Интегрированная система резервных приборов Российский патент 2020 года по МПК G01C21/00 

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем.

Известна система [1] комбинированных резервных приборов для самолетов и вертолетов, выполненная в виде отдельного блока, содержащая датчики полного и статического давлений, соединенные с входом устройства обработки и преобразования сигналов, выход с вычислителем, модуль пространственной ориентации, ЖК экран с органом управления, устройство управления режимами работы, устройство ввода-вывода, соединенные с вычислителем.

Недостатком данной системы является то, что она не способна определять целостность исполняемого программного кода.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности за счет контроля целостности исполняемого программного кода электронных вычислительных средств системы.

Поставленная задача решается за счет того, что в интегрированную систему резервных приборов, выполненную в виде отдельного блока, содержащую датчики полного и статического давления, соединенные через устройство обработки и преобразования сигналов с вычислителем, модуль пространственной ориентации, устройство управления режимами работы, жидкокристаллический индикатор, соединенные с вычислителем, креноскоп, фотодатчик, соединенный с устройством управления режимами работы, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, подключенное своим входом к модулю пространственной ориентации, а выходом к вычислителю, встроенную систему контроля, подключенную своими входами к модулю пространственной ориентации, датчикам полного и статического давления, а выходом к вычислителю, согласно изобретению, дополнительно введен блок сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода, первый вход которого подключен к выходу вычислителя, второй вход подключен ко второму выходу устройства обработки и преобразования сигналов, третий вход подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к восьмому входу вычислителя.

На фиг. 1 представлена схема системы, в которую входят датчик 1 полного давления, датчик 2 статического давления, устройство 3 обработки и преобразования сигналов, вычислитель 4, модуль 5 пространственной ориентации, ЖК индикатор 6, датчик 7 торможения, устройство 8 управления режимами работы, креноскоп 9, фотодатчик 10, устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации, измерительный резистор 12, встроенная система 13 контроля, стабилизатор 14 тока, коммутатор 15, аналого-цифровой преобразователь 16, источник 17 опорного напряжения, блок 18 сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода.

В предложенной системе датчики 1 и 2 полного и статического давления подключены через устройство 3 обработки и преобразования сигналов к вычислителю 4. Модуль 5 пространственной ориентации, устройство 8 управления режимами работы, ЖК индикатор 6 подключены также к вычислителю 4. Фотодатчик 10 соединен с устройством 8 управления режимами работы. Устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации подключено своим входом к модулю 5 пространственной ориентации, а выходом к вычислителю 4. Встроенная система 13 контроля подключена своими входами к модулю 5 пространственной ориентации, к датчикам 1 и 2 полного и статического давления, а выходом к вычислителю 4. Креноскоп 9 работает автономно. Стабилизатор 14 тока, выход которого подключен к коммутатору 15 и датчику 7 торможения, выходы которого подключены к измерительному резистору 12 и коммутатору 15, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю 16, на вход которого подается напряжение с источника 17 опорного напряжения, а выход подключен к вычислителю 4. Блок 18 сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода, первый вход которого подключен к выходу вычислителя 4, второй вход подключен ко второму выходу устройства 3 обработки и преобразования сигналов, третий вход подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя 16, а выход подключен к восьмому входу вычислителя 4.

Интегрированная система резервных приборов работает следующим образом. В процессе полета сигналы от встроенных в систему датчиков 1 и 2 полного и статического давлений поступают в устройство 3 обработки и преобразования сигналов, которое обрабатывает эти сигналы, вычисляет полное Р_п и статическое Р_ст давления, а также корректирует сигналы с датчиков 1 и 2 давлений в зависимости от температуры окружающей среды. Скорректированные сигналы давлений Р_ст, Р_п и сигнал Т_п из устройства 3 обработки и преобразования сигналов поступают в вычислитель 4. С помощью датчиков угловых скоростей, датчиков линейных ускорений и электронных вычислительных средств, размещенных в модуле 5 пространственной ориентации, вычисляются основные параметры положения летательного аппарата: угол крена, угол тангажа, гироскопический курс. Данные о пространственном положении летательного аппарата передаются в вычислитель 4, который на основе полученных сигналов с блока устройства 3 обработки и преобразования сигналов вычисляет по известным зависимостям основные пилотажные параметры: приборную скорость V_пр, истинную скорость V_ист, абсолютную высоту Н_абс, относительную высоту Н_отн, вертикальную скорость V_в, температуру наружного воздуха Т_ст, число М.

