического усилителя, включающим в себя сдвоенный золотник рулевой машинки, соединенный с якорем линейного электродвигателя, и двухсистемную рулевую машинку, соединенную со сдвоенным золотником, на штоке которой установлен датчик постоянного тока положения рулевой машинки, а также корректирующее устройство с моделью, причем сдвоенный золотник соединен двумя двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами сдвоенного исполнительного гидродвигателя, сдвоенный золотник рулевой машинки соединен двумя двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами двухсистемной рулевой машинкой, процессор и PID-контроллер, представляющие собой корректирующее устройство с моделью, генератор, МКО-контроллер, микроконвертер, термохолодильник, контроллер холодильника, элемент ИЛИ, первый усилитель, второй усилитель, третий усилитель, четвертый усилитель, пятый усилитель, выход которого соединен в первым входом микроконвертера, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом процессора, первый вход которого соединен с выходом МКО-контроллера, первый вход-выход которого соединен со входом-выходом задатчика, причем группа выходов микроконвертера соединена с первой группой входов PID-контроллера, группа выходов которого соединена с первой группой входов микроконвертера, второй выход которого соединен с первым входом контроллера холодильника, группа выходов которого соединена с второй группой входов микроконвертера, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с выходом датчика обратной связи гидродвигателя и является первым входом КАУ, причем группа входов-выходов МКО-контроллера является группой входов-выходов КАУ и соединена с группами входов-выходов PID-контроллера и процессора, первая группа выходов которого является первой группой выходов КАУ и соединена со второй группой входов PID-контроллера и с первой группой входов МКО-контроллера, вторая группа входов которого является второй группой выходов КАУ и соединена со второй группой выходов процессора и с третьей группой входов PID-контроллера, выход которого соединен со вторым входом процессора, третий вход которого является вторым входом КАУ, причем выход линейного электродвигателя является третьим входом КАУ и соединен со входом первого усилителя выход которого соединен с третьим входом микроконвертера, четвертый вход которого соединен с выходом третьего усилителя, вход которого соединен с выходом датчика постоянного тока рулевой машинки и является четвертым входом КАУ, выход контроллера холодильника соединен со входом термохолодильника, выход которого соединен со вторым входом контроллера холодильника, выход элемента ИЛИ соединен со входом усилителя мощности, второй и третий выходы которого соединены соответственно со входами пятого усилителя и четвертого усилителя, выход которого соединен с пятым входом микроконвертера, выход генератора соединен со входом PID-контроллера и является вторым выходом КАУ, вторую, третью и четвертую обмотки ЛЭД, второй, третий, четвертый датчики ДОС гидродвигателя, второй, третий, четвертый датчики ДПТ РМ, второй, третий и четвертый каналы КАУ, первый, второй, третий, четвертый контроллеры межмашинного обмена (КМО), первый, второй, третий, четвертый передатчики, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый приемники, группы выходов которых соединены с первой, второй, третьей группами входов первого, второго, третьего, четвертого КМО соответственно, первые, вторые, третьи выходы которых соединены с первыми входами приемников соответственно, причем второй вход первого приемника соединен с выходом второго передатчика, со вторыми входами восьмого и одиннадцатого приемников, выход первого передатчика соединен со вторыми входами четвертого, седьмого, десятого приемников, выход третьего передатчика соединен со вторыми входами второго, пятого, двенадцатого приемников, выход четвертого передатчика соединен со вторыми входами третьего, шестого, девятого приемников, группы входов первого, второго, третьего, четвертого передатчиков соединены с группами выходов первого, второго, третьего, четвертого КМО соответственно, четвертые выходы которых соединены с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого КАУ соответственно, вторые выходы которых соединены с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого КМО, адресные шины, шины данных и управляющие шины которых соединены с адресными шинами, шинами данных и управляющими шинами первого, второго, третьего, четвертого КАУ, вторые входы второго, третьего и четвертого КАУ соединены с выходами второй, третьей и четвертой обмотками ЛЭД соответственно, входы которых соединены с первыми выходами второго, третьего, четвертого КАУ, третьи и четвертые входы которых соединены с выходами вторых, третьих, четвертых датчиков ДОС ГД и ДПТ РМ соответственно.

Задачами изобретения являются улучшение помехозащищенности и точности и повышение надежности системы за счет введения в каждом канале резервированного привода системы контроля (типа канал - модель) на разнородных алгоритмических принципах.

