] (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，当同步表决器检测到其中一个或两个从 控制计算机故障时，同步表决器通过数据缓存器将故障的从控制计算机软隔离，使系统工 作切换为双机冗余模式或单机工作模式；具体地，三台控制计算机3以相同的频率向同步 表决器4发送心跳消息，协助在线状态的同步表决器进行故障检测，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，协助在线状态的同步表决器确认是自身故 障还是计算机故障，若同步表决器4检测到从控制计算机数据超时或数据连续三次错误， 则将该从控制计算机数据置为非法值，将其软隔离，使其永不参与表决，系统降级为双机冗 余模式或单机工作模式。
[0058] (7)若同步表决器检测到主控制计算机故障时，则将该主控制计算机软隔离，重新 发送一次握手消息，按照步骤（1)的方法重新确定主控制计算机，然后按照步骤（2)-(5)控 制动力定位系统。具体地，若同步表决器4检测到主控制计算机3A同步消息发送超时或数 据连续三次错误，则认为主控制计算机3A故障，重新向三台控制计算机3发送握手消息，根 据同步表决器4上主控制计算机优先级配置将次优先级计算机置为主控制计算机，实现主 控权切换。
[0059] 本实施例的计算机控制系统由同步表决器切换到三机冗余的系统重组方法为：
[0060] (1)当系统工作在单机模式时，若在线状态的同步表决器检测到某故障的从控制 计算机恢复正常，则通过与其相连的数据缓存器将该恢复正常的从控制计算机加入到控制 计算机系统中，使控制计算机系统升级为双机冗余模式；
[0061] (2)当系统工作在双机冗余模式时，若在线状态的同步表决器检测到故障的从控 制计算机恢复正常，即同步表决器4检测到故障的从控制计算机数据连续三次正确，则取 消非法值操作，使其参与表，即通过与其相连的数据缓存器将该恢复的从控制计算机加入 到控制计算机系统中，使控制计算机系统升级为三机冗余模式。
[0062]当系统工作在双机冗余模式时，若发生主控制计算机故障或从控制计算机故障， 运行规律仍如上描述。
[0063] 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
【主权项】
1. 一种可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：由三套传感器系统、 三台数据采集器、三台控制计算机和两台同步表决器组成，所述传感器系统将传感器数据 发送给对应的数据采集器，所述数据采集器将传感器数据打包后发送给对应的控制计算 机，所述控制计算机与所述同步表决器相连，实现传感器数据、控制率解算数据和指令消息 的传递，所述两个同步表决器通过串口互联以实现状态信息的交换及相互监测； 所述三套传感器系统与三台数据采集器一一对应相连，所述传感器系统通过串口通信 将传感器数据发送给对应的数据采集器，所述三台数据采集器与三台控制计算机一一对应 相连，所述数据采集器将接收到的传感器数据打包后通过以太网方式发送给对应的控制计 算机； 每个所述控制计算机都通过通信串口和监测串口分别与两个同步表决器互联，所述 控制计算机与同步表决器通过通信串口完成传感器数据、控制率解算数据及指令信息的交 互，所述控制计算机与同步表决器通过监测串口完成心跳检测消息的交互。2. 根据权利要求1所述的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：两 个所述同步表决器中的一个为在线状态，另外一个为离线状态，在线状态的同步表决器和 离线状态的同步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，所述离线状态的同步表决器升级为在线状态使系统继 续工作。3. 根据权利要求2所述的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：所 述同步表决器通过通信串口的数据超时、数据丢失、数据错误以及数据表决结果实时检测 三台控制计算机的故障，所述同步表决器通过监测串口的计算机自检信息定位控制计算机 内部故障并结合通信数据定位故障源。4. 根据权利要求3所述的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：所 述同步表决器通过数据缓存器将数据发往所述通信串口和监测串口，所述数据缓存器可对 故障的控制计算机进行软隔离。5. 根据权利要求4所述的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：所 述同步表决器采用基于历史记录的带权重值的表决算法，该算法包含建立历史记录和数据 表决两个过程。6. -种可降级的三冗余同步表决计算机控制方法，使用如权利要求5所述的可降级的 三冗余同步表决计算机控制系统，其特征在于：所述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，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： (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，并向所述同步表决器发 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； (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； (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； (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； (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； (6) 在线状态的同步表决器对所述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，当所述同步表决器检测到其中一个或两 个从控制计算机故障时，所述同步表决器通过所述数据缓存器将所述故障的从控制计算机 软隔尚，使系统工作切换为双机冗余模式或单机工作模式； (7) 若所述同步表决器检测到主控制计算机故障时，则将该主控制计算机软隔离，重新 发送一次握手消息，按照所述步骤（1)的方法重新确定主控制计算机，然后按照所述步骤 (2)-(5)控制动力定位系统。7.根据权利要求6所述的可降级的三冗余同步表决计算机控制方法，其特征在于：所 述计算机控制系统由同步表决器切换到三机冗余的系统重组方法为： (1) 当系统工作在单机模式时，若在线状态的同步表决器检测到某故障的从控制计算 机恢复正常，则通过与其相连的数据缓存器将该恢复正常的从控制计算机加入到控制计算 机系统中，使控制计算机系统升级为双机冗余模式； (2) 当系统工作在双机冗余模式时，若在线状态的同步表决器检测到故障的从控制计 算机恢复正常，则通过与其相连的数据缓存器将该恢复的从控制计算机加入到控制计算机 系统中，使控制计算机系统升级为三机冗余模式。
【专利摘要】本发明的可降级的三冗余同步表决计算机控制系统，由三套传感器系统、三台数据采集器、三台控制计算机和两台同步表决器组成，所述传感器系统将传感器数据发送给对应的数据采集器，所述数据采集器将传感器数据打包后发送给对应的控制计算机，所述控制计算机与所述同步表决器相连，实现传感器数据、控制率解算数据和指令消息的传递，所述两个同步表决器通过串口互联以实现状态信息的交换及相互监测。本发明的控制计算机协同同步表决器完成数据同步、传感器数据和控制率解算数据的表决、故障检测和系统重组等功能。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105045164
【申请号】CN201510282464
【发明人】谭龙飞
【申请人】谭龙飞
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月28日