Прогнозатор постепенных отказов

 

ПРОГНОЗАТОР ПОСТЕНЕИНЬК ОТКАЗОВ , содержащий блок запуска, блюк/ нормирования и блок коэффициентов, последовательно соединеннью счетчик импульсов, первий блок умножения, первый блок вычитания и блок отображения , о т л и ч а ю Ш1 и и с я тем, что, с целью расширения области его применения за счет обеспечения возможности прогнозирования квазидетерминированных процессов, изменя101 лихся по произвольному априорно неизвестному закону, он содержит блок памяти математического ожидания контролируемого параметра, блок памяти корре- Лпяционной функции контролируемого параметра, генератор импульсов, второй блок вычитания, второй блок умножения , компаратор, сумматор, триггер , элемент И, первый вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с входе сметчика импульсов и с входом блока нормирования, второй ход которого соединен с входом прогнозатора, вход блока памяти математического ожидания контролируемого параметра соединен с выходом элемента И и с входом блока памяти корреляционной функции конролируемо , го параметра, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, первый вход компаратора соединен с выходом блока нор1лирова- , ния,первый вход сумматора соединен с выходов второго блока умножения, С второй вход - с выходе блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, а выход - с BTopi входом компаратора, единичный вход триггера соединен с выходом компаратора , нулевой вход - с выходом блока запуска, а выход - с вторым входом элемента И, первый вход второго бло- -i ;Ка вычитания соединен с выходом блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, второй вход -i ел с выходом блока норглирования, а выход - со входом блока коэффициентов, оо первый Выход которого соединен с вторым-входом первого блока вычитания, второй выход - с вторым входом блока умножения, а третий выход гс вто со рым входе первого блока умножения.

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11), 3(51) G 06 F 15 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCMOIVlV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (21) 3398481/18-24 (22)16.02 ° 82 (46) 07.11»ВЗ. Ross. ))41 (72) A.П. Зубрилов (71) Рижский Краснознаменный инсти-. тут инженеров. гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 681.324.74 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 566251, кл. 6 06 F 15/46, 1974.

2; Мозгалевский А.В..и др. Техническая диагностика. N., "Высшая школа", 1975, с. 172 - 173, рис» .718 (црототип). (54)(57) ИРОРНОЗАТОР HO(- THHEHHbK ОТ-"

КАЗОВ, содержащий блок запуска, бдй;: нормирования и блок коэффициентов, последовательно соединенные счетчик импульсов, первый блок умножения, первый блок вычитания и блок отображения, отличающийся тем, что, с целью расширения области его применения за счет обеспечения воз- можности прогнозирования квазидетерминированных процессов, изменяющихся

IIo произвольному априорно неизвестному закону, он содержит блок памяти математического ожидания контролируемого параметра, блок памяти корреляционной функции контролируемого параметра, генератор импульсов, вто-, рой блок вычитания, второй блок умножения, комнаратор, сумматор, триг- ь гер, элемент И, первый вход которого соединен с генератором импульсов, а выход. - с входом счетчика импульсов и с входом блока нормирования, второй ход которого соединен с входом прогнозатора, вход блока памяти математического ожидания контролируемого:параметра соединен с выходом элемента И и с входом блока памяти корреляционной функции конролируемого параметра, выход которого подклю. чен к первому входу второго блока умножения, первый вход компаратора соединен с выходом блока нормирова.ния, первый вход сумматора соединен с выходом второго блока умножения, второй вход - с выходом блока памя- (й ти математического ожидания контроли-. руемого параметра, а выход - с втор входом компаратора, единичный вход триггера соединен с аамодом комнара- ( тора, нулевой вход - с выходом блока запуска, а выход -. с вторым входом Я элемента и, первый вход второго бло-ка вычитания соединен с выходом блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, второй вход с выходом блока нормирования, а вы-, © ход - со входом блока коэффициентОв,:: ф;) первый выход которого соединен с вто-1 рым входом первого блока вычитания, второй выход — с вторым входом бло-. IsiwL ка умножения, а третий выход †. с вторым входом первого блока умножения.

1053113 ка коэффициентов, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, второй выходс вторым входом блока умножения, а третий выход — с вторым входом первого блока умножения.

На чертеже представлена блок-схема прагнозатора постепенных отказов.