Сущность заявляемого изобретения, возможность его осуществления и промышленного использования поясняются чертежами, представленными на фигурах 1-11, где:

на фиг. 1 представлена функциональная схема канала адаптивного управления ЭГСП с контролем;

на фиг. 2 представлена функциональная схема системы адаптивного управления ЭГСП с контролем;

на фиг. 3 представлена функциональная схема узла контроля 110;

на фиг. 4 представлена структурная схема узла МКО 107;

на фиг. 5 представлена функциональная схема контроля узла МКО 127;

на фиг. 6 представлена модель рулевого привода (РП) 128; на фиг. 7 представлена структура области двухпортового ОЗУ PID-контроллера 25;

на фиг. 8 представлено направление сигналов при взаимодействии микроконвертера 17 и PID-контроллера 25;

на фиг. 9 представлена диаграмма взаимодействия микроконвертера 17 и PID-контроллера 25;

на фиг. 10 представлена временная диаграмма приема/передачи данных между микроконвертером 17 и PID-контроллером 25;

на фиг. 11 представлена структурная схема алгоритма адаптивного управления ЭГСП.

Указанные преимущества заявляемой системы адаптивного управления ЭГСП с контролем перед прототипом достигается за счет того, что в систему адаптивного управления ЭГСП с контролем, содержащую сдвоенный золотник 1, управляющий сдвоенным исполнительным гидродвигателем 2, на штоке которого установлен датчик обратной связи 3, линейный электродвигатель 4 с обмоткой управления 5, соединенный с модулем электрогидравлического усилителя, включающим в себя сдвоенный золотник рулевой машинки 6, соединенный с якорем линейного электродвигателя, и двухсистемную рулевую машинку 7, на штоке которой установлен датчик постоянного тока (ДПТ) 8 положения рулевой машинки, которая соединена двумя 9, 10 двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами двухсистемной рулевой машинкой 7, причем сдвоенный золотник гидродвигателя 1 соединен двумя 11, 12 двунаправленными входами-выходами с двумя двунаправленными входами-выходами сдвоенного исполнительного гидродвигателя 2, первый 13 канал адаптивного управления (КАУ), содержащий задатчик 14, МКО-контроллер 15, первый генератор 16, микроконвертер 17, усилитель мощности 18, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22, пятый 23 усилители, элемент ИЛИ 24, PID-контроллер 25 и процессор 26, соединенный первой адресной шиной 27, первой двунаправленной шиной данных 28 и первой управляющей шиной 29 с МКО контроллером 15 и с соответствующими шинами системы адаптивного управления ЭГСП с контролем, причем первый 30 выход КАУ (13, 61, 62, 63) соединен с первым выходом процессора 26 и входом МКО контроллера 15, мультиплексная шина 31 которого соединена с задатчиком 14, первая 32 группа выходов PID-контроллера 25 соединена с первой группой входов микроконвертера 17, первая 33 группа выходов которого соединена с первой группой входов PID-контроллера 25, причем первый 34 и второй 35 входы процессора 26 соединены с выходом МКО-контроллера 15 и первым входом КАУ (13, 61, 62, 63) соответственно, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый входы микроконвертера 17 соединены с выходами (36, 37, 38, 39, 40) первого 19, второго 20, третьего 21, четвертого 22, пятого 23 усилителя соответственно, входы четвертого 22 и пятого 23 усилителей соединены с первым 41 и вторым 42 выходами УМ 18, третий выход которого является вторым 43 выходом КАУ (13, 61, 62, 63) и соединен с обмоткой ЛЭД 5, первый и второй входы элемента ИЛИ 24 соединены с выходом 44 процессора 26 и первым 45 выходом микроконвертера 17, причем вход первого 19 усилителя является вторым входом 46 КАУ (13, 61, 62, 63) и соединен с выходом ЛЭД 4, вход второго 20 усилителя является третьим входом 47 КАУ (13, 61, 62, 63) и соединен с ДОС 3 положения гидродвигателя, вход третьего 21 усилителя является четвертым входом 48 КАУ (13, 61, 62, 63) и соединен с датчиком ДПТ РМ 8, причем генератор 16 соединен со вторым 49 входом PID-контроллера 25, первый вход которого соединен со вторым 50 выходом микроконвертера 17, а выход 51 элемента ИЛИ соединен со входом усилителя мощности 18, а также система адаптивного управления ЭГСП с контролем