FR2916547A1 - Procede et dispositif de detection de pannes oscillatoires relatives a une chaine d'asservissement d'une gouverne d'aeronef. - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de détection de pannes oscillatoires relatives à une chaîne d'asservissement d'une gouverne d'aéronef.Le dispositif (1) comporte des moyens pour réaliser un comptage de tous les dépassements d'une valeur de seuil par la valeur courante d'une grandeur liée à l'asservissement en position d'une gouverne (3), et pour détecter une panne oscillatoire dès que le nombre résultant du-dit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection de

pannes oscillatoires relatives à au moins une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef, ainsi qu'un système de commandes de vol électriques comportant un tel dispositif de détection.

La présente invention s'applique à une chaîne d'asservissement : qui est destinée à asservir en position tous types de gouverne d'aéro- nef, tels que des ailerons, des spoilers ou une gouverne de profondeur par exemple ; qui fait partie d'un système de commandes de vol électriques de l'aéro-nef ; et qui comporte : • ladite gouverne qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur ; ledit actionneur (servocommande) qui règle la position de ladite gou-verne, en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur qui mesure la position effective de ladite gouverne ; et un calculateur qui élabore un ordre d'actionnement de la gouverne, transmis audit actionneur, à partir de ladite position effective mesu- rée et d'un ordre de commande calculé par le pilote automatique ou à partir de l'action du pilote sur un manche de commande et de l'état inertiel de l'aéronef. On sait qu'une telle chaîne d'asservissement comporte des composants électroniques qui sont susceptibles, en mode défaillant, d'engen- drer un signal parasite qui peut faire osciller la gouverne asservie. Un phénomène de ce type est appelé "panne oscillatoire". Une cause possible de l'oscillation est le dysfonctionnement ou la rupture d'une pièce mécanique de la servocommande. On sait de plus que, lorsqu'une telle panne oscillatoire présente une fréquence qui est située à l'intérieur de la bande passante de l'action-5 neur, elle a pour effet : d'engendrer des charges importantes sur la structure de l'aéronef, ce qui rend nécessaire un renforcement de cette structure ; d'engendrer des charges excessives en cas d'excitation d'un des modes propres de vibration de l'aéronef (phénomène de résonance, couplage 10 aéroélastique), ce qui peut entraîner, dans le cas extrême, des domma- ges sur la structure de l'aéronef ; d'accélérer la fatigue du ou des actionneurs utilisés ; et de réduire le confort des passagers de l'aéronef. La couverture complète de telles pannes oscillatoires nécessiterait 15 des renforcements de structures de l'aéronef trop coûteux. En pratique, l'aéronef est conçu pour absorber des pannes oscillatoires d'une certaine amplitude, en fonction de la fréquence. Aussi, des surveillances doivent être mises en place pour garantir que les vibrations de l'aéronef restent à l'intérieur d'une enveloppe prédéterminée en amplitude/fréquence. 20 Toutefois, les solutions usuelles pour réaliser une telle surveillance présentent une forte dépendance par rapport : au matériel utilisé ; au type de loi de pilotage de l'aéronef (fonction de la souplesse ou non de ce dernier) ; 25 au système d'acquisition et de génération du calculateur ; et aux modes de panne dudit calculateur. Par conséquent, à une famille particulière d'aéronefs correspond à chaque fois une solution usuelle particulière, qui ne présente pas de garantie d'être applicable à une autre famille d'aéronefs, existante ou future.

De plus, les solutions de surveillance usuelles présentent généralement une couverture restreinte, en ne réalisant le plus souvent qu'une détection des oscillations engendrées par un composant particulier de la chaîne d'asservissement.

La présente invention concerne un procédé, qui est particulière-ment robuste et qui est applicable à tout type d'aéronef à commandes de vol électriques, pour détecter au moins une panne oscillatoire relative à au moins une chaîne d'asservissement en position d'au moins une gouverne de l'aéronef, en particulier d'un avion de transport.