Устройство содержит блок 1 запуска, триггер 2, генератор 3 импульсов, элемент И 4, блок 5 памяти математического ожидания контролируемого параметра, блок б памяти корреляционной функции контролируемого параметра, второй блок 7 умножения, сумматор 8, компаратор 9, блок 10, коэффициентов, второй блок 11 вычитания, блок 12 нормирования, счетчик 13 импульсов, первый блок 14 умножения, первый блок 15 вычитания, блок 16 отображения.

40 B прогнозаторе реализуется алгоритм прогнозирования отклонения КоН тролируемого параметра за допустимые пределы с помощью формулы

Yq(() = I>y ()(Yo - me) + " л(С), 45 где Y () — пргнозируемое " начение

В контролируемого парамет. ра; ((g ) - корреляционная функция прогнозируемого параЧ метра, значение контролируемого о л параметра при с = Оу

- значение математического о ожидания контролируемого

55 параметра при с = 0„, my (7,) — текущее значение математического ожидания контролируемого параметра.

Решение указанного уравнения поз60 воляет определить интервал корреляции с корреляционной функции р (с).

Время со спада корреляционной функции определяет интервал, в течение которого практически затухает i

65 линейная корреляция между значениями

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано.при исследовании надежности автоматических систем управления и радиоэлектронной аппаратуры, в частности, для ..прогнозирования момента наступления пос тепенных отказов.

Известно устройство для прогнозирования, содержащее блоки обегающего контроля, управления, вычисления вероятностных параметров, оперативной памяти, прямого и обратного функциональных преобразователей, вычисления разности и логические элементы (1J .

Недостатком этого устройства является использование экспоненциаль- 15 ной функции для прогнозирования изменения контролируемого параметра в будущие моменты времени, что ограничивает область использования устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является экстраполятор для прогнозатора постепенных отказов, содержащий блоки преобразования напряжения в код, управления, отображения, коммутатор, реверсивный счетчик, регистр вычитания, дешифратор, счетчик щагов прогнозирования и вентили f2) .

Недостатком этого устройства является использование в нем в качестве алгоритма прогнозирования экстраполяции с помощью линейного двучлена, что значительно ограничивает область использования устройства и делает возможным его использование для прог нозирования только линейно изменяю.щихся процессов.

Цель изобретения — расширение области применения прогнозатора за счет обеспечения возможности прогнозирования квазидетерминированных процессов, изменяющихся по произвольному априорно неизвестному закону.

Поставленная цель достигается тем, что прогнозатор, содержащий блок запуска, блок нормирования и блок коэффициентов, последовательно соединенные счетчик импульсов, первый блок умножения, первый блок вычитания и блок отображения, содержит блок памяти математического ожидания контролируемого параметра, блок памяти корреляционной функции контролируемого параметра, генератор импульсов, второй блок вычитания, второй блок умножения, компаратор, сумматор, триггер, элемент И, первый вход которого соединен с генератором импульсов, а выход — с входом счетчика импульсов и с входом блока нормирования, второй вход которого соединен с входом прогнозатора, вход блока памяти математического ожидания контролируемого параметра соединен с выходом элемента И и с входом блока памяти корреляционной функции контролируемого параметра, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, первый вход компаратора соединен с выходом блока нормирования, первый вход сумматора соединен с выходом второго блока умножения, второй вход - с выходом блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, а выход — с вторым

1входом компаратора,. единичный вход триггера соединен с выходом компаратора, нулевой вход — с выходом блока запуска, а выход — с вторым входом элемента И, первый вход второго блока вычитания соединен с выходом блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, второй вход — с выходом блока нормирования, а выход — со входом бло1053113 г Роцесса. При этом p„(0) p u

У ("о) = my(сg ) ° Если при р» (С ) обеспечить mq (10) = Yg (где У7 допустимое значение контролируемого параметра), то время до отказа аппаратуры можно определить выражением и л

COT@ = со- ° °

Прогнозатор работает следующим образом.

При поступлении сигнала от блока

1 запуска на единичный вход s триггера 2 напряжение от этого триггера поступает на первый вход элемента И

4. На второй вход элемента И поступают тактовые импульсы с периодич(ностью Т> от генератора 3. Импульс с выхода элемента И и при ь = 0 поступает на входы блоков памяти

10,математического ожидания 5 и корреля ционной функции б контролируемого параметра, а также на входы счетчика 13gp импульсов и устройства нормирования

12. Значения параметра Уо и его математического ожидания тр поступают во второй блок 11 вычитания. Значение b = Y0 — ш из второго блока вычитания поступает в блок 10 коэффи;цивнтов. Сюда же записываются значения периода повторения тактовых им- пульсов T генератора 3 и время спаи да ьд корреляционной функции прогнозируемого параметра.

