Устройство для контроля радиоэлектронных объектов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕОНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (ll) rSl) 4 G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОЛИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,".",: -::, 8I к ABTOPCKOMY CBNQETEльствм " "":- : / элемента сравнения, установочный и информационный входы которого связаны соответственно с выходом задатчика допусков и через последовательно соединенные пятый ключ, третий блок алгебраического суммирования и четвертый ключ с выходом первого элемента И, первый и второй входы которого подключены к вторым выходам первого и второго элементов сравнения, выход задатчика номиналов параметров подсоединен к второму входу третьего блока алгебраического сум(2 t ) 3614143/24-24 (22) 07.07.83 (46) 07,01.86. Бюл. ¹(72) В.А.Куликов, Н.М.Тарасов и А.А.Филимонов (53) 62 1.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 734726, кл. G Об F 15/46, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 327484, кл. G 06 F 15/46, 1972 °

Кузьмин С.В. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Советское радио, 1974, с. 432. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные коммутатор, нормализатор и аналого-цифровой преобразователь, а также задатчик номиналов параметров, блок индикации, генератор тактовых импульсов и делитель частоты, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, оно содержит первый, второй и третий блоки памяти, задатчик коэффициентов экстраполяции, блок умножения, накапливающий сумматор, первый, второй и третий блоки алгебраического суммирования, первый и второй элементы И, задатчик доверительных интервалов, первый, второй и третий элементы сравнения, задатчик допусков, первый, второй, третий, четвертый и пятый ключи, элементы ИЛИ счетчик и дешифратор, выход аналогоцифрового преобразователя соединен с первым входом элемента ИЛИ, входом записи первого блока памяти и информационными входами первого и второго элементов сравнения, установочные входы которых связаны с выходами второго и третьего блоков памяти, входы записи которых через соответственно второй и третий ключи подсоединены к выходам первого и второго блоков алгебраического суммирования, первые входы которых объединены и через последовательно соединенные первый ключ, накапливающий сумматор и блок умножения связаны с выходом первого блока памяти, вторые входы первого и второго блоков алгебраического суммирования также объединены и подключены к выходу задатчика доверительных интервалов, выход задатчика коэффициентов экстраполяции соединен .с вторым входом блока умножения, первые входы первого и второго элементов (, сравнения связаны соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные второй элемент И, счетчик и дешифратор соединен с первым информационным входом блока индикации, второй информационный вход которого связан с выходом третьего

1203538 шрования, выход генератора тактовых импульсов связан с входом делителя частоты, управляющие выходы которого соединены с синхровходами коммутатора, нормализатора, аналого-цифрового преобразователя, первого, второго и третьего блоков памяти, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для оценки технического состояния контролируемого объекта в процессе эксплуатации.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет исключения грубых ошибок измерения и отказов сбойного характера, приводящих к искажению входной информации в параметрах.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2— диаграмма синхронизации работы блоков устройства.

Устройство содержит первый элемент 1 И, коммутатор 2, нормализатор 3, АЦП 4, первый блок 5 памяти, задатчик 6 коэффициентов экстраполяции, блок 7 умножения, накапливающий сумматор 8, первый ключ 9, задатчик 10 доверительных интервалов, первый блок 11 алгебраического суммирования, второй ключ 12, второй блок 13 памяти, второй блок 14 алгебраического суммирования, третий ключ

15, третий блок 16 памяти, первый элемент 17 сравнения, второй элемент

i8 сравнения, четвертый ключ 19, задатчик 20 номиналов параметров, третий блок 21 алгебраического суммирования, пятый ключ 22, задатчик 23 допусков, третий элемент 24 сравнения, элемент ИЛИ 25, второй элемент И 26, счетчик 27, дешифратор

28, блок 29 индикации, генератор 30 тактовых импульсов и делитель 31 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Пусть устройство обслуживает L объектов, по каждому из которых контролируется,а парам тров. Работа уст5

ЗО

40 первого, второго, третьего и пятого ключей, задатчика коэффициента экстраполяции, задатчика доверительных интервалов, задатчика номиналов параметров и задатчика допусков, а также второго элемента И, дешифратора и блока индикации. ройства осуществляется в реальном масштабе времени, циклически с перлодом опроса объектов 1, . В свою оче,редь, каждый из периодов Т состсит из периодов опроса параметров .3

1, m . .Таким образом, каждый 1 -й параметр 1 -ro объекта, 3 =i,ь, кон тролируется с периодом T, что следует считать единичным измерением.