содержит вторую 52, третью 53 и четвертую 54 обмотки ЛЭД, второй 55, третий 56, четвертый 57 датчики ДОС гидродвигателя, второй 58, третий 59, четвертый 60 датчики ДПТ РМ, второй 61, третий 62 и четвертый 63 каналы КАУ, первый 64, второй 65, третий 66, четвертый 67 контроллеры межмашинного обмена (КМО), первый 68, второй 69, третий 70, четвертый 71 передатчики, первый 72, второй 73, третий 74, четвертый 75, пятый 76, шестой 77, седьмой 78, восьмой 79, девятый 80, десятый 81, одиннадцатый 82, двенадцатый 83 приемники, группы выходов (84, 85, 86) которых соединены с первой, второй, третьей группами входов первого 64, второго 65, третьего 66, четвертого 67 КМО соответственно, первые 87, вторые 88, третьи 89 выходы которых соединены с первыми входами приемников (72, 73, 74) (75, 76, 77) (78, 79, 80) (81, 82, 83) соответственно, причем второй вход первого 72 приемника соединен с выходом 90 второго передатчика 69, со вторыми входами восьмого 79 и одиннадцатого 82 приемников, выход 91 первого передатчика 68 соединен со вторыми входами четвертого 75, седьмого 78, десятого 81 приемников, выход третьего 92 передатчика 70 соединен со вторыми входами второго 73, пятого 76, двенадцатого 83 приемников, выход 93 четвертого передатчика 71 соединен со вторыми входами третьего 74, шестого 77, девятого 80 приемников, группы входов 94 первого 68, второго 69, третьего 70, четвертого 71 передатчиков соединены с группами выходов первого 64, второго 65, третьего 66, четвертого 67 КМО соответственно, четвертые 35 выходы которых соединены с первыми входами первого 13, второго 61, третьего 62, четвертого 63 КАУ соответственно, первая адресная шина 27, первая шина данных 28 и первая управляющая шина 29 которых соединены с адресной шиной, шиной данных и управляющей шиной первого 64, второго 65, третьего 66, четвертого 67 КМО, причем вторые входы второго 61, третьего 62 и четвертого 63 КАУ соединены с выходами (95, 96, 97) второй 52, третьей 53 и четвертой 54 обмотками ЛЭД соответственно, входы которых соединены со вторыми (98, 99, 100) выходами второго 61, третьего 62, четвертого 63 КАУ, третьи и четвертые входы которых соединены с выходами (101, 102, 103) и (104, 105, 106) вторых (55, 58), третьих (56. 59), четвертых (57, 60) датчиков ДОС ГД и ДПТ РМ соответственно, и в каждый канал КАУ (13, 61, 62, 63) системы дополнительно введены узел МКО 107, контроль питания 108, второй генератор 109, узел контроля 110, первая группа входов которого соединена с первой группой выходов 111 узла МКО 107, соединенного второй 112 адресной шиной, второй 113 двунаправленной шиной данных и второй 114 управляющей шиной с соответствующими шинами PID контроллера 25, первый 115 выход которого соединен с первым входом узла МКО 107, первый 116 выход которого соединен с первым входом узла контроля 110, третий 117 вход и вторая 118 группа входов которого соединены с третьим выходом микроконвертера 17 и группой выходов контроля питания 108 соответственно, группа входов которого соединена с первой группой входов 119 системы адаптивного управления ЭГСП с контролем, вторая 120, третья 121 и четвертая 122 группы входов которой соединены со вторым 61, третьим 62 и четвертым 63 КАУ соответственно, причем первая адресная шина 27, первая двунаправленная шина данных 28 и первая управляющая шина 29 узла МКО 107 соединены с соответствующими шинами процессора 26, третий вход которого соединен со вторым выходом 123 узла МКО 107, второй вход которого соединен с первым входом PID контроллера 25, со вторым 50 выходом микроконвертера 17 и вторым входом узла контроля 110, четвертый вход которого соединен с четвертым 124 выходом усилителя мощности 18, причем выход второго генератора 109 соединен с четвертым входом процессора 26 и третьим входом узла МКО 107 и является третьим 125 выходом КАУ (13, 61, 62, 63), который соединен с пятым входом первого 64, второго 65, третьего 66, четвертого 67 КМО, причем выход 126 и четвертый, пятый и шестой входы узла контроля 110 соединены с третьим входом элемента ИЛИ 24, выходом 49 первого генератора 16, выходом 37 второго 20 усилителя и выходом 38 третьего 21 усилителя соответственно.

