RU2631092C1

RU2631092C1 - System for controlling general aircraft equipment with distributed computing resource

Info

Publication number: RU2631092C1
Application number: RU2016111121A
Authority: RU
Inventors: Валерий Петрович Деревянкин; Андрей Валерьевич Юков; Сергей Владимирович Лагутин; Олег Федорович Демченко; Константин Федорович Попович; Владимир Петрович Школин
Original assignee: Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП")
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-09-18

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: system for controlling general aircraft equipment with a distributed computing resource contains two process control blocks (PCB), k-security and switching blocks (SSB), n-signal conditioner blocks (SCB), two calculator-concentrator blocks (CCB), a pilot console, a specialized control means connected in a certain way by the main and backup multiplex channels with general aircraft equipment, on-board radio electronic equipment, a pilot console, a specialized control means. The PCB comprises a signal receiving module, a power command module, a processor module. The SSB consists of the main and backup channels, each of which contains a processor module, m-modules for transmission of power commands, the CCB consists of the main and monitoring channel, each of which contains a single command receiving module, a single command transmitter module, a computational integrated module. Each of the PCB and the main channels of the SSB, SCB, CCB additionally contain a distribution module of computing resources. The distribution module of computing resources contains non-volatile memory, a comparator, a device for receiving commands from the pilot's console.

EFFECT: improved safety of piloting due to automation of handling and monitoring of general aircraft equipment.

2 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования при реализации управления летательными аппаратами, прежде всего пассажирскими самолетами.The invention relates to aircraft and is intended for use in the implementation of control of aircraft, especially passenger aircraft.

Система управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом (далее по тексту - система) предназначена для выполнения задач преобразования и транспортирования к потребителям информации о параметрах систем самолетного оборудования, управления общесамолетным оборудованием и их исполнительными устройствами, защиты общесамолетного оборудования и фидера самолета от перегрузок по току, контроля состояния систем, выдачи информации для подготовки отображения их состояния, выдачи сигнальных сообщений о состоянии систем и их режимах работы, хранения информации об отказах и наработке.The control system for general aircraft equipment with a distributed computing resource (hereinafter referred to as the system) is designed to perform the tasks of converting and transporting to consumers information about the parameters of aircraft equipment systems, controlling general aircraft equipment and their executive devices, protecting general aircraft equipment and the feeder of the aircraft from current overloads, monitoring the status of systems, issuing information to prepare the display of their status, issuing alarm messages about the status AI systems and their modes of operation, storing information about failures and best practices.

Известна система управления общесамолетным оборудованием описанная в патенте №2530700 РФ МПК G06F 13/00, B64D 31/00 от 30.04.2013, включающая пульт управления со средствами управления, подключенный к системе информационного обмена, содержащей двукратно зарезервированные первый и второй каналы связи, конструктивно выполненные в виде первого основного и первого резервного, а также второго основного и второго резервного каналов информационного обмена, к которым соответственно подключены первый и второй блоки вычислители-концентраторы, первый и второй блоки защиты и коммутации линий электропитания постоянного тока, первый и второй блоки защиты и коммутации линий электропитания переменного тока, а также первый и второй блоки преобразования сигналов, каждый из которых имеет основной и резервный модули, являющиеся идентичными.A control system for general aircraft equipment is described in patent No. 2530700 of the Russian Federation IPC G06F 13/00, B64D 31/00 of 04/30/2013, including a control panel with control means connected to an information exchange system that contains twice the first and second communication channels, structurally made in the form of the first main and first backup, as well as the second main and second backup channels of information exchange, to which respectively the first and second blocks are calculators, hubs, the first and second loki of protection and switching of direct current power lines, the first and second blocks of protection and switching of power lines of alternating current, as well as the first and second blocks of signal conversion, each of which has the main and backup modules, which are identical.

Как отмечено выше, в системе управления общесамолетным оборудованием, принятой за прототип, каждый из ее блоков имеет идентичные основной и резервный модули, чем достигается резервируемость системы, однако не обеспечивается в достаточной мере достоверность формируемой информации. Избыточность и сосредоточение информации в вычислительной части приводит к снижению надежности (безопасности) в случае возникновения нештатных ситуаций. Исходя из вышеизложенного, необходимо создание такой системы, в которой вычислительный ресурс был распределен таким образом, чтобы отказ одного или даже нескольких устройств существенно не влиял на работу системы в целом.As noted above, in the control system of general aircraft equipment adopted for the prototype, each of its units has identical main and backup modules, which ensures redundancy of the system, however, the reliability of the generated information is not sufficiently ensured. Redundancy and concentration of information in the computing part leads to a decrease in reliability (security) in case of emergency situations. Based on the foregoing, it is necessary to create such a system in which the computing resource was distributed so that the failure of one or even several devices did not significantly affect the operation of the system as a whole.

Задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является создание системы управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом, обеспечивающей повышение безопасности пилотирования за счет автоматизации управления и контроля общесамолетного оборудования и средств управления, а также сопрягаемого фидера.The task to which the claimed invention is directed is to create a control system for general aircraft equipment with a distributed computing resource, which improves piloting safety by automating the management and control of general aircraft equipment and controls, as well as an interfaced feeder.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности пилотирования, повышении надежности и снижении затрат на эксплуатацию самолета.The technical result of the invention is to increase the safety of piloting, increase reliability and reduce the cost of operating the aircraft.

Технический результат достигается за счет того, что в системе управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом, содержащей основной и резервный контуры, в которой основной контур состоит из первого блока вычислителя-концентратора и второго блока вычислителя-концентратора, первого блока управления процессом и второго блока управления процессом, а также n-блоков преобразования сигналов и k-блоков защиты и коммутации, взаимодействующих между собой по мультиплексному каналу информационного обмена и резервному каналу информационного обмена, а резервный контур состоит из первого блока управления процессом и второго блока управления процессом, n-блоков преобразования сигналов и k-блоков защиты и коммутации, причем каждый из блоков управления процессом взаимодействует со специализированным средством управления и содержит взаимодействующие между собой модуль приема сигналов, модуль процессора, модуль силовых команд и модуль распределения вычислительных ресурсов блока управления процессом, каждый из k-блоков защиты и коммутации содержит взаимодействующие между собой основной и контрольный каналы, где основной канал состоит из взаимодействующих между собой модуля процессора основного канала и модулей передачи силовых команд основного канала и модуля распределения вычислительных ресурсов блока защиты и коммутации, и контрольный канал состоит из взаимодействующих между собой модуля процессора контрольного канала и модулей передачи силовых команд контрольного канала, каждый из n-блоков преобразования сигналов содержит взаимодействующие между собой основной и контрольный каналы, где основной канал состоит из взаимодействующих между собой модуля приема аналоговых сигналов основного канала, модуля приема дискретных сигналов основного канала, модуля процессора и ввода/вывода основного канала, модуля распределения вычислительных ресурсов блока преобразования сигналов, контрольный канал состоит из взаимодействующих между собой модуля приема аналоговых сигналов контрольного канала, модуля приема дискретных сигналов контрольного канала, модуля процессора и ввода/вывода контрольного канала, каждый блок вычислитель-концентратор содержит взаимодействующие между собой основной и контрольный каналы, где основной канал состоит из взаимодействующих между собой модуля приема разовых команд основного канала, модуля вычислителя интегрированного основного канала, модуля передатчика разовых команд основного канала, модуля распределения вычислительных ресурсов блока вычислителя-концентратора, контрольный канал состоит из взаимодействующих между собой модуля приема разовых команд контрольного канала, модуля вычислителя интегрированного контрольного канала, модуля передатчика разовых команд контрольного канала, причем каждый модуль распределения вычислительных ресурсов содержит энергонезависимую память, устройство сравнения, устройство приема команд управления от пульта пилотов.The technical result is achieved due to the fact that in the control system of aircraft equipment with a distributed computing resource, containing the main and backup circuits, in which the main circuit consists of a first calculator-hub unit and a second calculator-hub unit, a first process control unit and a second control unit process, as well as n-blocks of signal conversion and k-blocks of protection and switching, interacting with each other via a multiplex channel for information exchange and a reserve the main channel of information exchange, and the backup circuit consists of the first process control unit and the second process control unit, n-signal conversion units and k-protection and switching units, each of the process control units interacts with a specialized control tool and contains a module interacting with each other receiving signals, a processor module, a power command module, and a computing resource allocation module of a process control unit, each of the k-protection and switching units comprises interacting between the main and control channels, where the main channel consists of the main channel processor module interacting with each other and the main channel power command transmission modules and the computing resources distribution module of the protection and switching unit, and the control channel consists of the control channel processor module interacting with each other and power command transmission modules of the control channel, each of the n-signal conversion blocks contains the main and control interacting with each other channels, where the main channel consists of an interacting module for receiving analog signals of the main channel, a module for receiving discrete signals of the main channel, a processor module and input / output of the main channel, a module for allocating computing resources of the signal conversion unit, the control channel consists of interacting modules receiving analog signals of a control channel, a module for receiving discrete signals of a control channel, a processor module and input / output of a control channel, each bl ok, the calculator-hub contains the main and control channels interacting with each other, where the main channel consists of a module for receiving one-time commands of the main channel, a module for the calculator of the integrated main channel, a module for the transmitter of one-time commands of the main channel, and the module for allocating computing resources of the calculator-concentrator unit, control channel consists of a module interacting with each other for receiving one-time control channel commands, an integrated calculator module about the control channel, the transmitter module of one-time commands of the control channel, and each distribution module of computing resources contains non-volatile memory, a comparison device, a device for receiving control commands from the pilot’s panel.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом, где:In FIG. 1 shows a block diagram of a control system for aircraft equipment with a distributed computing resource, where:

1 - первый блок управления процессом БУП, содержащий1 - the first process control unit BUP containing

2 - модуль приема сигналов,2 - signal receiving module,

3 - модуль силовых команд,3 - power command module,

4 - модуль распределения вычислительных ресурсов БУП,4 - distribution module computing resources PMU,

