一种三余度模拟信号硬件表决电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于电传飞行控制系统【技术领域】，特别是涉及一种三余度模拟信号硬件表决电路。一种三余度模拟信号硬件表决电路，主要包括一片具有高增益的四运算放大器芯片及若干电阻。本发明电路简单实用、生产成本低、电路可靠、信号选择表决无滞后、设计调试方便，能够比较容易解决控制系统三余度驱动信号的综合问题，实现了控制器到执行部件的交叉余度表决，能够简化控制器设计，从而提高整个系统的可靠性。
【专利说明】一种三余度模拟信号硬件表决电路【技术领域】[0001]本发明属于电传飞行控制系统【技术领域】，特别是涉及一种三余度模拟信号硬件表 决电路。【背景技术】[0002]电传飞行控制系统均采用余度技术来提高自身的可靠性，电传系统的余度综合技 术也是多种多样，目前电传飞行控制系统常用的余度信号综合技术主要由以下几种:[0003]方法一:利用控制器采集模拟余度信号，通过软件算法对信号进行表决后输出表 决值；方法二:利用在线监控技术对多余度部件(如控制器进行在线监控)，当发现故障时通 过附加硬件，一般为继电器电路切断故障通道的输出并转换到正常通道输出；方法三:通 过双通道控制两余度执行机构的输出，执行机构输出的机械行程通过机械方式来综合，当 一通道电气系统故障时，控制效能降级；方法四:对多台控制器的控制信号在作动器中通 过磁通综合的方式来实现，常见的有三余度及四余度磁通综合，在多数信号正常的情况下， 此法能够实现对作动器的控制；方法五:权限分配，不同的控制器控制到不同舵面的作动 器，当某通道失效时，仅丧失对对应舵面的控制。[0004]上述方法分别具有以下优缺点:第一种方法应用广、表决算法更改灵活，但电路复 杂度高、设计成本高、周期长，且工作环境要求高；方法二实现简单，但要附加大量的继电器 电路且需要软硬件监控部件的支持，制约表决切换可靠性的提高；方法三一般应用在双双 余度系统中，但需要机械信号的综合技术作为支持；方法四一般以特殊定制的作动器为基 础，为DDA作动器，应用受限度高；第五种方法表现为余度降级快，系统可靠性低，系统余度 瓶颈大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提出一种设计周期短、设计成本低且可靠性高的 三余度模拟信号表决的纯硬件电路，以解决在余度系统中的三余度信号输出的综合问题。[0006]本发明的技术方案是:一种三余度模拟信号硬件表决电路，主要包括一片具有高 增益的四运算放大器芯片及若干电阻；三余度输入信号分别为S1、S2、S3，输入信号S1、S2、 S3分别连接运算放大器U1、U2、U3的输入I端，运算放大器U1、U2、U3的输出3端分别连接 电阻Rl、R2、R3的输入I端，电阻Rl，R2，R3输入2端连接后与运算放大器U4的输入I端 及电阻R5的输入I端相连，电阻R5输入2端连接运算放大器U4的输出3端，同时连接到 运算放大器Ul、U2、U3的输入2端，电阻R4输入I端连接运算放大器U4的输入2端，电阻 R4的输入2端接地，运算放大器U4的输出3端作为最终输出信号。[0007]本发明的有益效果是:本发明电路简单实用、生产成本低、电路可靠、信号选择表 决无滞后、设计调试方便，能够比较容易解决控制系统三余度驱动信号的综合问题，实现了 控制器到执行部件的交叉余度表决，能够简化控制器设计，从而提高整个系统的可靠性。【专利附图】
【附图说明】[0008]图1是本发明三余度模拟信号硬件表决电路原理图。【具体实施方式】[0009]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。[0010]一种三余度模拟信号硬件表决电路，主要包括一片具有高增益的四运算放大器芯 片及若干电阻；三余度输入信号分别为S1、S2、S3，输入信号S1、S2、S3分别连接运算放大 器U1、U2、U3的输入I端，运算放大器U1、U2、U3的输出3端分别连接电阻Rl、R2、R3的输 入I端，电阻R1，R2，R3输入2端连接后与运算放大器U4的输入I端及电阻R5的输入I端 相连，电阻R5输入2端连接运算放大器U4的输出3端，同时连接到运算放大器Ul、U2、U3 的输入2端，电阻R4输入I端连接运算放大器U4的输入2端，电阻R4的输入2端接地，运 算放大器U4的输出3端作为最终输出信号。[0011]飞行控制系统中模拟信号三余度信号选择器普遍设计为中值选择器，本发明利用 纯硬件电路实现了三余度模拟信号的中值选择。[0012]本发明电路工作原理:三余度模拟信号表决使用高增益的运算放大器在一个反馈 类型的电路选择三值的中值作为正确输出，如图1所示。最小输入信号具有足够大的误差 使得高增益的运放饱和，同时最大信号使高增益运放反方向饱和，这样便使两个信号作用 抵消，中值信号便被选择输出。[0013]本发明电路可应用到三余度模拟信号的采集、三余度驱动信号的综合，其信号综 合速度高，通用性强，设计成本低，结构简单、体积小且可靠性高。
【权利要求】
1.一种三余度模拟信号硬件表决电路，其特征为:所述电路主要包括一片具有高增益 的四运算放大器芯片及若干电阻；三余度输入信号分别为S1、S2、S3，输入信号S1、S2、S3 分别连接运算放大器U1、U2、U3的输入I端，运算放大器U1、U2、U3的输出3端分别连接电 阻Rl、R2、R3的输入I端，电阻Rl，R2，R3输入2端连接后与运算放大器U4的输入I端及 电阻R5的输入I端相连，电阻R5输入2端连接运算放大器U4的输出3端，同时连接到运 算放大器U1、U2、U3的输入2端，电阻R4输入I端连接运算放大器U4的输入2端，电阻R4 的输入2端接地，运算放大器U4的输出3端作为最终输出信号。
【文档编号】H03K19/003GK103516346SQ201210201370
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】杜永良 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所