Таким образом, контроль множества объектов и параметров реализуется с использованием принципа временного разделения. Управляющие сигналы с выхода. делителя 31 частоты включают сигналы A 5, определяющие номер объекта, сигналы С, — С, определяющие номер параметра, сигналы 5» 9z и

5, определяющие взаимодействие и функционирование отдельных блоков устройства.

От датчиков параметров, характеризующих текущее техническое состояние объектов, электрические сигналы в аналоговой форме поступают на коммутатор 2, который обеспечивает поочередное подключение электрических сигналов от каждого из объектов и представляет собой электронный коммутатор, состоящий из L (по числу объектов) схем электронной селекции на три входа каждая, причем первые их входы постоянно соединены с объектами, вторые входы циклически пооче педно спрашиваются управляющими сигналами А,, A,..., Az,, формируемыми генератором 30 и делителем 31 и указывающими номер объекта, третьи входы опрашиваются управляющими сигналами 5, и непосредственно определяют момент объема аналоговых величин с датчиков. Таким образом, с выхода коммутатора 2 на нормализатор

3 в любой момент времени могут посту1203538 - Р .c „ п1 81,1 з

10 соотношения г

>2 кВ 12 7

20

30

40

„; =И;,- IUD

„) =0)3+huj

55

Ц (1г! О 0 (5 ) пать электрические сигналы только от одного из контролируемых объектов.

Нормализатор 3 осуществляет представление различных электрических величин контролируемых параметров объектов в определенный масштаб напряжения постоянного тока и может быть реализован на операционном усилителе постоянного тока с изменяемым коэффициентом усиления. Коэффициент усиления усилителя автоматически устанавливается сигналами $A) С и определяется текущими номерами контролируемого объекта и параметра. Изменение коэффициента усиления может быть достигнуто изменением номинала сопротивления резистора в цепи обратной связи операционного усилителя.

Напряжение с выхода поступает на

АЦП, где преобразуется в цифровой код для исключения (фильтрации) грубых ошибок измерения и отказов сбойного характера. В основе этой операции лежит проверка каждого очередного результата измерения параметра

Ц, поступающего в виде двоичного кода с АЦП, на принадлежность его значения к доверительному интервалу < >9j, центр которого равен экстраполированному значению параметра 0)z . Эта проверка осуществляется в элементах 17 и 18 с использованием следующих .соотношений: если 4 0> Ц,, то результат учитывается, (1) если Ц1 (1<1 " 01 Од, то резуль-.

I тат исключается, (2). где Ц„ и 0 „, — соответственно левая и правая границы доверительного интервала параметра 1, которые рассчитываются в блоках 11 и 14 в соответствии с выражениями

Значения полуинтервала й11 по каждому из параметров в виде констант хранятся в задатчике 10. Предварительный расчет значений полуинтервалов ьЦ производится путем учета трех основных источников ошибок: измерения с дисперсией б „ преобразования из аналоговой формы в

> г цифровую с дисперсией о „д„, и экстраполяции с дисперсией

Считая, что суммарные ошибки распределены по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием, среднеквадративное значение суммар-. ных ошибок определяется с помощью выражения

Дисперсии ошибок преобразования можно вычислить на основе известного где и — цена младшего разряда для параметра

Дисперсию ошибок экстраполяции на основе (3) можно рассчитать с помощью соотношения

2((М-t)(QN-11>6P(N-1) 6Р )

Л),-б„, и(,-,}

8) где P — число периодов измерений, на которое производится экстраполяция объем выборки результатов измерений, на основе которой производится экстраполяция.

При экстраполяции на один период (P=1) выражение (3) преобразуется к виду г 2((N-11(г И-<)+ 6N)

1 "4 N(N*- )

Значение полуинтервала ь0 выби-,1 рается таким, чтобы обеспечить вероятность попадания очередного измерения внутри интервала, близкую к единице, й0 -5 дх„ . Для осуществления предлагаемой фильтрации грубых ошибок измерения рассчитывается экстраполированное значение параметра на момент времени, соответствующий моменту поступления очередного нового результата измерения данного параметра. Таким образом, время экстраполяции равно периоду поступления результатов измерений. Расчет экстраполированных значений 0 производится на основе соотношения (3) 5 1203538 б

Л вЂ” коэффициент BPOH j o H3MP pge lx параметров (от Hx HQMHHB рения 1 = 1N, К -> Z; лов U и

Н1 )„1 — результат измерения параметра j на момент времени объем выборки результатов () измерений.

