第九篇 %飛行控制系統(tǒng)檢修
 
傳操縱及隨控布局飛行控制系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。
余度技術(shù)是電傳操縱和隨控布局飛行控制系統(tǒng)的主要關(guān)鍵技術(shù)，他包括余度結(jié)構(gòu)和余因管理兩大部分。余度結(jié)構(gòu)主要解決系統(tǒng)余度數(shù)、余度結(jié)構(gòu)類型、部件的余度配置等問題。余度管理主要解決信號(hào)選擇（表決）、故障監(jiān)控（鑒別）、故障隔離（切換）及故障警告等問題。
余度飛行控制系統(tǒng)的組成余度系統(tǒng)是執(zhí)行同一指令或完成同一任務(wù)的多重（套）系統(tǒng)，并且應(yīng)同時(shí)具備如下功能：（&）對系統(tǒng)各組成部分具有故障監(jiān)控、信號(hào)表決能力。
（）對故障部件進(jìn)行隔離，即應(yīng)有二次故障工作能力，不使其危及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
（）在故障部件隔離后，系統(tǒng)應(yīng)具備重構(gòu)的能力，即系統(tǒng)能重新組織余下的完好部分，具有故障安全或雙故障安全的能力，并在少量降低性能指標(biāo)的情況下繼續(xù)承擔(dān)任務(wù)。為了完成上述功能，余度系統(tǒng)應(yīng)如下配置：
（&）余度通道，目前多采用雙、三、四重冗余。冗余數(shù)的多少，需從系統(tǒng)可靠性指標(biāo)出發(fā)，兼，顧體積、重量及費(fèi)用。同時(shí)余度管理方式對他也有很大影響，一般地說，在相同的余度管理方式下，冗余數(shù)增多，系統(tǒng)完成任務(wù)的可靠性就提高。可見，采用余度冀術(shù)的實(shí)質(zhì)是通過消耗應(yīng)用更多的資源換取可靠性的提高。但相同的冗余數(shù)，采用不同的余度管理方式，完成任務(wù)可靠性也會(huì)不同。
（）交叉增強(qiáng)，余度通道中各個(gè)部件除了前后連接外，在各通道間還交叉連接，即所謂的交叉增強(qiáng)，這是提高可靠性的重要手段。一般來說，交叉增強(qiáng)與信號(hào)表決器是不可截然分開，而是共同起作用的。圖表示三余度交叉增強(qiáng)的連拉方式，計(jì)算表明，完善的交叉增強(qiáng)，可以提高可靠性 ’—&(倍。
（）備份通道：為了使飛控系統(tǒng)有極高的安全可靠性，除主余度通道外，還設(shè)有備份通道，以保證主余度通道萬一失效后，飛機(jī)安全返航與著陸。
余度結(jié)構(gòu)
根據(jù)國外一些典型電傳操縱系統(tǒng)的應(yīng)用來看，余度結(jié)構(gòu)方案可概括為兩大類：純粹的多余度系統(tǒng)與綜合的多余度系統(tǒng)。前者是在各個(gè)部件中都統(tǒng)一采用相同的余度，而后者是把幾種不同的余度結(jié)合起來使用。
（&）純四余度系統(tǒng)
這種系統(tǒng)在其每個(gè)部件中一律采用四余度結(jié)構(gòu)，他的優(yōu)點(diǎn)是利用比較式監(jiān)控就能獲得全部二次故障一工作能力，因此他的安全可靠性是最好的。但是由于余度數(shù)最多（部件數(shù)量也最多），結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，故障率也就最大，在飛機(jī)上的安裝與維護(hù)都很困難，這種系統(tǒng)過去 圖  " "%多余度數(shù)目與最大損失概率之間的關(guān)系

圖  " "%余度系統(tǒng)交叉增強(qiáng)圖
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第九篇 .飛行控制系統(tǒng)檢修
 