5 - модуль процессора,5 - processor module,

6 - второй блок управления процессом БУП,6 - the second process control unit BUP,

7 - k-блоков защиты и коммутации БЗК, каждый содержащий7 - k-blocks of protection and switching of the UPC, each containing

8 - основной канал, включающий8 - the main channel, including

9 - модуль процессора основного канала,9 - processor module of the main channel,

10 - m-модулей передачи силовых команд основного канала,10 - m-modules transmit power commands of the main channel,

11 - модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК,11 - distribution module computing resources BZK,

12 - контрольный канал, включающий12 - control channel, including

13 - модуль процессора контрольного канала,13 - processor module control channel,

14 - m-модулей передачи силовых команд контрольного канала,14 - m-modules transmit power commands of the control channel,

15 - n-блоков преобразования сигналов БПС, каждый содержащий15 - n-blocks BPS signal conversion, each containing

16 - основной канал, включающий16 - the main channel, including

17 - модуль приема аналоговых сигналов основного канала,17 - module receiving analog signals of the main channel,

18 - модуль приема дискретных сигналов основного канала,18 is a module for receiving discrete signals of the main channel,

19 - модуль процессора ввода/вывода основного канала,19 is a module of the input / output processor of the main channel,

20 - модуль распределения вычислительных ресурсов БПС,20 - distribution module computing resources BPS,

21 - контрольный канал, включающий21 - control channel, including

22 - модуль приема аналоговых сигналов контрольного канала,22 - module receiving analog signals of the control channel,

23 - модуль приема дискретных сигналов контрольного канала,23 is a module for receiving discrete signals of the control channel,

24 - модуль процессора ввода/вывода контрольного канала,24 - module input / output processor control channel,

25 - первый блок вычислитель-концентратор БВК, содержащий25 is a first block calculator-concentrator BVK containing

26 - основной канал, включающий26 - the main channel, including

27 - модуль приема разовых команд основного канала,27 - module receiving one-time commands of the main channel,

28 - модуль передатчик разовых команд основного канала,28 - module transmitter one-time commands of the main channel,

29 - модуль вычислительный интегрированный основного канала,29 - integrated computing module of the main channel,

30 - модуль распределения вычислительных ресурсов БВК,30 - distribution module computing resources BVK,

31 - контрольный канал, включающий31 - control channel, including

32 - модуль приема разовых команд контрольного канала,32 - module receiving one-time control channel commands,

33 - модуль передатчик разовых команд контрольного канала,33 - transmitter module one-time control channel commands,

34 - модуль вычислительный интегрированный контрольного канала,34 - module computing integrated control channel,

35 - второй блок вычислитель-концентратор БВК,35 - the second block of the calculator-concentrator BVK,

36 - общесамолетное оборудование,36 - general aircraft equipment,

37 - комплекс бортового радиоэлектронного оборудования БРЭО,37 - complex avionics avionics avionics,

38 - пульт пилотов,38 - remote control pilots

39 - специализированное средство управления,39 is a specialized management tool,

40 - мультиплексный канал информационного обмена,40 - multiplexed information exchange channel,

41 - резервный мультиплексный канал информационного обмена41 - redundant multiplex communication channel

На фиг. 2 показана типичная блок-схема модуля распределения вычислительных ресурсов, гдеIn FIG. 2 shows a typical block diagram of a computing resource allocation module, where

42 - энергонезависимая память,42 - non-volatile memory,

43 - устройство сравнения,43 is a comparison device,

44 - устройство приема команд управления от пульта пилотов.44 - a device for receiving control commands from the remote control pilots.

Первый БУП 1 и второй БУП 6 являются моноблочными изделиями и предназначены для взаимодействия со специализированными средствами управления, интеграция которых нецелесообразна вследствие обеспечения функциональной безопасности сопрягаемых систем, к таким системам относятся, например, система управления торможением, система обогрева стекол и т.д.The first BUP 1 and the second BUP 6 are monoblock products and are designed to interact with specialized controls, the integration of which is impractical due to the functional safety of the interfaced systems, such systems include, for example, a braking control system, a glass heating system, etc.

Каждый блок БУП 1, 6 имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые – модуль приема сигналов 2, модуль силовых команд 3, модуль процессора 4, модуль распределения вычислительных ресурсов БУП 5, осуществляющие информационный обмен между собой, формирование и выдачу информации в сопрягаемые системы о результатах контроля и самоконтроля.Each unit BUP 1, 6 has a modular construction principle and contains functionally complete, removable, interchangeable - a signal receiving module 2, a power command module 3, a processor module 4, a computing resources distribution module BUP 5, performing information exchange among themselves, the formation and delivery of information in interfaced systems about the results of control and self-control.

N-блоков защиты и коммутации БЗК 7 являются моноблочными изделиями и предназначены для формирования команд управления исполнительным механизмам общесамолетного оборудования с защитой цепей от перегрузок по току и короткого замыкания. Блок объединяет функцию коммутатора силовых сигналов и функцию автомата защиты цепей.N-blocks of protection and switching БЗК 7 are monoblock products and are intended for the formation of control commands for actuators of general aircraft equipment with circuit protection against overcurrent and short circuit. The unit combines the function of a power signal switch and the function of a circuit breaker.