Значение b = Y — m> постуйаетиз блока 10 коэффициентов на второй блок 7 умножения, где умножается на. значение корреляционной функции

gy.(p)=1,ïîñTóïàþùèå из блока памяти

:корреляционной функции контролируемого параметра б. Полученная величина Ь =. Yo — m» суммируется s сумматоре 8 с величйной m0, поступающей из блока 5 памяти математического 40 ожидания контролируемого параметра, и сравнивается в компараторе 9 с ве- . личиной Хо, поступающей из блока 12

4л нормирования. Таким образом при с. =

= 0 уравнение (1) вырождается в Ув = 45

При этом в счетчике импульсов.

13 (подсчитывающем число интервалов

Т„) запишется значение N = О. Поэтому блок отображения зафиксирует speu л мя до отказа аппаратуры с = сп .

С выхода компаратора 9 напряжение поступает на нулевой вход R триггера 2 и приводит его в исходное состояние. На этом заканчивается подГОтОвитель ная Операция пРОГНОзирОва ния (первая точка измерения, с = О), л

При дальнейшем поступлении сиг-.. нала от блока 1 запуска(вторая точка измерения, с. > 0) на единичный вход и

S триггера 2 напряжение с этого триггера поступает на вход элемента И 4.

На второй вход элемента И поступают тактовые импульсы с периодичностью

Тц от генератора 3 импульсов. Через элемент И эти импульсы поступают на входы блока 5 памяти математического ожидания контролируемого параметр„. блока б памяти корреляционной функции контролируемого параметра, блока нормирования 12 и счетчика 13 импульсов. При поступлении тактовых импульсов на указанные блоки с их выходов поступают текущие значения математического ожидания m>(8), кор реляционной функции »(с) и нормированного значения Y(с) прогнозируемого параметра. Значение p (l,) умножаются с помощью второго блока 7 умножения на значение и = Yo - mo, поступающее из блока 10 коэффициентов. Произведения суммируются с помощью сумматора 8 со значениями m9(g ), поступающими из блока 5.. Полученные величины p> (c)(у, — т„) + т,(9 ) сравниваются компаратором. 9 с величиной нормированного параметра У(Ф), поступающей из блока 12 нормирования.

При этом тактовые импульсы, поступаю(щие с элемента И 4, подсчитываются . счетчиком 13 импульсов. Число подсчи» таиных импульсов умножается с помощью первого блока 14 умножения на период повторения тактовых импульсов Т„, поступающих из,блока 10 коэффициентов. Полученное произведение ит = i вычитается из времени спада корреляционной функциц с о с помощью первого блока 15 вычитания

В момент равенства напряжений на входах компаратора 9 он срабатывает, на его выходе формируется импульс, поступающий на нулевой вход

R триггера 2, Триггер возвращается в исходное состояние, Сигнал íà его выходе исчезает, что приводит к блокированию элемента И 4. Поступление импульсов с генератора 3 тактовых импульсов на счетчик 13 импульсов прекращается.

Таким образом осуществляется моделирование уравнения (1), решение которого пропорционально числу импульсов, поступивших на счетчик 13 импульсов, Выбирая соответствующим образом частоту повторения импульсов генератора 3, получаем код числа импульсов, записанный в счетчике 13, пропорциональный времени отклонения контролируемого параметра к допустимому пределу.. Вычисленная прогнозии л и руеыая величина со „ = со - с1 (где — корень уравнения (1)) отображается на индикаторе блока 1б отображения.

Достоинством предлагаемого устройства является возможность его использования для прогнозирования кваэидетерминированных процессов, изменяющихся по произвольному априорно нейзвестному закону, по двум измеренным значениям контролируемого параметра.

1053113

Составитель А. Плакс

Редактор Н. Лазаренко Техред И.Гайду Корректор A. Зимокосов

М ев

Заказ 8873/47 Тирам 706 Подписное

BHHHtlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. УжгЬрод, ул. Проектная, 4