多用于飛機(jī)驗(yàn)證，而在型號(hào)產(chǎn)品上一般較少使用。
（）純?nèi)�余度系統(tǒng)
這種系統(tǒng)在每個(gè)部件都采用三余度結(jié)構(gòu)，由于數(shù)控技術(shù)和自監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，采用比較監(jiān)控與自監(jiān)控相結(jié)合的余度管理方式，至少能實(shí)現(xiàn)二次故障一工作或二次故障一安全的可靠性等級(jí)。
（"）四余度一三余度綜合系統(tǒng)
在實(shí)際裝機(jī)使用的 %和 &&’控制系統(tǒng)中，不宜采用單純的一種余度結(jié)構(gòu)，這是由飛機(jī)的安裝條件、技術(shù)要求（例如結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性以及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等）來決定的。從使用觀點(diǎn)來看，不同的飛機(jī)結(jié)構(gòu)，不同的軸系統(tǒng)和不同的舵面助力器，每一種情況的實(shí)際要求（包括可靠性要求）也是不相同的。例如，縱向系統(tǒng)的可靠性要求最高，而橫側(cè)向則可放寬一些，又如具有單臺(tái)助力器和左右助力器的兩種縱向系統(tǒng)余度結(jié)構(gòu)一般也是不相同的。輕型飛機(jī)（戰(zhàn)斗機(jī)）的安裝空間受限制，有些飛機(jī)裝不下純四余度系統(tǒng)，這些情況下，常采用綜合多余度系統(tǒng)。
（(）四余度一二余度綜合系統(tǒng)
作為綜合余度系統(tǒng)的實(shí)例是  )*+生產(chǎn)型飛機(jī)數(shù)字電傳操縱系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)采用四余度和二余度相結(jié)合的結(jié)構(gòu)方案。傳感器和數(shù)字計(jì)算機(jī)是四余度的，而舵機(jī)伺服器則有兩種不同的余度，左右平尾和襟翼伺服器是四余度，左右方向舵和副翼伺服器是二余度的，而且左右兩邊是相互獨(dú)立的。在安全可靠性最高的縱向軸還具有機(jī)械備份通道，而在橫側(cè)向只設(shè)置模擬式電氣備份通道。就主系統(tǒng)（備份通道除外）而言，平尾和襟翼系統(tǒng)具有二次故障一工作能力，而副翼和方向舵具有二次故障一工作或二次故障一安全能力。這個(gè)系統(tǒng)的余度配置較為合理，有重點(diǎn)、有選擇地來配置各個(gè)軸和舵面的余度結(jié)構(gòu)，在確保安全可靠性的前提下，充分簡化硬件結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代實(shí)用的戰(zhàn)斗機(jī)電傳操縱系統(tǒng)的一種有代表性方案。
余度管理
余度管理是余度系統(tǒng)的核心問題。余度系統(tǒng)的各個(gè)通道應(yīng)按什么樣的方式和程序來工作，怎樣檢測與識(shí)別故障，出現(xiàn)各種不同故障之后系統(tǒng)又應(yīng)該怎樣處理等，這些都屬于余度管理內(nèi)容。實(shí)際上余度系統(tǒng)的重要問題還不在于余度數(shù)的多少，而更重要的是余度管理的好壞。余度管理包含兩個(gè)主要方面：第一是信號(hào)選擇（表決），第二是故障監(jiān)控與隔離。
（*）信號(hào)選擇（表決）
信號(hào)選擇是由信號(hào)選擇器（表決器）執(zhí)行的一種功能，他從各個(gè)余度通道的信號(hào)中選出一個(gè)信號(hào)作為工作信號(hào)參與控制，究竟選哪一個(gè)信號(hào)取決于所設(shè)置的表決方式。信號(hào)表決器在模擬式飛控系統(tǒng)中只能用硬件實(shí)現(xiàn)，而在數(shù)字式飛控系統(tǒng)中通常是由軟件實(shí)現(xiàn)的。目前常用的表決方法有：
平均值表決法：這是廣泛應(yīng)用的表決器，他的輸出是各個(gè)輸入信號(hào)的代數(shù)平均值，利用軟件很容易實(shí)現(xiàn)，他的缺點(diǎn)是故障瞬態(tài)較大。
中值表決法：對于奇數(shù)余度通道的系統(tǒng)，中值為“自然中值”。對于偶數(shù)余度通道系統(tǒng)，中值可以按不同的定義來確定，用次小值做中值（把最大及最小值去掉，在剩下的兩個(gè)中間值中取較小值；平均中值法（將兩個(gè)自然中間值取平均值）。這種方法利用程序?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜。
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第九篇 2飛行控制系統(tǒng)檢修
 
多數(shù)表決法；他以“多數(shù)通過”的表決原則從余度信號(hào)中選出一個(gè)作為輸出，這種表決法主要用于離散信號(hào)的余度管理。（）故障監(jiān)控故障監(jiān)控是由監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)的一種功能，他能檢測并識(shí)別有故障的部件及通道，發(fā)出監(jiān)控信號(hào)以便執(zhí)行告警與切換。
飛控系統(tǒng)中的故障有兩類：飛行中故障以及潛在故障。通常故障監(jiān)控主要指飛行中故障監(jiān)控。故障監(jiān)控器的工作用監(jiān)控覆蓋率表示，他指能夠識(shí)別的故障在全部故障中的百分比。余度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心任務(wù)就是確保監(jiān)控覆蓋率能夠滿足給定的安全可靠性指標(biāo)。故障監(jiān)控主要有兩種方法，比較式監(jiān)控及自主式監(jiān)控 "比較式監(jiān)控是利用兩個(gè)相同或相似的通道之間的差異來檢查故障和識(shí)別故障，自主式監(jiān)控（自監(jiān)控）是不利用外部的相似數(shù)據(jù)做基準(zhǔn)，而是在監(jiān)控對象本身建立基準(zhǔn)，完全依靠自身的手段來監(jiān)控自身的故障。目前，這種方法還不成熟，還不能滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求，但他與比較式監(jiān)控結(jié)合起來，可以改善系統(tǒng)的監(jiān)控能力。
　
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