A cet effet, selon l'invention, ledit procédé de détection d'au moins une panne oscillatoire relative à au moins une chaîne d'asservissement en position d'au moins une gouverne d'un aéronef, la- dite chaîne d'asservissement faisant partie d'un système de commandes de vol électriques de l'aéronef, étant associée à un ensemble de sources d'informations qui engendrent en temps réel les valeurs actuelles de para-mètres liés à l'aéronef, et comportant : û ladite gouverne qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur ; - ledit actionneur qui règle la position de ladite gouverne, en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; - au moins un capteur qui mesure en temps réel la position effective courante de ladite gouverne ; et - un calculateur qui comporte des lois de pilotage, qui reçoit ladite posi- tion effective mesurée par le capteur et les valeurs actuelles de paramè- tres, engendrées par ledit ensemble de sources d'informations, et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur, est remarquable en ce que l'on réalise, de façon automatique et répétitive, la suite d'étapes successives suivante : a) on détermine la valeur courante d'une grandeur liée à l'asservissement en position de ladite gouverne ; b) on calcule une valeur de seuil dépendant d'une valeur d'extrémité et d'une valeur d'amplitude prédéterminée qui est fonction des contraintes 5 de charges sur la structure de l'aéronef ; c) on compare ladite valeur courante à cette valeur de seuil ; et d) on réalise un comptage de tous les dépassements de ladite valeur de seuil par ladite valeur courante, et, dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, on détecte une 10 panne oscillatoire qui représente un signal périodique présentant une succession de fronts montants et descendants séparés par des points de rupture, ladite valeur d'extrémité variant successivement et alternativement entre une valeur maximale prédéterminée et une valeur minimale prédéterminée lors de chaque dépassement engendrant un comptage. Ainsi, grâce à l'invention, on est en mesure de détecter toute panne oscillatoire relative à une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef, c'est-à-dire toute panne oscillatoire qui est susceptible d'apparaître dans un système de commandes de vol électriques (pré- 20 cisé ci-dessous) qui comporte ladite chaîne d'asservissement. Dans le cadre de la présente invention, on considère qu'une panne oscillatoire représente un signal périodique parasite qui présente une succession de fronts montants et descendants qui sont séparés par des points de rupture (ou points de crête). On est également en mesure de détecter toute panne os-25 cillatoire qui se propage au sein du calcul des lois de pilotage qui engendrent la consigne d'asservissement, comme précisé ci-dessous. En outre, cette détection est particulièrement robuste, puisqu'elle ne provoque pas de fausse alarme en principe. De plus, le procédé conforme à l'invention est applicable à tout type d'aéronef.

Dans un mode de réalisation particulier, on exclut du comptage les dépassements correspondant à des dépassements transitoires de seuil, qui ne sont pas dus à une panne, de manière- à éviter la génération de fausses alarmes. Pour ce faire, dans le but d'éviter de garder trop longtemps en mémoire -les dépassements transitoires de seuil qui ne sont pas dus à une panne et qui finiraient par conduire à une fausse alarme, on prévoit un compteur qui est décrémenté au bout d'un temps donné. Ce temps donné dépend de la fréquence minimale à partir de laquelle on veut détecter une panne oscillatoire et du nombre de périodes que l'on doit détecter à cet effet. Cette fréquence minimale correspond à la fréquence de début d'une bande spectrale isolée par un filtre utilisé. En outre, de façon avantageuse, avant de réaliser le comptage, on décompose ladite valeur courante en une pluralité de bandes de fréquences, et on adapte au moins ladite valeur de seuil (et éventuellement, ledit nombre prédéterminé relatif au comptage, au-delà duquel une panne est détectée) à chaque bande de fréquences pour réaliser la comparaison. Ceci permet d'éliminer tous les signaux parasites en dehors desdites bandes de fréquence de manière à améliorer la robustesse du procédé conforme à l'invention. Ainsi, le comptage s'effectue dans une fenêtre temporelle limitée, afin de ne pas accumuler des dépassements de seuils parasites transitoires et afin de ne pas compter les oscillations basses fréquences qui sont détectées par d'autres procédés usuels. Ce mode de réalisation particulier permet d'optimiser la détection d'une panne oscillatoire, en réalisant le traitement de la valeur courante surveillée uniquement dans une ou plusieurs fenêtres temporelles dans lesquelles les dépassements de valeur de seuil sont représentatifs d'une panne oscillatoire recherchée. De plus, par cette décomposition en bandes de fréquences, il est également possible de prévoir des niveaux de panne différents en fonction de la bande de fréquences. Cette dernière caracté- ristique permet d'améliorer la robustesse du procédé conforme à l'invention. Le procédé de détection conforme à la présente invention permet de détecter tous les modes de défaillance qui sont relatifs à la chaîne d'asservissement, c'est-à-dire aussi bien ceux engendrés directement par ladite chaîne d'asservissement que ceux relatifs à des paramètres d'entrée utilisés par cette chaîne d'asservissement. Pour ce faire, le procédé conforme à l'invention utilise, comme valeur courante d'une grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne, une valeur adaptée au type de détection que l'on souhaite réaliser. En particulier, de façon avanta- geuse : dans un premier mode de réalisation, cette valeur courante d'une grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne correspond à une valeur résiduelle courante qui est égale à la différence entre ladite position effective courante mesurée (par ledit capteur) de la gouverne et une position estimée de cette dernière ; dans un deuxième mode de réalisation, ladite valeur courante correspond directement à ladite position effective courante mesurée (par ledit capteur) de la gouverne ; et dans un troisième mode de réalisation, ladite valeur courante corres- pond à la valeur courante d'un paramètre lié à l'aéronef, qui est engen- drée par une source d'informations particulière dudit ensemble de sour- ces d'informations et qui est une entrée du calcul des lois de pilotage. La présente invention concerne également un dispositif de détec- tion d'au moins une panne oscillatoire relative à au moins une chaîne d'asservissement en position (du type précité) d'au moins une gouverne (aileron, spolier, gouverne de profondeur, gouverne de direction) d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport.

