飞机电梯控制系统故障检测

这个示例使用:

开放模式

这个例子展示了如何为一对由冗余执行器控制的飞机升降机设计故障检测、隔离和恢复(FDIR)应用程序。该模型使用与Aerospace Blockset™示例中的航空电子子系统相同的故障检测控制逻辑HL-20项目可选的FlightGear接口(航天Blockset)．

电梯控制系统

典型的飞机有两个升降梯，机身两侧各有一个，安装在水平尾翼上。为了提高飞机的安全性，电梯控制系统包含这些冗余部件:

四个独立的液压执行器(每个电梯两个执行器)。
三个驱动执行器的液压回路。每个外部执行器都有专用的液压回路。内部执行器共享一个液压回路。
两个主要飞行控制单元(PFCU)。
每个执行器有两个控制模块:全量程控制律和有限/缩小量程控制律。

如果飞机完美水平飞行，那么执行器位置应该保持一个恒定值。如果出现以下情况，故障检测系统将记录执行器的故障:

执行器的位置从这个零点开始增加或减少10厘米。
执行器改变位置迅速(例如，如果位置改变至少20厘米在0.01秒)。

如果压力超出范围或压力迅速变化，故障检测系统也会在其中一个液压回路中记录故障。在本例中，故障检测系统检查:

液压回路压力在500kpa ~ 2mpa之间。
0.01秒内压力变化不超过100kpa。

故障检测控制逻辑

Stateflow®图表模式逻辑定义了电梯控制系统的故障检测逻辑。该图表包含系统中每个执行器的并行子状态。每个执行器可以在五种模式之一:被动，备用，活跃的，从,孤立的．这些运行模式被表示为并行状态的子状态。

默认情况下，外部执行器启动活跃的模式和内部执行器启动备用模式。如果在外部执行器或与之连接的液压回路中检测到故障，故障检测系统将通过禁用外部执行器和激活内部执行器进行响应。

将故障注入故障检测系统

在仿真过程中，可以通过故障注入UI将液压回路和执行器位置故障引入故障检测系统。

例如，要在液压回路1中注入故障，请选择H1复选框并单击更新．UI运行这个MATLAB®代码来与Simulink®模型通信:

函数Inject_failure_Callback (hObject eventdata处理)

mname = gcs;

.．.

blockname = mname +.．./信号调节和故障/液压压力/测量+.．.换行符+液压系统1压力/液压压力/H1_fail；val =(处理。H1,“价值”）;

如果val set_param (blockname价值=“1”）;其他的set_param (blockname价值=“0”）;结束

.．.

结束

这段代码打开信号调理子系统中的开关，导致故障检测系统注册到液压回路中的故障。

图Mode Logic通过使用真值表函数和事件广播来响应液压回路和执行器的故障。例如，如果故障检测系统在液压回路1中登记到一个孤立的故障，则:

真值表函数L_switch广播事件go_off到亚态罗．
的亚态罗进入从模式并发送事件E到亚态李．
因为亚态罗不再是在活跃的模式,李进入活跃的模式。
因为亚态李现在处于主动模式国际扶轮进入活跃的模式并发送第二个事件E到亚态罗依．
的亚态罗依进入备用模式。

当故障检测系统在液压回路1中检测到故障后，左外执行器关闭，右外执行器处于待机状态，内执行器被激活。

从液压故障中恢复

故障检测控制逻辑使系统能够从液压回路故障中恢复。例如，要使液压回路1重新联机，在故障注入界面中，清除H1复选框并单击更新．在图表中，是条件! u.low_press [0]为真，所以亚态罗转换的从模式的备用模式。因此，当故障检测系统在稍后的模拟中注册另一个故障时，左侧外部执行器就可以被激活。

故障后隔离执行器

当故障检测系统在其中一个执行器中注册故障时，该执行器将不再被激活。在模式逻辑图中，执行器的故障用亚状态表示孤立的．此子状态没有输出转换，因此一旦执行器进入孤立的状态，它在模拟的其余部分保持该状态。

参考文献

Pieter J. Mosterman和Jason Ghidella，“航空航天故障场景训练的模型重用”，于AIAA®建模与仿真技术会议论文集， CD-ROM，论文2004-4931,2004年8月16 - 19日，罗德岛会议中心，普罗维登斯，罗德岛。

Jason R. Ghidella和Pieter J. Mosterman，“应用基于模型的设计到故障检测、隔离和恢复系统”，在军事嵌入式系统, 2006年夏天。