Каждый блок БЗК имеет два функционально завершенных независимых канала - основной канал 8 и контрольный канал 12, расположенных в одном корпусе. Каждый канал имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули. Основной канал 8 содержит модуль процессора основного канала 9, m-модулей передачи силовых команд основного канала 10 и модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11. Контрольный канал 12 содержит модуль процессора контрольного канала 13 и m-модулей передачи силовых команд контрольного канала 14.Each BZK block has two functionally complete independent channels - the main channel 8 and the control channel 12, located in one housing. Each channel has a modular construction principle and contains functionally complete, removable, interchangeable modules. The main channel 8 contains a processor module of the main channel 9, m-modules for transmitting power commands of the main channel 10 and a distribution module for computing resources of the BPC 11. Control channel 12 contains a processor module for the control channel 13 and m-modules for transmitting power commands of the control channel 14.

N-блоков преобразования сигналов БПС 15 являются моноблочными изделиями и предназначены для сбора, обработки и выдачи информации в сопрягаемое оборудование.N-blocks of signal conversion BPS 15 are monoblock products and are intended for the collection, processing and delivery of information to the paired equipment.

Каждый блок БПС имеет два функционально завершенных независимых канала - основной канал 16 и контрольный канал 21, расположенных в одном корпусе. Каждый канал имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули. Основной канал 16 содержит модуль приема аналоговых сигналов основного канала 17, модуль приема дискретных сигналов основного канала 18, модуль процессора ввода/вывода основного канала 19 и модуль распределения вычислительных ресурсов БПС 20. Контрольный канал 21 содержит модуль приема аналоговых сигналов контрольного канала 22, модуль приема дискретных сигналов контрольного канала 23 и модуль процессора ввода/вывода контрольного канала 24.Each BPS unit has two functionally complete independent channels - the main channel 16 and the control channel 21 located in one housing. Each channel has a modular construction principle and contains functionally complete, removable, interchangeable modules. The main channel 16 contains a module for receiving analog signals of the main channel 17, a module for receiving discrete signals of the main channel 18, an input / output processor module of the main channel 19, and a distribution module for computing resources of the BTS 20. Control channel 21 contains a module for receiving analog signals of a control channel 22, a receiving module discrete signals of the control channel 23 and the processor module input / output of the control channel 24.

Первый БВК 25 и второй БВК 35 являются моноблочными изделиями и предназначены для приема сигналов в виде разовых команд, аналоговых сигналов и стандартного последовательного кода, обработки информации по программе, выдачу сигналов в виде сигналов управления и последовательного кода; хранения и функционирования специального программного обеспечения в составе блока; проведение контроля собственной работоспособности в наземных условиях и в полете с выдачей информации о техническом состоянии в сопрягаемое оборудование.The first BVK 25 and the second BVK 35 are monoblock products and are designed to receive signals in the form of one-time commands, analog signals and a standard serial code, process program information, issue signals in the form of control signals and a serial code; storage and operation of special software in the unit; monitoring their own performance in ground conditions and in flight with the issuance of information about the technical condition of the paired equipment.

Каждый блок БВК 25 и БВК 35 имеет два функционально завершенных независимых канала - основной канал 26 и контрольный канал 31, расположенных в одном корпусе. Каждый канал имеет модульный принцип построения и содержит функционально законченные, съемные, взаимозаменяемые модули. Основной канал 26 содержит модуль приема разовых команд основного канала 27, модуль передатчик разовых команд основного канала 28, модуль вычислительный интегрированный основного канала 29 и модуль распределения вычислительных ресурсов БВК 30. Контрольный канал 31 содержит модуль приема разовых команд контрольного канала 32, модуль передатчик разовых команд контрольного канала 33, и модуль вычислительный интегрированный контрольного канала 34.Each block of BVK 25 and BVK 35 has two functionally complete independent channels - the main channel 26 and the control channel 31 located in one housing. Each channel has a modular construction principle and contains functionally complete, removable, interchangeable modules. The main channel 26 contains a module for receiving one-time commands of the main channel 27, a transmitter module for one-time commands of the main channel 28, an computing module integrated for the main channel 29, and a distribution module for computing resources of the BVK 30. Control channel 31 contains a module for receiving one-time commands for the control channel 32, a transmitter for one-time commands control channel 33, and a computing module integrated control channel 34.

Общесамолетное оборудование 36 содержит систему электроснабжения, систему внешнего светотехнического оборудования, систему запуска, управления и контроля силовой установкой, систему запуска, управления и контроля вспомогательной силовой установки, топливную систему, систему управления и измерения топлива, систему кондиционирования воздуха, гидропневмосистему, систему пожарной защиты, кислородную систему, систему шасси, систему внутрикабинной сигнализации, датчики и сигнализаторы и т.д.Aircraft equipment 36 includes a power supply system, an external lighting equipment system, a power plant start-up, control and monitoring system, an auxiliary power plant start-up, control and monitoring system, a fuel system, a fuel control and measurement system, an air conditioning system, a hydropneumatic system, a fire protection system, oxygen system, chassis system, in-cab alarm system, sensors and alarms, etc.