Selon l'invention, le dispositif de détection est remarquable en ce qu'il comporte : des moyens pour déterminer la valeur courante d'une grandeur liée à l'asservissement en position de ladite gouverne ; des moyens pour calculer une valeur de seuil dépendant de d'une valeur d'extrémité et d'une valeur d'amplitude prédéterminée ; des moyens pour comparer ladite valeur courante à cette valeur de seuil ; et des moyens pour réaliser un comptage de tous les dépassements de ladite valeur de seuil par ladite valeur courante, et pour détecter, dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, une panne oscillatoire qui représente un signal périodique présentant une succession de fronts montants et descendants séparés par des points de rupture, ladite valeur d'extrémité variant successive- ment et alternativement entre une valeur maximale prédéterminée et une valeur minimale prédéterminée lors de chaque dépassement engendrant un comptage. La présente invention concerne également un système de commandes de vol électriques d'un aéronef, du type comportant : ù un ensemble de sources d'informations qui engendrent en temps réel des informations destinées à une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne et qui comportent, par exemple, un manche de commande et des capteurs susceptibles de mesurer différents paramètres de l'aéronef, tels que l'angle d'incidence par exemple ; et au moins une chaîne d'asservissement en position de cette gouverne, de type précité. Selon l'invention, ce système de commandes de vol électriques est remarquable en ce qu'il comporte, de plus, au moins un dispositif de détection de pannes oscillatoires tel que décrit précédemment.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre schématiquement une chaîne d'asservissement en position d'une gouverne d'aéronef, qui comporte un dispositif de détection conforme à l'invention. La figure 2 est le schéma synoptique d'un dispositif de détection conforme à l'invention. La figure 3 est un graphique permettant de mettre en évidence le comptage particulier mis en oeuvre par un dispositif de détection conforme à l'invention. Les figures 4 et 5 sont des graphiques permettant de montrer qu'une détection de pannes oscillatoires conforme à l'invention est indépendante de la composante continue du signal temporel surveillé.

