Мажоритарное устройство для выделения проекций векторной величины Советский патент 1980 года по МПК H03K19/42 

(54) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОЕКЦИЙ ВЕКТОРНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть .использовано в навигационных системах .для автоматической обработки данньис резервированных измерительных каналов. Известно мажоритарное устройство, используемое в автоматических системах и приборах для выделения достоверной и надежной аналоговой информации при параллельном резервировании каналов 1 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность.

Известно также мажоритарное устройство, состоящее из нескольких параллельных каналов, которые содержат операционные усилители, диодные мосты, резистивные цепи обратных связей и источники опорных напряжения постоянного тока 2 .

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет единственный выход и непригодно для одновременного выделения двух или трех аналоговых сигналов, пропорциональных проекциям физической векторной величины.

Цель изобретения - выделение до- стоверных и надежных аналоговых сигналов, пропорциональных трем проекциям векторной величины, при минимальном количестве резервированных измерительных каналов или приборов, а 5 также повышение стабильности его работы и исключени е влияния на выход.ной сигнал отказбв в каналах устройства. Поставленная цель достигается тем,

10 что в мажоритарном устройстве для выделения проекций векторной величины, состоящем из п идентичных каналов (где п - количество резервируемых изйеритёльных каналов или приборов,

-15 число п 4) , каждый из которых содержит операционный усилитель, резистивные трехполюсники, диодный мост, подключенный одной своей диагональю через балансные резисторы к источнику опорного напряжения постоянного тока, и три нагрузочные резистора, в каждом его канале резистивные tpexполюсники крайними полюсами включены между входом и выходом операционного

25 усилителя, причем к среднему полюсу одного трехполюсиика через диагона хь дио:рного моста подключен выход измерительного канала (прибора), а средние полюса соответствующих трех30 полюсников всех каналов мажоритарно782162го устройства подключены к соответст вующему нагрузочному резистору. Кроме того, параллельно диодным мостам каналов включены входы реле, размыкающие контакты которых включены между нагрузочными резисторами мажор тарного устройства и средними полюсами трехполюсников соответствующего канала. На фиг. 1 представлена электричес кая схема мажоритарного устройства; на фиг. 2 - электрическая cxisMa одного канала, на которой показано включение реле. Мажоритарное устройство для выделения -проекций векторной величины бодёржйт в каждом канале операционный усилитель 1, резистивные трехполюсники, в каждом j кана ле (где j 1,4) из двух резисторов 2 0-2 i иЗ 0-3 (гд i ОТ) , диодный мост 4 {ограничитель тока), источник 5 опорного на п йЖёния постоянного тока, питающий через балансные резисторы 6 одну диа гональ диодного моста 4, каналы 7 формирующие входные сигналы. Выходные сигналы, пропорциональные проекциям вектора физической величины,выделяются на выходных резисторах 8-10 .которые служат общей нагрузкой по каждому выходу мажоритарного устройства. Кроме этого на схеме обозначены: сигнал ( на выходе j-ro измеритель нОго канала, пропорциональный проекции вектора физической величины по j-му направлению, j 1, п; сигнал Ugjoi - Ha i-M.выходе мажоритарного устройства , пропорциональный проекции вектора физической величина а i-ю ось основного базиса, i 1, 3, сигнал Ujj от источника 5 опорного напряжения. Мажоритарное устройство работает следующим образом. При условии, что во всех измерительных каналах сигналы UE,XJC заданной точностью соответствуют проекци ям вектора по выбранным j-м направлениям, в любом J-M канале мажоритарного устройства реализуется урав нение вида Ьxэ .,Ь.Ъ где а,; R,j /ROJ; / ROJ; / Roi являются значениями напра вляющих косинусов углов между J-M направлением измеритель ных каналов, и со ответственно, 1, 2 и 3-й осями ос новного базиса, ре зйсторы трехполйсниКа:, WaK на натруS6 lHHk резисторах 8-10 происходит суммирование сигналов, то в мажоритарном устройстве происходит решение системы уравнений (1) относйтельно переменных входным переменным (i(u постоянным значениям коэффициентов . Если ;, О для некоторого значения i , то соответствующее сопротивление 0. Для выделения сигналов и(,достаточно подать входные сигналы Uj -Bcero лишь на три канала мажоритарного устройства, при этом в точках А, оставшихся неподключенными (п-З)-х каналов мажоритарного устройства, устанавливаются соответствующие сигналы Ug.j. Это является следствием свойства обратимости используемой схемы включения операционных усилителей. Когда один измерительный канал (например, k-й) выдает сигнал u u)S т.е.несоответствующий номинальному значению, это является следствием неисправности k-ro измерительного канала. Так,как сигнал в точке А k-ro канала мажоритарного устройства равен , а в точке В, создаваемый k-M из мерительным каналом, сигнал равен Ug, то при условии, что j Uj, - У/ Uo, происходит запирание диагонали АВ k-ro диодного моста и ее сопротивление R/vj., возрастает в сотни раз, т.е. происходит бесконтактное отключение неисправного измерительного канала от мажоритарного устройства. При этом мажоритарное устройство сохраняет способность к выделению достоверных значений сигналов Uj)b,x,i,no (п-2)-го отказа измерительных каналов. Элеме нты мажоритарного устройства могут отказывать, поэтому соответствующие каналы мажоритарного устройства следует отключать полностью. С этой целью в каждый канал дополнительно вводится высокочувствительное электронное реле (компаратор), которое своим входом подключается параллельно входной диагонали АВ диодного моста, его выходные контакты включены между средними точками трехполюсниК ов и нагруэ о 1ными резисторами 8-10. Такое дойолнение схемы мажоритарного устройства приводит к полному отключению тех каналов мажоритарного устройства, в которых произошел либо отказ собственных элементов, либо отказ измерительного канала. При этом электронное реле (крмпаратор) имеет память или способность самоблокировки. Формула изобретения1. Мажоритарное устройство для выделения проекций векторной величины, состоящее из п идентичных каналов (где п - количество резервируемых измерительных каналов или приборов, число п 4), каждый из которых содержит операционный усилитель, резистивные трехпОЛЮСники, диодный мост, подключенный одной своей диагональю