БРЭО 37 включает в свой состав комплексную систему электронной индикации и сигнализации КСЭИС, систему измерения воздушных данных СИВД, многоканальную систему регистрации полетной информации МСРП, бортовую систему контроля двигателя БСКД, бортовую систему технического обслуживания БСТО и т.д.Avionics 37 includes a comprehensive electronic display and signaling system KSEIS, air traffic data measurement system SIVD, multi-channel flight data recording system MSRP, on-board engine monitoring system BSKD, on-board maintenance system BSTO, etc.

Пульт пилотов 38 представляет собой многофункциональный пульт с расположенными на нем органами управления общесамолетным оборудованием.Remote control pilots 38 is a multifunctional remote control located on it controls all-aircraft equipment.

Специализированное средство управления 39 представляет собой систему или набор специальных блоков, работоспособность которых существенно влияет на безопасность пилотирования (например, система управления торможением, система обогрева стекол и т.д.).Specialized control means 39 is a system or a set of special units whose operability significantly affects the safety of piloting (for example, a braking control system, a glass heating system, etc.).

Мультиплексный канал информационного обмена 40 является каналом, объединяющим блоки системы.The multiplex communication channel 40 is a channel that combines the blocks of the system.

Резервный мультиплексный канал информационного обмена 41 является каналом, объединяющим блоки системы.The redundant multiplex communication channel 41 is a channel uniting the blocks of the system.

Каждый из модулей - модуль распределения вычислительных ресурсов БУП 5, модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11, модуль распределения вычислительных ресурсов БПС 20, модуль распределения вычислительных ресурсов БКС 30 снабжен энергонезависимой памятью 42, устройством сравнения 43, устройством приема команд управления от пульта пилотов 44, взаимодействующих между собой.Each of the modules is a distribution module for computing resources BUP 5, a distribution module for computing resources BZK 11, a distribution module for computing resources BPS 20, a distribution module for computing resources BKS 30 is equipped with non-volatile memory 42, a comparison device 43, and a device for receiving control commands from the control panel 44 interacting between themselves.

Введенные модули распределения вычислительных ресурсов 5, 11, 20, 30 обеспечивают возможность прогнозирования состояния компонентов системы и сопрягаемого общесамолетного оборудования путем обработки накопленных данных в соответствии с алгоритмом прогнозирования, что повышает безопасность эксплуатации самолета, а также функционирование системы при условии отказа центральных вычислителей.The introduced distribution modules for computing resources 5, 11, 20, 30 provide the ability to predict the state of system components and interfaced aircraft equipment by processing the accumulated data in accordance with the forecasting algorithm, which increases the safety of aircraft operation, as well as the functioning of the system in case of failure of central computers.

Система управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом работает следующим образом.The control system for aircraft equipment with a distributed computing resource works as follows.

Система имеет два контура управления - основной и резервный контур.The system has two control loops - a primary and a backup loop.

Основной контур состоит из первого блока БВК 25 и второго блока БВК 35, первого блока БУП 1 и второго блока БУП 6, а также n-блоков БПС 15 и k-блоков БЗК 7, взаимодействующих между собой и с общесамолетным оборудованием 36, БРЭО 37, пультом пилотов 38, по мультиплексному каналу информационного обмена 40 и резервному каналу информационного обмена 41.The main circuit consists of the first unit BVK 25 and the second unit BVK 35, the first unit BUP 1 and the second unit BUP 6, as well as the n-blocks BPS 15 and the k-blocks BZK 7, interacting with each other and with general aircraft equipment 36, avionics 37, remote control pilots 38, on the multiplex channel of information exchange 40 and the backup channel of information exchange 41.

Входящие в каждый БПС 15 основной канал 16 и контрольный канал 21 через модуль приема аналоговых сигналов основного канала 17, модуль приема аналоговых сигналов контрольного канала 22, модуль приема дискретных сигналов основного канала 18, модуль приема дискретных сигналов контрольного канала 23 осуществляют прием параметрической информации по мультиплексному каналу информационного обмена 40 и резервному мультиплексному каналу информационного обмена 41 от систем БРЭО 37 и общесамолетного оборудования 36. Модуль приема аналоговых сигналов основного канала 17 и модуль приема дискретных сигналов основного канала 18 взаимодействуют с модулем процессора и ввода/вывода основного канала 19. Модуль приема аналоговых сигналов контрольного канала 22 и модуль приема дискретных сигналов контрольного канала 23 взаимодействуют с модулем процессора и ввода/вывода контрольного канала 24. Модуль процессора и ввода/вывода основного канала 19 и модуль процессора и ввода/вывода контрольного канала 24 осуществляют обработку информации, а устройство сравнения 43, входящее в модуль распределения вычислительных ресурсов БПС 20 осуществляет мажоритарную обработку и сравнение информации от основного канала 15 и контрольного канала 21 для достоверного формирования информации и передачу ее по мультиплексному каналу информационного обмена 40 и резервному каналу информационного обмена 41 в сопрягаемое оборудование.The main channel 16 and the control channel 21 included in each BTS 15 through the analog signal reception module of the main channel 17, the analog signal reception module of the control channel 22, the digital signal reception module of the main channel 18, the digital signal reception module of the control channel 23 receive parametric information on the multiplex information exchange channel 40 and backup multiplex information exchange channel 41 from avionics systems 37 and general aviation equipment 36. The module for receiving analog signals is basic the main channel 17 and the module for receiving discrete signals of the main channel 18 interact with the processor module and input / output of the main channel 19. The module for receiving analog signals of the control channel 22 and the module for receiving discrete signals of the control channel 23 interact with the processor and input / output module of the control channel 24. The processor and input / output module of the main channel 19 and the processor and input / output module of the control channel 24 process the information, and the comparator 43 included in the distribution module calculates BPS 20 provides majority processing and comparison of information from the main channel 15 and control channel 21 for reliable generation of information and its transmission via the multiplexed information exchange channel 40 and the backup information exchange channel 41 to the interfaced equipment.

