Устройство для диагностирования объекта

 

Изобретение относится к вычислительной технике и технической диагностике и может быть использовано для диагностирования технического состояния сложных объектов. Цель изобретения - увеличение полноты контроля. Устройство содержит группу вьгчитателей 6, первый 7 и второй 11 блоки эталонов, блок вычисления коэффициентов 8, группу анализаторов знака 9, группу ключей 10, группу элементов ИЖ 12, переключатель 13 и блок индикации 14. Увеличение полноты контроля достигнуто за счет выявления группы входных сигналов, при которых погрешность на выходах устройства будет наибольшей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. SS сл со to сд . о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1325416 (50 4 G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4039764/24-24 (22) 20.03.86 (46) 23.07.87. Бюл. Ф 27 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) Н.В. Широков, К.А. Соколов и А.В. Сочнев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1095176, кл. G 06 С 7/58, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 572764, кл. G 05 В 23/02, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и технической диагностике и может быть использовано для диагностирования технического состояния сложных объектов. Цель изобретения — увеличение полноты контроля.

Устройство содержит группу вычитателей 6, первый 7 и второй 11 блоки эталонов, блок вычисления коэффициентов 8, группу анализаторов знака 9, группу ключей 10, группу элементов

ИЛИ 12, переключатель 13 и блок индикации 14. Увеличение полноты контроля достигнуто эа счет выявления группы входных сигналов, при которых погрешность на выходах устройства будет .наибольшей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1325416

Х1миН - Х1с х1 ма.кс мин = xl l( < 1 макс

° O ° х пм х xii макс» ((то можно утверждать, что погрешность по первому каналу будет максимальной в том случае, когда положительным коэффициентом при х,. будут соответствовать их максимально возможные значения, а отрицательным коэффициентам

Изобретение относится к вычислительной технике и технической диагностике и может быть использовано при проверке объектов на работоспособ5 ность.

Цель изобретения - увеличение полноты контроля.

На фиг. 1 представлена структурная схема объекта (регулятора активной 10 нагрузки судовой электростанции); на фиг. 2 - структурная схема устройства для диагностирования объекта; на фиг. 3 — блок вычисления коэффициентов; на фиг. 4 — блок умножения; на фиг. 5 - анализатор знака .

Регулятор активной нагрузки судовой электростанции содержит датчики

1 и 2 активной нагрузки, формирователь 3 среднего арифметического значения активной нагрузки, элементы 4 и 5 вычитания (фиг. 1).

k, k ...k . — передаточные коэффициенты соответствующих функциональных блоков; Д1с1... Вk< — отклойение 25 от их эталонного значения; х,, хг— входные сигналы регулятора; Лу,,Ву2 отклонение от заданного значения выходных сигналов регулятора.

Для данного объекта относительно 30 показателя качества ду, можно запиЛу„= xòdk3k3k4+ хг Ь121,14 +

x„k1 41С.3k4 Х1 d k„d Ic>k 4 + Х21сг d k3k4

+хг.dk2 dk3k4 x„dkik 4 + x„k,k> dk4+

+x1 d k

+ х21с2 dk3 dk4 + x2 41с2 dk3 41с4+

+ x1k1dk4 х1 4 ki .л k4.-- х1 (В kl k3k4+

+ 1с,. dk3k4 + 1с1 dksk4 — 41сtk4 + 1с1М4+

+ В1с1k 3 4k3 + k„d k3 4 k4 + k„d k3 Л k4 40

41с1 41 4) + хг(2 3 4

1с2 dk k4 41сг Л k3k4 2 3

41с 1с 4k<+ k2 dk3 nk4 + Л 24 34 4)— — x1с + x 0(2 45

Если при х; — минимально возможные значения, Так, если в приведенном примере 1,с О, а d2 > О, то для того, чтобы получить максимально возможную погрешность ny, необходимо на первый

1 вход подать значения х, „„„, а на второй вход хг „„„с . Если н этом случае

Л у будет удовлетворять заданным

1 условиям, то объект по первому каналу является работоспособным, так как при всех остальных комбинациях х, и хг, Л у будет меньше полученного значе1 ния, т.е. тем более будет удовлетворять предъявляемым к нему требованиЯМ ° с =., nk„kak4 +dk„d k3k4 + ski

+ k1 k3 ь1 4. + kik3 В "4 + ь ki d k3 4 1с4 + k„k 3k4 kidk4T

Ы2 =. 4k2 k3k„+ k2 Л k3k4 + 4k 2 4k3k4+

+ k2k3 dk4 + 41213 dk + k2 Ь19 dk4 +

+ 4k2 В К3 41с4 — k1k 3 dk< + k, dk3k3 + ki,4k dk<

+ dkÄk3k3 + 4kÄk3 Л1 5 + nk1dk3k,+

411ь k3 41с5

d4 2 3 В 3 2 Л 3 3 k2dkg

2 3 3 . "2 3 В 5 В 241 31с5

+ Л12 dk3 415 — k2 dk — dk2k —

2 5 в общем виде можно записать ьу = х1а„ + x

Аналогично и для второго канала можно записать

Вуг = xik1k3dkn + x„k, д 1с3 х1 kidk3 В k5 к Лk11с31с5 х dk1k31с3 х dk1dknk3 + х1д kidk3 ь 5 г г 341с х2 k2 41с31сь+ x2.k 2.dk 34k 3 + х2 д k2k3 k3

+ x2 dkzk3dk < + x2k

Х„43 + Хг0 4 °

Сущность изобретения заключается в том, что исходя из технического состояния объекта (о ;) и возможных предельных значений входных сигналов (х1 ...х ) определяется такой набор

tll входных сигналов, при котором погрешность в работе объекта оказывается максимальной. При этом, если коэффициент o(при х, имеет знак плюс, то для максимизации функции Ду