La figure 6 est le schéma synoptique d'une logique utilisée pour le comptage mis en oeuvre par un dispositif de détection conforme à l'invention. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématique-ment sur la figure 2 est destiné à détecter au moins une panne oscillatoire relative à au moins une chaîne 2 d'asservissement en position (représentée sur la figure 1) d'au moins une gouverne 3 (aileron, spoiler, gouverne de profondeur, gouverne de direction) d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport, non représenté. De façon usuelle, cette chaîne d'asservissement 2 fait partie d'un système de commandes de vol électriques 4 de l'aéronef et comporte : ù ladite gouverne 3 qui est mobile, en étant susceptible d'être braquée comme illustré par une flèche double E sur la figure 1, et dont la position par rapport à la structure de l'aéronef est réglée par au moins un actionneur usuel 5 ; ledit actionneur 5 (servocommande) qui règle la position de ladite gouverne 3, par exemple par l'intermédiaire d'une tige 6 qui agit sur cette dernière, en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu par l'intermédiaire d'une liaison 7 ; au moins un capteur 8, 9 qui mesure la position effective courante de ladite gouverne 3. A cet effet, il peut s'agir d'un capteur 8 qui est directement associé à la gouverne 3 et/ou d'un capteur 9 qui mesure, par exemple, le déplacement de la tige 6 de l'actionneur 5 ; et un calculateur 10, par exemple un calculateur de commandes de vol : 1 0 ^ qui reçoit des informations d'un ensemble 1 1 de sources d'informations, par l'intermédiaire d'une liaison 11A. Cet ensemble 1 1 comporte des moyens usuels de génération d'informations de commande. Il peut comprendre, notamment, un manche de commande qui est susceptible d'être actionné par un pilote de l'aéronef et des 15 capteurs inertiels ; • qui élabore de façon usuelle un ordre de commande de gouverne, à l'aide d'un moyen de calcul intégré 12 qui contient des lois de pilotage et qui utilise pour cette élaboration des informations de commande (action du pilote sur le manche de commande, paramètres 20 qui indiquent la position de l'aéronef autour de son centre de gra- vité, facteurs de charges qu'il subit, ...) reçues dudit ensemble 1 1 ; • qui reçoit la position effective mesurée par le ou les capteurs 8 et 9, par l'intermédiaire d'une liaison 13, via une entrée 14 qui réalise entre autres une conversion analogique/numérique ; 25 • qui calcule à partir des informations précédentes (informations de commande et position effective mesurée) ledit ordre d'actionnement, à l'aide d'un moyen de calcul 17 intégré tenant compte d'un gain prédéterminé ; et • qui transmet cet ordre d'actionnement à une servovalve 18 de l'ac- tionneur 5, par l'intermédiaire de la liaison 7 via une sortie 15 qui réalise entre autres une conversion numérique/analogique. Tous les éléments de cette chaîne d'asservissement 2 qui contien- nent des composants électroniques, et notamment les capteurs 8, 9, l'entrée 14, la sortie 15, ..., sont sources de pannes oscillatoires, c'est-à-dire de pannes qui sont susceptibles d'engendrer un signal électrique parasite qui peut faire osciller la gouverne 3. Il en est de même de certaines sources d'informations de l'ensemble 11. On notera qu'une cause possible d'une oscillation est le dysfonctionnement ou la rupture d'une pièce mécanique de la servocommande. Ledit système de commandes de vol électriques 4 comporte, en plus de ladite chaîne d'asservissement 2, ledit ensemble 1 1 (qui peut faire partie du dispositif 1) et ledit dispositif 1 qui est destiné à détecter toute panne oscillatoire du type précité. Pour ce faire, ledit dispositif de détection 1 conforme à l'invention comporte, comme représenté sur la figure 2 : des moyens 19 précisés ci-dessous, pour déterminer (ou acquérir) la valeur courante SG d'une grandeur (également précisée ci-après) qui est liée à l'asservissement en position de la gouverne 2 ; des moyens 20 qui sont formés de manière à calculer une valeur de seuil précisée ci-dessous, qui dépend une valeur d'extrémité X et d'une valeur d'amplitude minimale S crête à crête (prédéterminée) ; des moyens 22 qui sont reliés par l'intermédiaire de liaisons 21 et 23 respectivement auxdits moyens 19 et 20 et qui sont formés de manière à comparer la valeur courante SG reçue desdits moyens 19 à la valeur de seuil reçue desdits moyens 20 ; et des moyens 24 qui sont reliés par l'intermédiaire d'une liaison 25 aux-dits moyens 22 et qui sont formés de manière à réaliser un comptage de tous les dépassements de ladite valeur de seuil par ladite valeur courante SG, et pour détecter, dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, par exemple à 4, une panne oscillatoire.