Модули приема сигналов 2 как первого БУП 1, так и второго БУП 7 осуществляют прием параметрической информации от специализированного средства управления 39. Далее обработанная информация поступает в модуль процессора 5, где производится логическая обработка по алгоритмам управления и контроля и формируются команды управления и передаются для исполнения в модуль силовых команд 3. Устройство сравнения 43, входящее в модуль распределения вычислительных ресурсов БУП 4, осуществляет мажоритарную обработку и сравнение информации от первого БУП 1 и второго БУП 7 для достоверного формирования информации и передачу ее по мультиплексному каналу информационного обмена 40 и резервному каналу информационного обмена 41 в сопрягаемое оборудование.The signal receiving modules 2 of both the first BUP 1 and the second BUP 7 receive parametric information from specialized control means 39. Next, the processed information is sent to processor module 5, where logical processing is performed according to control and monitoring algorithms and control commands are generated and transmitted for execution to the power command module 3. Comparison device 43 included in the distribution module of computing resources of the BUP 4 performs majority processing and comparison of information from the first BUP 1 and the second BUP 7 for reliable formation of information and its transmission via the multiplex channel of information exchange 40 and the backup channel of information exchange 41 to the interfaced equipment.

Модуль приема разовых команд основного канала 27 и модуль приема разовых команд контрольного канала 31, входящие соответственно в основной канал 26 и контрольный канал 31 первого БВК 25, осуществляют преобразование данной информации в необходимый для дальнейшей обработки вид. Обработанная информация поступает в модуль вычислительный интегрированный основного канала 29 и в модуль вычислительный интегрированный контрольного канала 31 соответственно, где осуществляется реализация заданных алгоритмов вычисления и управления другими модулями устройства. Далее модуль передатчик разовых команд основного канала 29, модуль передатчик разовых команд контрольного канала 33 производят формирование силовых сигналов управления по информации, получаемой от модуля вычислительного интегрированного основного канала 29 и в модуля вычислительного интегрированного контрольного канала 31. Устройство сравнения 43, входящее в модуль распределения вычислительных ресурсов БВК 30, осуществляет мажоритарную обработку, и сравнение информации от основного канала 26 и контрольного канала 31 для достоверного формирования информации.The module for receiving one-time commands of the main channel 27 and the module for receiving one-time commands of the control channel 31, which are included in the main channel 26 and the control channel 31 of the first IAC 25, respectively, convert this information into the form necessary for further processing. The processed information enters the integrated computational module of the main channel 29 and the integrated computational module of the control channel 31, respectively, where the specified algorithms for computing and controlling other device modules are implemented. Next, the transmitter module of one-time commands of the main channel 29, the transmitter module of one-time commands of the control channel 33 generate power control signals according to the information received from the computational integrated main channel module 29 and the computational integrated control channel module 31. The comparison device 43 included in the computing distribution module BVK 30 resources, carries out majority processing, and compares information from the main channel 26 and control channel 31 for reliable forms tion information.

Каждый блок из k-блоков БЗК 7 содержит основной канал 8 и контрольный канал 12. Основной канал 8 состоит из функционально независимых модуля процессора основного канала 9, m-модулей передачи силовых команд основного канала 10 исполнительным устройствам общесамолетного оборудования 36, модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11. Контрольный канал 12 состоит из функционально независимых модуля процессора контрольного канала 13, m-модулей передачи силовых команд контрольного канала 14 исполнительным устройствам общесамолетного оборудования 36.Each block of k-blocks of BZK 7 contains a main channel 8 and a control channel 12. The main channel 8 consists of functionally independent processor modules of the main channel 9, m-modules for transmitting power commands of the main channel 10 to executive devices of general aircraft equipment 36, a module for allocating computing resources of BZK 11. The control channel 12 consists of functionally independent processor modules of the control channel 13, m-modules for transmitting the power commands of the control channel 14 to the executive devices of the aircraft equipment Nia 36.