Узел контроля 110 содержит схему контроля узла МКО 127, модель РП 128, формирователь импульса 129, первый элемент задержки 130, второй элемент задержки 131, первый элемент И 132, второй элемент И 133, третий элемент И 134, элемент ИЛИ 135, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 134, выход которого является первым 126 выходом узла контроля 110, первая 111 группа входов которого соединена с первой группой входов схемы контроля узла МКО 127, первый 136 выход которой соединен со вторым входом третьего 134 элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго элемента 131 задержки, первый вход которой соединен с выходом первого 132 элемента И, входы которого являются третьей 118 группой входов узла контроля 110, вторая 117 группа входов соединена с группой входов модели РП 128, выход 187 которой соединен с четвертым входом третьего 134 элемента И, причем третий 49 вход узла контроля 110 соединен с первыми входами схемы контроля узла МКО 127, модели РП 128, первого 130 и второго 131 элементов задержек и формирователя импульсов 129, второй вход которого соединен со вторыми входами схемы контроля узла МКО 127, модели РП 128, первого 130 и второго 131 элементов задержек и является вторым 50 входом узла контроля 110, первый 116 вход которого соединен с третьим входом схемы контроля узла МКО 127, второй 137 выход которой соединен с первым входом второго 133 элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 135, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов 129, третий вход которого соединен с третьим 138 выходом схемы контроля узла МКО 127, причем четвертый 124 вход узла контроля 110 соединен с третьим входом первого элемента 130 задержки, выход которого соединен со вторым входом второго 133 элемента И.

Узел МКО 107 содержит контроллер МКО 139 в режиме контроллера шины (КШ), контроллер МКО 140 в режиме оконечного устройства (ОУ), первый 141 приемопередатчик, второй 142 приемопередатчик, третий 143 приемопередатчик, четвертый 144 приемопередатчик, первый 145 трансформатор, второй 146 трансформатор, третий 147 трансформатор, четвертый 148 трансформатор, первый 149 трансформатор 1, второй 150 трансформатор 1, третий 151 трансформатор 1, четвертый 152 трансформатор 1, первую пару 153 резисторов, вторую пару 154 резисторов, третью пару 155 резисторов, четвертую пару 156 резисторов, первая группа входов-выходов которой соединена с первой группой входов-выходов четвертого 152 трансформатора 1 вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов четвертого 148 трансформатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с группой входов-выходов четвертого 144 приемопередатчика, выход которого соединен с первым входом контроллера МКО в режиме ОУ 140, первый выход которого соединен со входом четвертого 144 приемопередатчика, причем первый выход контроллера МКО в режиме КШ 139 соединен со входом первого 141 приемопередатчика, группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов первого 145 трансформатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов первого 149 трансформатора 1, вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов первой пары 153 резисторов, вторая группа входов-выходов которой является магистральной шиной 157, которая соединена с первой группой входов-выходов третьей пары 155 резисторов, вторая группа входов-выходов которой соединена с первой группой входов-выходов третьего 151 трансформатора 1 вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов третьего 147 трансформатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с группой входов-выходов третьего 143 приемопередатчика, выход которого соединен со вторым входом контроллера МКО в режиме ОУ 140, второй выход которого соединен с входом третьего 143 приемопередатчика, причем выход первого 141 приемопередатчика соединен с первым входом контроллера МКО в режиме КШ 139, второй выход которого соединен со входом второго 142 приемопередатчика, группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов второго 146 трансформатора, вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов второго 150 трансформатора 1 вторая группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов второй пары 154 резисторов, вторая группа входов-выходов которой является резервной магистральной шиной 158, которая соединена с первой группой входов-выходов четвертой пары 156 резисторов, причем вторая 112 адресная шина, вторая 113 шина данных, вторая 114 управляющая шина узла МКО 107 соединены с соответствующими шинами контроллера МКО в режиме ОУ 140, первый 116 выход и первая группа выходов 111 которого соединены с первым выходом и первой группой выходов узла МКО 107, первая 27 адресная шина, первая 28 шина данных, первая 29 управляющая шина которого соединены с соответствующими шинами контроллера МКО в режиме КШ 139, второй вход которого соединен с выходом второго 142 приемопередатчика, причем третий вход контроллера МКО в режиме КШ 139 соединен с третьим 125 входом узла МКО 107, второй 123 выход которого соединен с третьим выходом контроллера МКО в режиме КШ 139, первый 115 и второй 50 входы узла МКО 107 соединены с третьим и четвертым входами контроллера МКО в режиме ОУ 140.