Pour ce faire, ladite valeur d'extrémité X varie, successivement et alternativement, entre une valeur maximale Xmax prédéterminée et une valeur minimale Xmin prédéterminée, lors de chaque dépassement engendrant un comptage, comme précisé ci-dessous. Ainsi, le dispositif 1 conforme à l'invention est en mesure de dé- tecter toute panne oscillatoire relative à une chaîne d'asservissement 2 en position d'une gouverne 3 d'aéronef, c'est-à-dire toute panne oscillatoire qui est susceptible d'apparaître dans un système de commandes de vol électriques 4 (précisé ci-dessus) qui comporte ladite chaîne d'asservissement 2. Dans le cadre de la présente invention, on considère qu'une panne oscillatoire représente un signal périodique parasite qui présente une succession de fronts montants et descendants qui sont séparés par des points de rupture (ou points de crête). En outre, la détection mis en oeuvre par le dispositif 1 est particulièrement robuste, puisqu'elle ne provoque pas de fausse alarme en prin- cipe. De plus, ledit dispositif 1 est applicable à tout type d'aéronef. La figure 3 montre dans sa partie supérieure le signal SG qui est relatif à une grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne 3, dont la valeur courante est déterminée en temps réel, et à partir de la-quelle le dispositif 1 réalise une surveillance de manière à pouvoir détecter une panne oscillatoire. Plus précisément, le dispositif 1 cherche à détecter les oscillations d'amplitude minimale S crête à crête. Pour cela, il prend en compte une valeur d'extrémité X qui représente une valeur de référence à partir de laquelle un dépassement de seuil X + S ou XùS est recherché. X prendra successivement la valeur maximale Xmax et la valeur minimale Xmin. Sur la figure 3, on a notamment mis en évidence des dépassements qui sont pris en compte lors du comptage, à des points P1 et P2 particuliers. Chaque comptage est mis en évidence par un changement de pente ou changement de front BFRONT représenté sur la partie inférieure de la figure 3 et précisé davantage ci-dessous. Comme représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif 1 conforme à l'invention permet de détecter des oscillations, et ceci quelle que soit la composante continue du signal temporel surveillé, par exemple la position de la gouverne 3 dans un exemple particulier. En effet, ces figures 4 et 5 montrent la variation d'un signal SI en fonction du temps t, en mettant en évidence ledit signal SG analysé qui : û dans l'exemple de la figure 4, est défini par rapport à une composante Cl constante ; et - dans l'exemple de la figure 5, est défini par rapport à une composante C2 variable, en l'occurrence linéairement croissante. Par conséquent, le dispositif de détection 1 conforme à l'invention est en mesure de réaliser la détection de pannes oscillatoires même si l'oscillation est portée par une composante continue (figure 4) ou si elle est portée par un autre signal (figure 5), basse fréquence par exemple, puisqu'il procède par détection des valeurs extrêmes. Pour la mise en oeuvre de la présente invention, il n'est donc pas nécessaire de procéder à un filtrage pour déterminer les composantes continues. Toutefois, si on ne souhaite pas détecter les oscillations à trop hautes fréquences, on peut prévoir des moyens de filtrage dans le dispositif 1 de manière à filtrer le signal surveillé par un filtre passe-bas. Il est également possible d'agir sur un compteur précisé ci-dessous, en imposant de ne pas détecter dans un temps trop court, qui est synonyme de la présence d'une haute fréquence. Le dispositif 1 conforme à l'invention permet de détecter tous les modes de défaillance qui sont relatifs à la chaîne d'asservissement 2, c'est-à-dire aussi bien ceux engendrés directement par ladite chaîne d'as- servissement 2 que ceux relatifs à des paramètres d'entrée utilisés par cette chaîne d'asservissement 2. Pour ce faire, le dispositif 1 conforme à l'invention prend en compte à l'aide des moyens 1 9, comme grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne 3, une grandeur qui est adaptée au type de détection que l'on souhaite réaliser. En particulier : dans un premier mode de réalisation, cette grandeur liée à l'asservisse-ment en position de la gouverne 3 correspond à une valeur résiduelle courante qui est égale à la différence entre ladite position effective cou- rante mesurée (par ledit capteur 8, 9) de la gouverne 3 et une position estimée de cette dernière, qui est estimée de façon usuelle. Dans ce cas, le dispositif 1 comporte des moyens (non représentés) pour calculer cette valeur résiduelle et des moyens (également non représentés) pour calculer cette position estimée ; dans un deuxième mode de réalisation, ladite grandeur correspond directement à ladite position effective courante de la gouverne 3, qui est mesurée par ledit capteur 8, 9 ; et dans un troisième mode de réalisation, ladite grandeur correspond à un paramètre lié à l'aéronef, par exemple l'angle d'incidence de l'aéronef, dont la valeur courante est engendrée par une source d'informations particulière dudit ensemble 1 1 de sources d'informations. Lesdits moyens 1 9 peuvent correspondre directement aux moyens (capteur 8, 9, ensemble Il, ...) qui engendrent les valeurs précédentes ou uniquement être reliés à ces moyens de manière à simplement acquérir lesdites valeurs. On sait que, généralement plusieurs capteurs 8, 9 ou plusieurs sources d'informations (faisant partie de l'ensemble 11 de sources d'in-formations), par exemple trois sondes d'incidence pour mesurer un angle d'incidence, sont présentes sur un aéronef pour déterminer la valeur cou- rante d'une grandeur particulière. Aussi, lorsque le dispositif 1 conforme à l'invention détecte une panne oscillatoire dans un de ces capteurs ou l'une de ces sources, on ne tient plus compte de la valeur engendrée par ce capteur ou cette source à bord de l'aéronef, et en particulier dans les lois de pilotage précitées. Le dispositif 1 conforme à l'invention comporte donc des moyens qui permettent de détecter une ou plusieurs pannes oscillatoires sur un signal temporel. Le dispositif de détection 1 peut être utilisé pour améliorer la capacité de contrôle et la sécurité de l'aéronef. De plus, ledit dispo- sitif 1 présente également les avantages suivants : il est simple à réaliser d'un point de vue algorithmique ; il présente un coût calculatoire limité, ce qui permet de l'implanter en temps réel, et évite de surcharger les calculateurs de commandes de vol ; il évite de recourir à une analyse fréquentielle, beaucoup plus complexe ; et il ne nécessite pas de capteur ou de jauge spécifique et n'a donc pas d'impact négatif sur le bilan de masse. Le dispositif 1 permet donc de détecter et de passiver très rapide- ment (en quelques cycles, quelle que soit la fréquence) des pannes oscillatoires, qui peuvent avoir des conséquences potentiellement néfastes sur la structure de l'aéronef, en particulier lorsqu'elles se produisent à l'intérieur de la bande passante de l'actionneur 5 de la gouverne 3. La figure 6 est un schéma illustrant un exemple de réalisation d'une logique utilisée dans le comptage mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention. Sur cette figure 6 : û les entrées SG, CPT, X et S sont des grandeurs numériques avec SG le signal surveillé, CPT le compteur d'oscillations, X la valeur d'extrémité (qui correspond à Xmax ou à Xmin) et S la valeur d'amplitude (utilisée pour calculer la valeur de seuil) ; et les symboles triangulaires BFRONT et BF sont des boléens, avec BFRONT un indicateur de changement de front (montant ou descen- dant) et BF un indicateur de détection de panne. Lorsqu'une variable se trouve à la fois en sortie et en entrée, comme la variable X par exemple, cela signifie que l'entrée à un instant k est égale à la sortie à l'instant précédent k-1 (rebouclage). La logique représentée sur la figure 6 peut se décomposer en quatre blocs B1, B2, B3 et B4 qui sont destinés aux opérations suivantes : û B1 : détection d'un changement de pente (ou de front) ; - B2 : détection d'un franchissement de seuil ; - B3 : comptage ; et - B4 : détermination des valeurs d'extrémité. 15 Le bloc B1 comporte des inverseurs 32 et 33, des portes logiques ET 31 et 35, et une porte logique OU 34, comme représenté sur la figure 6. BFRONT reste bloqué dans un état (par exemple 1) tant que le signal SG est en front montant, et revient à l'état zéro dès qu'un dépasse- 20 ment de la valeur de seuil Xmin +S est détecté. Inversement, BFRONT reste bloqué à zéro en front descendant, et il bascule à 1, quand un dé-passement de la valeur de seuil XmaxûS est détecté (figure 3). C'est la détection d'un franchissement de seuil (sortie de la porte logique OU 39) qui entraîne la bascule de BFRONT. 25 Quant au bloc B2, il comprend : un inverseur 36 ; des portes logiques ET 38 et 43 ; une porte logique OU 39 ; des moyens de comparaison 37 et 42 ; 16