Номинальные (эталонные) значения

Коэффициенты и„ хранятся в блоке 6. по каждому из параметров поступают

Измеренные значения параметров с задатчика 20, в котором хранятся

0; в двоичном коде с блока 4 посту13 д tn номинальных значений параметпают в блок 5, где хранятся в течение lo ров. Значения отклонений Ь; С блока

N смежных периодов измерений парамет21 поступают на элемент 24, который ров. Значения коэффициентов веса а; на основе сравнения значений отклодля выборки измерений объемом k для нений 6 с пороговыми значениями линейной модели изменения параметра

Ь, = 1,2... позволяет принять решепри равноточных и равнодискретных

:ние о текущем техническом состоянии измерениях рассчитываются из соотнообъекта. В элементе 24 реализуется шения (3) следующая логика принятая решений:

Ъ((Н1- )(N»)-21(4М 7) 101 )

N(N- <) (N-Z) 20

Рассчитанные экстраполированные значения 0 э выдаются на вхоцы блоков 11 и 14, где производятся вы- 2s числения по выражению (3). Если очередной результат измерения удовлет,— воряет условию (1), то он пропускается на выход и в дальнейшем используется .для оценки технического состоя- Зп ния объекта. Если же очередной результат удовлетворяет условию (2), то результат из дальнейшей обработки исключается и в счетчик 27 по данному параметру записывается "1". Если

"1" записана дважды в двух смежных периодах измерения, то по данному параметру формируется итоговое сообщение "отказ", которое в виде уровня напряжения (тока) выдается в блок

29 для регистрации.

Значения параметров в двоичной форме, удовлетворяющие условию (1), поступают на блок 21, в котором в цифровой форме рассчитываются величины и знаки отклонений Ь контроли1 с 11 сЬ

Ь ° Ь сЬ,—

Ь2 Ьjсьз с

3 нормальный режим работы; режим "Контроль", режим Профилакти(7) ремонт объекта.

Из данной совокупности решений в задатчике 23 хранятся пороговые знат чения отклонений Ь,, Л, Ь, по каждому из контролируемых параметров.

Результат оценки состояния объектов по каждому контролируемому параметру в виде уровня напряжения (тока) выдается и отображается на табло блока 29.

Технический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повьппении достоверности контроля за счет уменьшения количества ошибочных решений, обусловленных отказами сбойного характера, при учете грубых ошибок измерения как частотного случая таких отказов, поскольку интенсивность сбоев на

1-2 порядка выше интенсивности устойчивых отказов..1203538

IA), /С) (Aj, (С) —

/AD (e3 (A), <С3 (A j =Д,, „... A i..., Ла (Ц =С,Cz,..., Cg,..., С п ф g (1203538

Сигналь/ Тп опросп

odbes об (/- i) Ag, ВЗЕББЕЕБББ

«ЕП ЕВВ

Caznanb/ опроса измериmene пар анетроб (/- М)

Сиияросигнали

cg ЕЕВ ГЕН н — ЛИ-л. и — е — и — л е Б..й-й-л. е-а, ай3-.. и П й,а K K I3 K

 — а — а-л — н — и — 31.3 н-.. а-н  — ап

- ВНИИПИ . Заказ 8419/53 Тиржк 709 Подписное

Филиал НПП Ъатеит", г. Узгород, ул.Проектная,4

СраВнение границ иктербали с результатом измервния и и- л и — и — и — и П,В. IK а-а.й — и3апись текуьцего измерения б наколитель

Считыбание /ч измерении и быдача на умножитель 7

&ця х gg ДД ДД ДД Я Я Ян ф ЯДА ДД ЯД

Считыбание доберительныя интербалоб на симматоры //, /ч — а K.- . II. Е- Л-33 33..3,.К,, 8ыдача границ интербала на элементы сраднения /7, ///

3апись Вычисленных границ предь3дущего цикла и — а-В и е е и. K е, е — ЕВлВ,Н вЂ” а— вычисление экстра полиробанного значения и

Выдача его на сумматора/ // /ч

333П3. Лй ПББП Л 333 ЛЛВВЛП 13КК

Считыбание коэфаьициентоб e3.а на умножил/ель 7 аа наа й33.33 пе

Считыбоиие эталонного значения параметра на сумматор Р/ выдача отклонения параметра на элемент срабненил с//

ЕВИНЕ НВиаа 3 IKK аиеВИ K1KI

Запись сигнала сдол о счетчик g7 н — и В..п и е л,а.

„„ I" " " " -" "" " "" ." """"- -"""" """ ешифрацйл счетчика сдоед <Рормиродание решения лена йВланВ ... L33l IK3 ш

P/zz. с