Схема контроля узла МКО 127 содержит первый 159 регистр, второй 160 регистр, третий 161 регистр, четвертый 162 регистр, пятый 163 регистр, шестой 164 регистр, сумматор 165, первую 166 схему сравнения, вторую 167 схему сравнения, первый 168 триггер, второй 169 триггер, третий 170 триггер, четвертый 171 триггер, пятый 172 триггер, элемент И 173, элемент ИЛИ 174, выход которого соединен с инверсными разрешающими входами первого 168 и второго 169 триггеров и инверсным информационным входом третьего 170 триггера, выход которого соединен с информационным входом четвертого 171 триггера и первым входом элемента И 173, выход которого является первым 136 выходом схемы контроля узла МКО 127, первая 111 группа входов которой соединена с информационными группами входов D1, D2, D3, D4, D5 первого 159, второго 160, третьего 161, четвертого 162, пятого 163 регистров соответственно, группы выходов которых соединены с первой, второй, третьей, четвертой группами входов сумматора 165 и первой группой входов первой 166 схемы сравнения соответственно, выход которой соединен с инверсным входом элемента ИЛИ 174 и разрешающим входом шестого 164 регистра, группа выходов которого соединена с первой группой входов второй 167 схемы сравнения, выход которой соединен с прямым входом элемента ИЛИ 174, причем второй 137 и третий 138 выходы схемы контроля узла МКО 127 соединены с выходами первого 168 и второго 169 триггеров, тактовые входы которых соединены с тактовыми входами шестого 164 регистра, третьего 170, четвертого 171 и пятого 172 триггеров, с разрешающими входами первого 159, второго 160, третьего 161, четвертого 162 и пятого 163 регистров и являются первым 116 входом схемы контроля узла МКО 127, второй 50 вход которой соединен с инверсными сбросовыми входами шестого 164 регистра, третьего 170, четвертого 171 и пятого 172 триггеров, выход пятого 172 триггера соединен со вторым входом элемента И 173, третий вход которого соединен с информационным входом пятого 172 триггера и выходом четвертого 171 триггера, причем группа выходов четвертого 162 регистра соединена с информационной группой входов шестого 164 регистра и второй группой входов второй 167 схемы сравнения, первая группа выходов сумматора 165 соединена со второй группой входов первой 166 схемы сравнения, причем шестнадцатый и семнадцатый разряды второго 160 регистра соединены с информационными входами первого 168 и второго 169 триггеров, причем третий 49 вход схемы контроля узла МКО 127 соединен с тактовыми входами первого 159, второго 160, третьего 161, четвертого 162 и пятого 163 регистров.

Модель РП 128 содержит первый 175 усилитель, второй 176 усилитель, третий 177 усилитель, первый 178 ограничитель, второй 179 ограничитель, третий 180 ограничитель, первый 181 сумматор, второй 182 сумматор, третий 183 сумматор, четвертый 184 сумматор, интегрирующее звено 185, дифференцирующее звено 186, компаратор 187, выход которого соединен с выходом «Испр. Мод. «1» модели РП 128, шестой 38 (Uосрм) вход которой соединен с минусовым входом четвертого 184 сумматора, а третий 117 (Uвхрп) вход соединен с первым входом первого 181 сумматора, выход которого соединен с первым входом первого 175 усилителя, выход которого соединен с первым входом первого 178 ограничителя, выход которого соединен с первым входом второго 182 сумматора, выход которого соединен с первым входом второго 176 усилителя, выход которого соединен с первым входом второго 179 ограничителя, выход которого соединен с первым входом третьего 183 сумматора, выход которого соединен с первым входом интегрирующего звена 185, выход которого соединен с минусовым входом второго 182 сумматора и первым входом четвертого 184 сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего 177 усилителя и первым входом дифференцирующего звена 186, выход которого соединен с первым входом компаратора 187, второй вход которого соединен со вторыми входами дифференцирующего звена 186, интегрирующего звена 185, первого 178 и второго 179 ограничителей, первого 175, второго 176 и третьего 177 усилителей, с первым входом третьего 180 ограничителя и является четвертым 49 входом модели РП 128, второй 50 вход которой соединен с третьими входами первого 175, второго 176 и третьего 177 усилителей, первого 178 и второго 179 ограничителей, интегрирующего звена 185, дифференцирующего звена 186 и компаратора 187 и со вторым входом третьего 180 ограничителя, выход которого соединен с минусовым входом третьего 183 сумматора, причем выход третьего 177 усилителя соединен с третьим входом третьего 180 ограничителя, причем пятый 37 вход модели РП 128 соединен с минусовым входом первого 181 сумматора.