В соответствии с запросами, выдаваемыми модулями вычислительными интегрированными основного канала 29 и контрольного канала 34 первого и второго БВК 25, 35, модуль процессора основного канала 9 и контрольного канала 13 БЗК 7 через m-модулей передачи силовых команд основного канала 10 и m-модулей передачи силовых команд контрольного канала 12 выдает силовые команды управления в общесамолетное оборудование 36, осуществляя коммутацию входа питания блоков систем общесамолетного оборудования на требуемый выход канала 8 или 12. Устройство сравнения 43, входящее в модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11, осуществляет мажоритарную обработку и сравнение информации от основного канала 8 и контрольного канала 12 для достоверного формирования информации.In accordance with the requests issued by the integrated computational modules of the main channel 29 and the control channel 34 of the first and second BVK 25, 35, the processor module of the main channel 9 and the control channel 13 of the BZK 7 through m-transmission modules of power commands of the main channel 10 and m-transmission modules power commands of the control channel 12 issues power control commands to the aircraft equipment 36 by switching the power input of the units of the systems of aircraft equipment to the desired output of channel 8 or 12. Comparison device 43, walking in the computational resource allocation module UPC 11 performs a majority processing and comparison of information from the main channel 8 and a pilot channel 12 for forming a reliable information.

В соответствии с запросами состояния встроенного контроля БЗК выдает в мультиплексный канал информационного обмена 40 и резервный мультиплексный канал информационного обмена 41 следующую информацию: значение эхо-сигнала каждой команды управления, значение тока в коммутируемой цепи, значение общего тока канала блока (суммарный ток всех команд управления, измеряемый на входе блока), напряжение на входе блока, признаки наличия отказов и отключения выходных цепей в результате нештатных ситуаций, связанных с отказами исполнительных механизмов или сопрягаемого фидера.In accordance with the requests for the status of the built-in control, the OPC transmits the following information to the multiplex information exchange channel 40 and the reserve multiplex information exchange channel 41: the echo value of each control command, the current value in the switched circuit, the value of the total current of the block channel (the total current of all control commands measured at the input of the unit), voltage at the input of the unit, signs of failure and disconnection of output circuits as a result of emergency situations associated with failures of actuators s or match the feeder.

Введение в каждый блок системы модуля распределения вычислительных ресурсов 4, 11, 20, 30 позволяет прогнозировать состояние блоков системы и сопрягаемого самолетного оборудования. Это достигается тем, что модуль распределения вычислительных ресурсов БУП 4, модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11, модуль распределения вычислительных ресурсов БПС 20, модуль распределения вычислительных ресурсов БВК 30 содержат энергонезависимую память 42, устройство сравнения 43 и устройство приема команд управления от пульта пилотов 44.The introduction of a module for the distribution of computing resources 4, 11, 20, 30 into each block of the system allows predicting the state of the system blocks and associated aircraft equipment. This is achieved by the fact that the computing resources distribution module BUP 4, the computing resources distribution module BZK 11, the computing resources distribution module BPS 20, the computing resources distribution module BVK 30 comprise a non-volatile memory 42, a comparison device 43 and a device for receiving control commands from the pilot 44.

Энергонезависимая память 42 по специальному алгоритму прогнозирования обрабатывает накопленную информацию об отказах и наработке блоков системы и общесамолетного оборудования, что позволяет формировать прогноз о техническом состоянии сопрягаемых компонентов самолетных систем и техническом состоянии блоков системы.Non-volatile memory 42, using a special forecasting algorithm, processes accumulated information about failures and operating time of system units and general aircraft equipment, which allows predicting the technical condition of the mating components of aircraft systems and the technical condition of system units.

Устройство приема команд управления от пульта пилотов 44 обеспечивает автономную работу системы в случае отказа основного или резервного контура, принимая команды управления непосредственно от пульта пилотов 38.The device receiving control commands from the remote control pilots 44 provides autonomous operation of the system in the event of a failure of the main or backup circuit, receiving control commands directly from the remote control 38.

Устройство сравнения 43 в основном канале k-блоков БЗК 7, n-блоков БПС 15, первом БВК 25, втором БВК 35 в результате сравнения расчетов и показаний в основном и контрольном канале, в случае их несовпадения, определить с высокой степенью достоверности отказавший канал и перейти к использованию работоспособного канала, а в случае отказа и этого канала перейти с помощью устройства приема команд управления от пульта пилотов 44 к ручному управлению и перераспределению вычислительных ресурсов системы по исправленным блокам.Comparison device 43 in the main channel of the k-blocks of the BPC 7, n-blocks of the BPS 15, the first BVK 25, the second BVK 35 as a result of comparing the calculations and readings in the main and control channel, if they do not match, to determine with a high degree of certainty the failed channel and switch to the use of a workable channel, and in the event of a failure of this channel, switch to the manual control and redistribution of the computing resources of the system according to the corrected blocks using the device for receiving control commands from the control panel 44.

Например, работа при отказе, первого и второго блоков вычислителей-концентраторов осуществляется резервным контуром следующим образом.For example, work in case of failure of the first and second blocks of calculators-hubs is carried out by the backup circuit as follows.