des moyens de calcul 40 et 41 qui calculent respectivement la différence et la somme des paramètres entrés ; et un moyen de commutation 44. Si le signal SG se trouve sur un front montant, la valeur d'extré- mité est Xmin. La première entrée de la porte logique ET 43 est à 1, alors que la première entrée de la porte logique ET 38 est à zéro (la sortie de l'inverseur 36 pouvant être assimilée à la condition front descendant). La porte logique ET 38 reste donc à zéro pendant le front montant. En revanche, dès que le signal prend une valeur supérieure à la valeur de seuil 1 o Xmin +S (sortie du comparateur 42 = 1), la sortie de la porte logique ET 43 passe à 1, et un franchissement de seuil est détecté. Parpassage à zéro de l'inverseur 32, le booléen BFRONT repasse à zéro, et on bascule en condition de front descendant. La valeur d'extrémité devient alors Xmax. La sortie de la porte logique ET 43 bascule à zéro, et tant que le 15 signal reste supérieur à la nouvelle valeur de seuil XmaxûS, la sortie de la porte logique ET 38 reste égale à zéro, ce qui permet de ne compter qu'un seul dépassement au franchissement de seuil. La valeur 1 en sortie du moyen de commutation 44 est envoyée vers le compteur représenté par le bloc B3. Le même raisonnement que décrit précédemment peut être appli- 20 qué, par analogie, en configuration de front descendant, pour détecter un franchissement de la valeur de seuil XmaxûS. En outre, ledit bloc B3 comporte : des moyens de calcul 50 et 52 qui calculent respectivement la somme et la différence des paramètres entrés ; 25 un retardateur 51 ; un comparateur 53 ; et une porte logique OU 54. A chaque dépassement de seuil, le moyen de commutation 44 dé-livre une fois la valeur 1. Comme chaque valeur précédemment calculée est réinjectée à l'entrée du moyen de calcul 50, le compteur CPT est incrémenté. On notera que le retardateur 51 stocke une valeur pendant un temps T, avant de l'envoyer vers le moyen de calcul 52, pour décrémenter le compteur. Cela permet de ne compter les oscillations qu'à partir d'une fréquence fmin et d'éviter de comptabiliser les dépassements transitoires non dus à une panne qui finiraient par conduire à une fausse alarme au bout d'un certain temps. Dans ce cas, on a T = nT/fmin avec nT le nombre de périodes de confirmation.