Система адаптивного управления ЭГСП с контролем работает следующим образом.

Функциональная схема канала адаптивного управления ЭГСП с контролем представлена на фиг. 1. С задатчика 14 положения гидродвигателя входной сигнал управления через шину 31 МКО (мультиплексный канал обмена ГОСТ Р 52070-2003), через МКО-контроллер 15 прерывает 34 процессор 26, который осуществляет доступ через узел МКО 107 к оперативной памяти PID-контролера 25 и записывает в выделенную область двухпортового ОЗУ входной сигнал.

Интерфейс, обеспечивающий доступ к двухпортовому ОЗУ содержит следующие сигналы:

А(18…0) - первая шина адреса 27;

D(15…0) - первая шина данных 28;

RW - режим чтения или записи («1» - чтение, «0» - запись) (второй сигнал первой управляющей шины 29);

RE - разрешение чтения (третий сигнал первой управляющей шины 29);

WE - разрешение записи (четвертый сигнал первой управляющей шины 29);

CS - выбор микросхемы (пятый сигнал первой управляющей шины 29).

Структура области двухпортового ОЗУ PID-контроллера 25 представлена на фиг. 7.

Слово режимов и признаков PID-контроллера 25 состоит из следующих разрядов:

С 0-го (младший) по 2-й разряды - резерв;

- 3-й разряд - режим подачи сигнала «RESET» на микроконвертер 17 («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран);

- С 4-го по 7-й разряды - резерв;

- С 12-го по 8-й разряды - количество (от 1 до 32) принятых байт в обмене (количество 32 кодируется кодом «00000»);

- 13-й разряд - режим-признак начала процесса обмена («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран) (автоматически становится равным значению режима циклического обмена после завершения очередного обмена);

- 14-й разряд - режим циклического обмена («1» - режим выбран, «0» - режим не выбран);

- 15-й (старший) разряд - признак завершения обмена («1» - признак установлен, «0» - признак не установлен).

Взаимодействие микроконвертера 17 и PID-контроллера 25 осуществляется по 5-проводному интерфейсу, представленному на фиг. 8.

Сигнал RESET 50 может быть установлен в активное состояние в любой момент времени с целью приведения микроконвертера 17, PID-контроллера 25, узла МКО 107 и узла контроля 110 в начальное состояние и прекращения текущего обмена, длительность данного сигнала определяется временем, необходимым для установки микроконвертера 17 в начальное состояние.

Установка сигнала INT_TMS в «1» информирует PID-контроллер 25 о том, что он может начать передавать байты в микроконвертер 17, который в свою очередь должен передавать байты в PID-контроллер 25. Передачей каждого байта управляет микроконвертер 17, инициируя передачу C1…CN сигнала SCLK.

Число байт в одном обмене N должно быть в диапазоне от 2 до 32.

Диаграмма взаимодействия микроконвертера 17 и PID-контроллера 25 представлена на фиг. 9.

Время обнаружения микроконвертером 17 факта потери байта (В) зависит от его скорости реакции.

Установка сигнала INT_TMS в «0» информирует PID-контроллер 25 о том, что обмен завершен, и PID-контроллер 25 не может продолжать передавать и принимать байты.

PID-контроллер 25 не принимает байты после 32-го, при установленном сигнале INT_TMS в «1». После установки сигнала INT_TMS в «0» PID-контроллер 25 фиксирует факт окончания обмена и готов к следующему обмену.

