>[0027] 具体地，传感器系统1通过串口通信将各传感器信息发送给数据采集器2,完成传 感器信息的采集，数据采集器2将接收到的各种传感器数据打包后，通过以太网方式将传 感器数据发送给三台控制计算机3。系统中每台控制计算机3都包含控制率解算进程、传感 器数据采集进程、同步表决进程、心跳进程和自检测进程，传感器数据采集进程将采集器中 的数据进行打包处理并发送给同步表决器4,控制率解算进程根据传感器信息进行控制率 的计算，同步表决进程协同同步表决器4完成数据的同步表决，心跳进程将自检测进程的 检测结果实时发送给同步表决器4,作为故障检测的依据。
[0028] 如图1所示，同步表决器4包括通信串口 5、管理串口、监测串口 6、隔离电路及主 控单元，选择FPGA作为主控芯片，在FPGA内部实现同步表决器4的初始配置、表决算法、故 障检测、故障隔离、系统重组等功能，参见图1，两个同步表决器4中的一个为在线状态则另 一个为离线状态，同步表决器4初始的在、离线状态由配置开关决定，在线状态的同步表决 器能够与控制计算机进行数据传输，离线状态的同步表决器禁止与控制计算机进行数据传 输，在线状态的同步表决器和离线状态的表决器通过串口互联实现状态信息的交换及相互 监测，当在线状态的同步表决器故障时，其降级为离线状态，离线状态的同步表决器升级为 在线状态使系统继续工作，状态切换只执行一次。在线状态的同步表决器4通过FIFO (即 数据缓存器）将队列数据发往通信串口、管理串口或监测串口，并以是否读取或写入FIFO 队列数据决定是否对控制计算机进行软隔离。
[0029] 两同步表决器4在线状态和离线状态切换流程见如下：
[0030] 两同步表决器4上电后，由初始配置决定同步表决器4的在线状态或离线状态，在 线状态的同步表决器使能向控制计算机输出，离线状态的同步表决器禁止向控制计算机输 出，离线状态的同步表决器与在线状态的同步表决器同时都进行同步表决、故障检测等。
[0031] 离线状态的同步表决器定时向在线状态的同步表决器发送状态信息，在线状态的 同步表决器结合心跳信息和该状态信息定位是自身故障还是计算机故障。
[0032] 在线状态的同步表决器定时向离线状态的同步表决器发送状态信息，若在线状态 的同步表决器发生故障则不能正常向离线状态的同步表决器发送状态信息，离线状态的同 步表决器检测到状态信息故障时，自动升级为在线状态的同步表决器使能输出，并将原在 线状态的同步表决器进行隔离，实现表决器的切换。这样便可以提高系统的整体稳定性，提 高动力定位系统实时任务的容错能力。
[0033] 如图1所示，上述可降级的三冗余同步表决计算机控制系统及方法的数据同步的 详细实现过程见如下描述：
[0034] 三台控制计算机3和两同步表决器4依次上电，其中在线状态的同步表决器向三 台控制计算机同时发送包含有主从关系的握手消息，若握手成功，则三台控制计算机根据 该握手消息确认自身的主从状态，并向表决器发送握手响应消息，否则表决器报警需重新 上电，按照上述步骤重新确定主从关系。
[0035] 控制计算机3在每个控制周期内向同步表决器发送一次同步消息，同步表决器4 接收到该消息后同时向三台控制计算机3发送同步回馈消息，若该同步消息接收超时，贝1J 同步表决器4对其进行超时处理。三台控制计算机3同时接收到同步回馈消息后，从传感 器系统1采集进程读取传感器数据并发送给同步表决器4进行表决，此时实现了传感器数 据的同步。
[0036] 同步表决器4接收到传感器数据后进行表决，并同时将表决结果发送给三台控制 计算机，若某传感器数据接收超时，则同步表决器对其进行超时处理。
[0037] 三台控制计算机3同时接收到传感器的表决结果，通过控制率解算进程进行控制 率的解算，并将解算结果发送给同步表决器4。同步表决器4接收到控制率解算结果后进行 表决，并同时将表决结果发送给三台控制计算机3,由主控制计算机完成表决结果的输出， 控制动力定位系统，若某控制率解算结果接收超时，则表决器对其进行超时处理。
