主动系统控制：实现与软件语言应用

# 主动系统控制：实现与软件语言应用 ## 主动系统控制的实现过程 ### 向量值的变化步骤 在主动系统控制的实现中，向量 ˆX(0) 在不同的 j 值下有不同的变化情况。当 j = 1, 2, ..., 5 时，向量 ˆX(0) 保持不变；当 j = 6 时，有 ˆX6(0) = 0，LogIn6 =, ∇，此时需要启动算法 2，并且 ˆX8(0) := 0；当 j = 7, 8, 9, 10 时，向量 ˆX(0) 又保持不变，零步结束后向量 ˆX(0) 的值为 ˆX T(0) = [∗∗∗1∗000∗∗]。 在第一步（k = 1）中，当 j = 1, 2, 3 时，向量 X (1) 未改变；当 j = 4 时，ˆX4(1) := 1，LogIn4 = OR，需要初始化算法 3，相应地 ˆX3(1) := 1；当 j = 5 时，ˆX5(1) = ∗，LogIn5 = OR，通过算法 5 继续分析，由于 ˆX3(1) := 1，所以 ˆX5(1) = 1；当 j = 6, 7, 8, 9, 10 时，向量 ˆX1(1) 未改变，第一步结束后向量 ˆX1(1) 的值为 ˆX T(1) = [∗∗111000∗∗]。 在第二步（k = 2）中，当 j = 1, 2 时，向量 X 12(2) 未改变；当 j = 3 时，ˆX3(0) = 1，LogIn3 = AND，需要启动算法 4，算法 4 的值为 X1(2) := 1；X2(2) := 1，后续算法步骤中向量 ˆX 未改变，最终 ˆX (k) = ˆX (2) = 1[11111000 ∗∗]。与实际初始值比较后发现，除了位置 9 和 10 因 TPP1 和 TPP2 相同导致状态不确定（用 * 表示）外，所有故障元素都已被找到。 ### 故障的分类与检测 故障检测的关键在于元素建模，通过它可以评估每个元素数据集的行为是“正常”还是可能指示实际、潜在或潜伏的故障。飞机故障可能源于多种因素，例如飞机仪表故障，像 GPS 的位置值与惯性制导系统的位置值不一致（超出预期公差）。 故障可以分为以下几类： | 故障类型 | 描述 | 示例 | | ---- | ---- | ---- | | 实际故障 | 确实存在于某个元素中并表现出来的故障 | 燃油泵堵塞、气压传感器冻结、飞机处于“巡航”飞行模式时发动机转速停止 | | 潜在故障 | 显示出症状但尚未被归类为实际故障的故障 | 燃油泵因燃油中的砂砾而“卡顿”，但如果砂砾最终被冲走则可恢复，这可能导致发动机转速在当前飞行模式下出现意外的显著但暂时下降 | | 潜伏故障 | 已经发生但尚未表现出来的故障 | 前起落架制动系统在起飞时损坏，但直到飞机着陆使用刹车时才会显现 | | 仪表（或传感器）故障 | 飞机设备提供错误且可能无效的值的故障 | 此时除了仪表本身外，飞机其他元素可能没有故障 | 在主动系统控制框架中，每个飞机元素（如皮托管）的故障检测应作为故障模型呈现。从飞行数据中读取与每个元素相关的值集（即变量），并将其与元素模型的预期值进行比较。主动系统控制作为软件框架实施时，必须有一套飞机组件或元素的模型，这些模型应包括针对每种飞机组件或元素的“定制”方案，并能够针对特定类型进行配置。 ### 航空电子系统的通道与故障源 飞机的航空电子系统可以通过不同的通道进行分类，这里主要考虑两个通道：测风通道和飞行控制通道。测风通道以多功能指示器（MFI）为主要指示手段，其信息来自空气信号系统 ADS1 或 ADS2，通过按压 MFI 相邻按钮选择要显示的机载数字系统。备用设备包括空速指示器 AI 和高度计 A，多通道单元 HC 用于检查气压装置（TPP）的加热条件。 可能的故障源包括： - 两个 TPP 及其相关的全压管道（TPP1, TPP2） - 成对的静压传感器及其两个环形静压管道（SH1, SH2） - 两个系统 ADS（ADS1, ADS2） - 两个通道的滞止温度传感器（STS1, STS2） - 备用指示设备 SI, A 导致指示停止的故障原因有： - 由单元 HC 控制的 TPP 加热器故障（如果发生结冰情况） - 计算机 ADS 相应的高度 - 速度参数故障 - 温度传感器电缆中电线故障（“STS—ADS”温度通道） 导致测量错误的故障原因有： - SH、TPP 堵塞或失去密封状态 - СВС 相应的高度 - 速度参数功能故障 ### 故障定位过程 根据系统结构，故障可分为两类。第一类是定位明确的故障，这类故障在确定已表现出的故障的传播或完全配对分支时可以明确界定，没有其他选择；另一类是“难以定位”的故障，当在系统模型中遇到故障传播路径的不可控分支时会出现这类故障。 以传感器或管道 SH2 堵塞（dpSH2）为例，这是测风通道中的一个故障，其表现为： - MFI 上来自 ADS2 的气压高度 Нb 的确定和显示冻结 - 备用设备 A 上气压高度 Нb 的测量和指示冻结 - MFI 和备用设备上气压高度 Нb 的检测和显示出现差异（来自 ADS1 的指示） - MFI 上来自 A