C1…CN содержит тактовый импульс, информирующий о передаче каждого разряда байт T1…TN и R1…RN. Сигнал SCLK между C1…CN равен «0».

Временная диаграмма приема/передачи данных между микроконвертером 17 и PID-контроллером 25 представлена на фиг. 10.

Частота тактового импульса F сигнала SCLK зависит от микроконвертера 17 и определяется его скоростными параметрами (F=1,428 МГц).

По сигналу RESET 50 из микроконвертора 17 PID-контроллер 25 устанавливается в исходное состояние: регистр состояний устанавливается во все«1», инициализируется регистр режимов (0000000000001000) остальные триггера, регистры и счетчики устанавливаются в «0», затем регистр состояний переходит в следующее состояние по сигналу CLOCK 49. В нулевом, первом и втором состоянии выполняется чтение регистра режима по адресу «01000000», анализируется 13-й разряд (режим - признак начала обмена), если 13-й разряд равен «0», то в регистр состояния «state» записываются все «0» и начинается следующий опрос 13-го разряда, если 13-й разряд равен «1», то переходим в следующее состояние.

В состоянии «три», «четыре», «пять» выполняется чтение слова данных по адресу (12…8) регистра режима «mode» с младшим разрядом равным «0» и запись считанного слова в регистр «DAT».

В состоянии «шесть» формируется сигнал, по которому содержимое регистра «DAT» переписывается во второй сдвиговый регистр, выполняется сброс первого счетчика, второго счетчика и триггера.

В состоянии «семь», «восемь», «девять» выполняется запись проинвертированных данных в ячейку двухпортового ОЗУ по адресу (12…8) регистра «mode» с младшим разрядом «0» и чтение слова режима и его анализ. Если третий разряд регистра «mode» равен «1» (есть RESET) или (регистр «mode» (12…8)р. не равны «00000» (ненулевое слово) и сигнал прерывания INT TMS равен «0», то в регистр состояний заносится код «1111», иначе если первый счетчик насчитывает 8 бит, то формируется сигнал, по которому принятое слово в первом сдвиговом регистре записывается в регистр «DAT», если состояние первого счетчика не равно 8 (SCLK_front не равен «1000»), то переход в состояние семь.

В состоянии «десять» выполняется запись принятого слова в ячейку ОЗУ по адресу равному значению счетчика адреса регистра «mode» (12…8) с младшим разрядом «1», затем регистру «mode» (12…8) присваивается значение счетчика адреса («mode» 111 (12…8)+1) в машине состояний, если счетчик адреса «mode» (12…8) равен «11111», то выполняется переход на состояние «одиннадцать», а иначе в состояние «три».

В состоянии «одиннадцать» выполняется чтение слова режима и его анализ. Если есть RESET или (счетчик адреса «mode» (12…8) не равен нулю и сигнал INT_TMS равен «0»), то в регистр состояний заносится код «1111», иначе переходим в состояние «одиннадцать» (ждем когда сигнал прерывания установится в «0»).

В состоянии «пятнадцать» в регистр «mode» (режим) в 15-й разряд записывается «1», которая определяет «признак завершения обмена».

Если между битами недопустимая пауза, то второй счетчик переполнится и сбросит первый счетчик.

Данные, поступающие из PID-контроллера 25 в микроконвертер 17 содержат следующую информацию:

- величина заданного положения горизонтального оперения (U_вхРП) с 0-го по 15-й разряды;

командное слово:

включение УМ 18 - 13-й разряд.

Данные, поступающие из микроконвертера 17 в PID-контроллер 25 содержат следующую информацию:

величина текущего положения горизонтального оперения (ДОС 3 гидродвигателя) - с 0-го по 15-й разряды;

сигнал рассогласования внешнего контура с 0-го по 15-й разряды;

сигнал ДПТ 8 РМ - с 0-го по 15-й разряд;

слово разовых команд 1:

исправность ДОС 3 гидродвигателя - 14-й разряд;

исправность ДПТ 8 РМ - 13-й разряд;

исправность УМ 18 - 11-й разряд;

слово состояния ЭГСП:

УМ 18 включен по команде из МКО - 13-й разряд;

состояние питания УМ 18 - 11-й разряд;

отказ МКО-контроллера 15 - с 17-го по 10-й разряды;

отказ микроконвертера 17 - с 18-го по 9-й разряды;