Enfin, le comparateur 53 vérifie si la valeur du compteur est supérieure au nombre de demi-périodes de confirmation souhaité. Si c'est le cas, le booléen qu'il produit passe à l'état vrai, ce qui indique la présence d'une panne. La porte logique OU 54 permet de verrouiller la panne, c'est-à-dire de bloquer la variable BF à la valeur vraie afin de garder une trace de la détection. Par ailleurs, le bloc B4 qui est destiné à déterminer les valeurs d'extrémité (Xmin, Xmax) comporte : des comparateurs 45 et 48 ; des portes logiques ET 46 et 49 ; une porte logique OU 47 ; et un moyen de commutation 55. En supposant que l'on parte de X =Xmin, tant que l'on reste en front montant, si le signal est supérieur à Xmin, la valeur d'extrémité reste figée à Xmin (la porte logique ET 49 est à 1 car ses deux entrées sont à 1). En revanche, dès que le seuil est franchi (signal au-dessus de Xmin+S), la condition de front montant passe à zéro, et la sortie de la porte logique ET 49 tombe à zéro, ainsi que la sortie de la porte logique OU 47. La référence devient donc maintenant le signal lui-même. Au moment où le signal franchit le maximum Xmax, le comparateur 45 passe à 1, et donc également le comparateur 46, et finalement la valeur d'extrémité X devient Xmax. Ceci reste vrai jusqu'au prochain dépassement de seuil XmaxûS, où l'on attaque de nouveau un front montant. Par ailleurs, on notera que dans le cadre de la présente invention, il est également possible de décomposer le signal SG surveillé en plusieurs sous-bandes, grâce à un filtrage numérique (intégré dans le dispositif 1). Cela permet de régler les détections différemment dans chaque bande de fréquences. On peut, par exemple, procéder à la détection d'oscillations au-delà de 1 déflexion de la gouverne 3) en trois périodes dans une première bande de fréquences, et au-delà de 2 en cinq périodes dans une deuxième bande de fréquences. En outre, cela permet également de rendre plus robuste la détection. En effet, comme indiqué précédemment, afin d'éviter de garder trop longtemps en mémoire des dépassements transitoires de seuil, qui ne sont pas dus à une panne et qui finiraient par conduire à une fausse alarme, le compteur est décrémenté au bout d'un temps T fonction de la fréquence minimale fmin, à partir de laquelle on veut réaliser une détection et du nombre de périodes nT que l'on doit détecter avec T = nT/fmin. La fréquence fmin correspond à la fréquence de début de la bande spectrale isolée par le filtre. Cela revient à compter dans une fenêtre temporelle de durée définie. En travaillant dans plusieurs sous-bandes de fréquences, on peut adapter la taille de cette fenêtre temporelle à la fréquence de chaque début de bande. Plus on monte à hautes fréquences, plus la taille de la fenêtre temporelle est réduite et plus les transitoires se- ront rapidement élirninés, ce qui contribue à renforcer la robustesse de la méthode de comptage utilisée par le dispositif 1 .