Встроенная система 13 контроля предназначена для проведения тест-контроля модуля 5 пространственной ориентации, датчиков 1 и 2 полного и статического давления во время предполетной подготовки и в течение полета.

При контроле модуля 5 пространственной ориентации производится измерение потребляемых токов датчиков угловой скорости с последующим сравнением измеренного значения с ожидаемым значением. Контроль исправности датчиков линейного ускорения производится алгоритмически.

Креноскоп 9 позволяет пилоту контролировать величину скольжения летательного аппарата во время координированного разворота. При правильном координированном развороте скольжение должно отсутствовать.

Фотодатчик 10 расположен на лицевой панели прибора, рядом с ЖК индикатором 6 и выдает информацию о величине внешней освещенности в устройство 8 управления режимами работы, которое через вычислитель 4 осуществляет автоматическую регулировку яркости ЖК индикатора 6. При увеличении внешней освещенности яркость ЖК индикатора 6 также увеличивается, а при снижении освещенности - снижается.

Устройство 11 компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля 5 пространственной ориентации позволяет повысить точность вычисления углов ориентации.

Блок 18 сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода принимает величины расчетных контрольных сумм исполняемого программного кода с вычислителя 4, аналого-цифрового преобразователя 16, устройства 3 обработки и преобразования сигналов и выполняет их сравнение с заранее заложенными в нем. Результат сравнения передается в вычислитель 4. Вычислитель 4, в зависимости от полученного результата сравнения, формирует сигнал исправности системы при совпадении всех принятых значений контрольных сумм, при несовпадении хотя бы одной из контрольных сумм формирует сигнал отказа. Сигнал исправности или отказа системы отображается на ЖК индикаторе 6.

Проведение процедуры сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода проводится во время проведения функционального самоконтроля интегрированной системы резервных приборов однократно, сразу после подачи питания.

Нарушения целостности исполняемого программного кода может привести к непредсказуемому поведению. Предложенное изобретение за счет контроля целостности исполняемого программного кода повышает надежность интегрированной системы резервных приборов и обеспечивает безопасность пилотирования.

Источники информации

1. Патент РФ №2635821, МПК G01C 21/00 2017 г. прототип.

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем. Интегрированная система резервных приборов содержит датчик полного давления, датчик статического давления, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, модуль пространственной ориентации, ЖК индикатор, датчик торможения, устройство управления режимами работы, креноскоп, фотодатчик, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, измерительный резистор, встроенную систему контроля, стабилизатор тока, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, источник опорного напряжения, блок сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода. Технический результат – повышение надежности за счет контроля целостности исполняемого кода электронных вычислительных средств системы. 1 ил.

Интегрированная система резервных приборов, выполненная в виде отдельного блока, содержащая датчики полного и статического давления, соединенные через устройство обработки и преобразования сигналов с вычислителем, модуль пространственной ориентации, устройство управления режимами работы, жидкокристаллический индикатор, соединенные с вычислителем, креноскоп, фотодатчик, соединенный с устройством управления режимами работы, устройство компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля пространственной ориентации, подключенное своим входом к модулю пространственной ориентации, а выходом к вычислителю, встроенную систему контроля, подключенную к модулю пространственной ориентации, датчикам полного и статического давления, а выходом к вычислителю, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен блок сравнения контрольных сумм исполняемого программного кода, первый вход которого подключен к выходу вычислителя, второй вход подключен ко второму выходу устройства обработки и преобразования сигналов, третий вход подключен ко второму выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход подключен к восьмому входу вычислителя.