[0038] 该系统的表决算法包含历史记录的建立和数据表决两个部分，详细的实现过程见 如下描述：
[0039] 历史记录的建立过程如下：
[0040]建立一个有n个元素的集合{xpXyX；^，…，xj，其中X;代表第i路控制计算机的 输出。当某控制计算机的输出满足阈值条件，则其对应的Xl值置1，表示该控制计算机的输 出有效或正确；否则置〇,表示该控制计算机的输出无效或错误。
[0041]在每个表决周期中对该值进行累积，求得K 的值，该值表示i路控制计算机 在m次表决中通过表决的次数。该值越大代表该模块历史表决中输出数据的可靠性和可信 度越高，否则说明其可靠性越低，从而对历史记录进行标准化处理。
[0042] 数据表决过程如下： p2
[0043] 在每个表决周期中首先根据历史记录计算的f 值，然后计算的 值，其中表示每台控制计算机的输出所占的权重值，最后得到表决结果
[0044] 若某控制计算机数据失效，则将上个表决周期的结果作为该控制计算机的数据加 入数据表决中。
[0045] 若某控制计算机数据连续失效三次，则该控制计算机被隔离掉，其数据置非法值， 系统降级进入双机冗余工作模式。
[0046] 若某控制计算机数据不满足阈值条件，则将上个表决周期中该控制计算机的数据 作为本次该控制计算机的数据加入数据表决中。
[0047] 若三台控制计算机均不满足阈值条件，则将历史记录最高的控制计算机的输出作 为同步表决器结果，并同时进行系统报警。
[0048]系统工作在双机冗余模式时，若两控制计算机满足阈值条件，则取两控制计算机 数据的平均值作为同步表决器的结果，否则取三机中历史记录高的输出作为同步表决器结 果。
[0049] 若某故障控制计算机连续三次数据有效且满足阈值条件，则将其加入冗余表决， 系统升级为三机冗余模式。系统进行升级重组时，历史记录清零，重新进行记录。
[0050] 如图1所示，本实施例还提供一种可降级的三冗余同步表决计算机控制方法，使 用上述的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统及方法，三台控制计算机中的一台为主 控制计算机，其余为从控制计算机，为了便于叙述将三个结构相同的控制计算机分别标记 为控制计算机3A、控制计算机3B、控制计算机3C，控制计算机的主从关系由同步表决器决 定，计算机控制系统的三冗余切换由同步表决器控制，控制方法为：
[0051] (1)系统上电后由在线状态的同步表决器发送包含有主从关系的握手消息给控制 计算机，若握手成功，则三台控制计算机根据该握手消息确认主从状态，并向同步表决器发 送握手响应消息，否则在线状态的同步表决器报警，重新上电并按照上述方法重新确定控 制计算机的主从关系；
[0052] 系统上电握手成功后，根据同步表决器4上拨码开关的初始配置确定系统中控 制计算机3A为主控制计算机。
[0053] (2)系统的每个数据表决周期由主控制计算机发起，在线状态的同步表决器收到 同步消息后同时向三台控制计算机发送同步回馈消息；
[0054] (3)三台控制计算机在收到该同步回馈消息后同时向同步表决器发送传感器数 据，在线状态的同步表决器收到三路传感器数据进行表决后同时向三台控制计算机发送传 感器表决结果；
[0055] (4)三台控制计算机同时收到该结果，并通过控制率解算进程进行数据解算，并将 解算结果发送给在线状态的同步表决器；
[0056] (5)在线状态的同步表决器收到三台控制计算机解算结果进行表决，将表决结果 回送给三台控制计算机，由主控制计算机进行表决结果的输出控制动力定位系统；
[0057] (6)在线状态的同步表决器对计算机控制系统协调进行三机冗余、双机冗余和单 机工作模式切换：系统初始状态为三机冗余模式，当同