В соответствии с запросами, выдаваемыми модулями процессора и ввода/вывода основного канала 19 и контрольного канала 24 n-блоков БПС 15, модуль процессора основного канала 9 и контрольного канала 13 БЗК 7 через m-модулей передачи силовых команд основного канала 10 и m-модулей передачи силовых команд контрольного канала 12 выдает силовые команды управления в общесамолетное оборудование 36, осуществляя коммутацию входа питания блоков систем общесамолетного оборудования на требуемый выход канала 8 или 12. Устройство сравнения 43, входящее в модуль распределения вычислительных ресурсов БЗК 11, осуществляет мажоритарную обработку и сравнение информации от основного канала 8 и контрольного канала 12 для достоверного формирования информации.In accordance with the requests issued by the processor and input / output modules of the main channel 19 and the control channel 24 of the BPS 15 n-blocks, the processor module of the main channel 9 and the control channel 13 of the BPC 7 through m-modules transmit power commands of the main channel 10 and m-modules transmit power commands of the control channel 12 issues power control commands to the aircraft equipment 36 by switching the power input of the units of the systems of aircraft equipment to the desired output of channel 8 or 12. Comparison device 43 included in the module distribution of computing resources BZK 11, performs majority processing and comparison of information from the main channel 8 and control channel 12 for reliable formation of information.

Как видно из вышеизложенного, модули распределения вычислительных ресурсов 4, 11, 20, 30 позволяют осуществлять реконфигурацию блоков системы при условии отказа центральных вычислителей.As can be seen from the foregoing, the modules of the distribution of computing resources 4, 11, 20, 30 allow reconfiguration of the system blocks under the condition of failure of the central computers.

Блоки системы разработаны на основе использования мультипроцессорных средств, обеспечивающих высокую производительность и функциональное деление решаемых задач - цифровая обработка сигналов, выполнение алгоритмов контроля параметрической информации, выполнение алгоритмов реконфигурации системы управления с целью минимизации последствий отказа, формирование команд управления, оценка собственной работоспособности без применения наземной контрольно-проверочной аппаратуры.The system blocks are developed based on the use of multiprocessor tools that provide high performance and functional division of the tasks being solved - digital signal processing, execution of control algorithms for parametric information, execution of reconfiguration algorithms for the control system in order to minimize the consequences of failure, the formation of control commands, the assessment of their own performance without the use of ground control -checking equipment.

Таким образом, в заявляемой системе управления общесамолетным оборудованием с распределенным вычислительным ресурсом реализовано четырехкратное резервирование управления общесамолетным оборудованием. Это обеспечивает высокую надежность и безопасность пилотирования, а также ведет к снижению затрат на эксплуатацию самолета.Thus, in the inventive control system for general aircraft equipment with a distributed computing resource, four-time backup management of general aircraft equipment is implemented. This provides high reliability and safety of piloting, and also leads to lower aircraft operating costs.

Claims

A control system for all-aircraft equipment with a distributed computing resource, containing interacting via a multiplex channel for information interaction and a backup channel for information interaction with all-aircraft equipment, a complex of avionics, a pilot panel, a first calculator-hub unit, a second calculator-hub unit, a signal conversion unit, a protection unit and switching, each of which contains the main channel, characterized in that the systems and it contains the first and second process control blocks, n-signal conversion blocks, k-protection and switching blocks, which form the main and backup circuits, the main circuit consists of the first block of the calculator-hub and the second block of the calculator-concentrator, the first block of the process control and the second a process control unit, as well as n-signal conversion units and k-protection and switching units interacting with each other via a multiplex information exchange channel and a backup information exchange channel, and the backup circuit consists of a first process control unit and a second process control unit, n-signal conversion units and k-protection and switching units, each of the process control units interacting with a specialized control means and contains interacting signal receiving module, processor module, a power command module and a distribution module of computing resources of the process control unit, each of the k-blocks of protection and switching contains the main interacting and control channels, where the main channel consists of the main channel processor module interacting with each other and the main channel power transmission modules and the protection and switching unit computing resource distribution module, and the control channel consists of the control channel processor module and power command transmission modules interacting with each other control channel, each of the n-signal conversion blocks contains the main and control channels interacting with each other, where the main channel consists of the interacting module for receiving analog signals of the main channel, the module for receiving discrete signals of the main channel, the processor module and input / output of the main channel, the module for distributing the computing resources of the signal conversion unit, the control channel consists of the interacting module for receiving the analog signals of the control channel, the module receiving discrete signals of the control channel, the processor module and the input / output of the control channel, each unit of the calculator-hub contains the main and control channels interacting with each other, where the main channel consists of a module that interacts with each other for receiving one-time commands of the main channel, a calculator module for the integrated main channel, a transmitter module for one-time commands of the main channel, and a module for computing resources allocation for the calculator-concentrator unit; the control channel consists of interacting among themselves, a module for receiving one-time control channel commands, an integrated control channel calculator module, a transmission module Single single pilot channel commands, each computing resource allocation module comprises a nonvolatile memory, the comparator, the device receiving the control command from the remote pilots.