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 . Procédé de détection d'au moins une panne oscillatoire relative à au moins une chaine d'asservissement (2) en position d'au moins une gouverne (3) d'un aéronef, ladite chaîne d'asservissement (2) faisant par- tie d'un système (4) de commandes de vol électriques de l'aéronef, étant associée à un ensemble (Il) de sources d'informations qui engendrent en temps réel les valeurs actuelles de paramètres liés à l'aéronef, et comportant : ladite gouverne (3) qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur (5) ; ledit actionneur (5) qui règle la position de ladite gouverne (3), en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur (8, 9) qui mesure en temps réel la position effective courante de ladite gouverne (3) ; et un calculateur (10) qui comporte des lois de pilotage, qui reçoit ladite position effective mesurée par le capteur (8, 9) et les valeurs actuelles de paramètres, engendrées par ledit ensemble (11) de sources d'informations, et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur (5), caractérisé en ce que l'on réalise, de façon automatique et répétitive, la suite d'étapes successives suivante : a) on détermine la valeur courante (SG) d'une grandeur liée à l'asservissement en position de ladite gouverne (3) ; b) on calcule une valeur de seuil dépendant d'une valeur d'extrémité et d'une valeur d'amplitude (S) prédéterminée ; c) on compare ladite valeur courante (SG) à cette valeur de seuil ; et d) on réalise un comptage de tous les dépassements de ladite valeur de seuil par ladite valeur courante (SG), et, dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, on dé- tecte une panne oscillatoire qui représente un signal périodique présentant une succ-ession de fronts montants et descendants séparés par des points de rupture, ladite valeur d'extrémité variant successivement et alternativement entre une valeur maximale (Xmax) prédéterminée et une valeur minimale (Xmin) prédéterminée lors de chaque dépassement en-gendrant un comptage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on exclut du comptage les dépassements qui correspondent à des dépassements transitoires de seuil.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'avant de réaliser le comptage, on décompose ladite valeur courante en une pluralité de bandes de fréquences, et on adapte au moins ladite valeur de seuil à chaque bande de fréquences pour réaliser la comparaison.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne (3) correspond à une valeur résiduelle qui est égale à la différence entre ladite position effective mesurée de la gouverne (3) et une position estimée de cette gouverne (3).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne (3) est égale à ladite position effective mesurée de la gouverne (3).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite grandeur liée à l'asservissement en position de la gouverne (3) correspond à un paramètre lié à l'aéronef, dont la valeur courante est engendrée par ledit ensemble (Il) de sources d'informations.

7. Dispositif de détection d'au moins une panne oscillatoire relative au moins à une chaîne d'asservissement (2) en position d'au moins une gouverne (3) d'un aéronef, ladite chaîne d'asservissement (2) faisant partie d'un système (4) de commandes de vol électriques de l'aéronef, étant associée à un ensemble (Il) de sources d'informations qui engendrent en temps réel des valeurs actuelles de paramètres liés à l'aéronef, et compor- tant : û ladite gouverne (3) qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur (5) ; ledit actionneur (5) qui règle la position de ladite gouverne (3), en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur (8, 9) qui mesure en temps réel la position effective de ladite gouverne (3) ; et un calculateur (10) qui comporte des lois de pilotage, qui reçoit ladite position effective mesurée par le capteur (8, 9) et les valeurs actuelles de paramètres, engendrées par ledit ensemble (11) de sources d'informations, et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur (5), caractérisé en ce qu'il comporte : des moyens (19) pour déterminer la valeur courante (SG) d'une grandeur liée à l'asservissement en position de ladite gouverne (3) ; des moyens (20) pour calculer une valeur de seuil dépendant d'une va-leur d'extrémité et d'une valeur d'amplitude (S) prédéterminée ; des moyens (22) pour comparer ladite valeur courante (SG) à cette va-leur de seuil ; et des moyens (24) pour réaliser un comptage de tous les dépassements de ladite valeur de seuil par ladite valeur courante (SG), et pour détecter, dès que le nombre résultant dudit comptage devient supérieur à un nombre prédéterminé, une panne oscillatoire qui représente un signal périodique présentant une succession de fronts montants et descendants séparés par des points de rupture, ladite valeur d'extrémité va- riant successivement et alternativement entre une valeur maximale (Xmax) prédéterminée et une valeur minimale (Xmin) prédéterminée lors de chaque dépassement engendrant un comptage.

8. Système de commandes de vol électriques d'un aéronef, ledit système (4) comportant un ensemble (Il) de sources d'informations qui engendrent en temps réel les valeurs actuelles de paramètres liés à l'aéronef et au moins une chaîne d'asservissement (2) en position de cette gouverne (3), qui cornprend : ladite gouverne (3) qui est mobile, et dont la position par rapport à l'aéronef est réglée par au moins un actionneur (5) ; ledit actionneur (5) qui règle la position de ladite gouverne (3), en fonction d'au moins un ordre d'actionnement reçu ; au moins un capteur (8,9) qui mesure en temps réel la position effective de ladite gouverne (3) ; et un calculateur (10) qui comporte des lois de pilotage qui reçoit ladite position effective mesurée par le capteur (8,

9) et les valeurs actuelles de paramètres, engendrées par ledit ensemble (11) de sources d'informations, et qui en déduit un ordre d'actionnement qui est transmis audit actionneur (5), caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, au moins un dispositif (1) de détection d'au moins une panne oscillatoire relative à ladite chaîne d'asservissement (2), tel que celui spécifié sous la revendication 7. 9. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système (4) de commandes de vol électriques, tel que celui spécifié sous la revendication 8.