= Г (х;, k,, dkI) необходимо выбрать х;„ „, а если a .имеет знак минус, то

i ЧИН з 13254

В состав устройства для диагностирования объЕкта входят группа вычитателей 6,,6 ...6„, первый блок 7 эталонов, блок 8 вычисления коэффициентов, группа анализаторов 9>,9 ...9„, знака, группа ключей 10„,10 ...10, второй блок 11 эталонов, элементы ИЛИ

12„,12 ...12,„, переключатель 13,блок

14 индикации (фиг. 2), 10

Первый 7 и второй 11 блохи эталонов — известные блоки, которые могут быть выполнены в виде делителей напряжения, на входы которых в режиме диагностирования может быть подано пос- 15 тоянное напряжение. Но функционально блок 7 эталонов формирует сигналы, пропорциональные номинальным значениям диагностических параметров, например, их передаточных коэффициен- 20 тов k,,k ...k» а второй блок 1 1 эталонов формирует сигналы, пропорциональные предельным значениям входных сигналов объекта: х„. „,х; ц„с(=1,щ).

Блок 8 вычисления коэффициентов — 25 известный функциональный блок, который может быть выполнен в виде блоков умножения, сложения и вычитания.

Одна из возможных практических реализаций блока 8 вычисления коэффициентов представлена на.фиг. 3 применительно к вычислению коэффициента d.

l для приведенного примера объекта (фиг. 1).

Блок 8 вычисления коэффициентов содержит группу умножителей 15,...15

4П сумматор 16 и вычитатель 17.

Умножители 15„ ... 15, — известные функциональные блоки. Если число сомножителей в слагаемом выражении (1) больще двух например, К1,13,1 4, то применяются соответственно два последовательно соединенных умножителя 18 и 19 (фиг. 4).

Для вычисления коэффициента первый 5 из первых входов блока 8 вычисления коэффициентов соединен с первыми входами умножителей 15„, 15, 15, 15, 158, 15„ группы; сигнал со второго и пятого из первых и вторых входов в формировании сигнала, соответствующего a( не используется; третий из первых входов соединен с первыми входами умножителей f5, 15 группы и со вторыми входами умножителей t53, 15> группы; четвертый из первых входов соединен с первыми входами умножителей 15, 15 группы, со вторыми входами умножителей 15, 15, 15„ группы

16 с третьим входом умножителя 15п,первый из вторых входов блока 8 вычис- ления коэффициентов соединен со вторымн входами умножителей 15<, 15, 15> группы, с третьим входами;умножителя

15, группы; третий из вторых входов соединен со вторыми входами умножителей 15 группы, третьими входами умножителей 15, 156 группы четвертый из вторых входов соединен со вторым входом умножителя 15 группы и третьими входами умножителей 15,, 15, 151 группы вьды умно* телей 151, 152

15, 15, 15, 15 и 158 соединены соответственно с первым — седьмым входами сумматора !6, выход которого соединен с первым входом вычитателя

17 ° Выходы умножителей 15„,. 15 и 15 соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами вычитателя 17, выход, которого соединен с первым из выходов блока 8 вычисления коэффициентов.

Аналогично строится блок 8 вычисления коэффициентов и для вычисленйя (с .у (К, и T.p,.

При подаче сигналов на первые и вторые входы блока 8 вычисления коэффициентов входящие в его состав умножители 15, ...15„, сумматор 16 и вычитатель 17 выполняют свои прямые функции и в соответствии с (1) на выходе блока вычитания формируется сигнал, соответствующий Ы„.

Анализаторы 91,9,...9 знака служат для определения знака коэффициентов Ы, a(... Ы„,, одна из возможных У реализаций которого представлена на фиг. 5. Анализатор 9 знака (фиг.5) выполнен в виде двух пороговых элементов 20 и 21.

Первый пороговый элемент 20 формирует сигнал логической единицы, если на его входе положительное напряжение, близкое к 0, и вьппе, а второй пороговый блок 21 формирует сигнал логической единицы, если на его входе отрицательное напряжение, близкое к

0, и ниже. Таким образом, если на вход анализатора 9„ знака поступит сигнал в виде положительного напряжения (соответствует положительному значению a;) то на выходе первого порогового элемента 20 фиксируется сигнал логической единицы) а, следовательно, и на первом выходе блока

9; определения знака), а на выходе второго порогового элемента 21

1325416 (втором выходе блока 9 определения знака) — логический ноль.

Наоборот, если на входе анализатора 9; знака — отрицательное напряжение, то на выходе второго порого- 5 вого. элемента 21 — логическая единица, и на выходе первого порогового элемента 20 — логический ноль.

Таким образом определяется знак коэффициентов, (i = 1,m).

Ключи 10„,10 ...10 открываются в случае, если на их второй вход подается управляющий сигнал в виде логической единицы.

Блок 14 индикации — известный фун- 15 кциональный блок, в качестве которого может быть использован цифровой вольтметр.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. 20

После того, как устройство будет подключено к объекту и будет включено питание (объект и шины питания не показаны) на вторые входы вычитателей

6„ ...6„ группы поступят сигналы, ха25 рактеризующие техническое состояние объекта (например, k„,k ...k> с выходов соответствующих датчиков, встроенных в объект).

На первые входы вычитателей 6„, 6 ...6„ поступят сигналы, пропорциональные их эталонным значениям с выходов блока 7 эталонов, эти же сигналы поступят и на соответствующие вторые входы блока 8 вычисления коэффи- 35 циентов. На выходах вычитателей 6, 6 ...6 группы формируются сигналы, соответствующие отклонению реальных параметров от их эталонных значений (например akÄ, 41с ... dk ), поступа- 40 ющие на соответствующие первые входы блока 8 вычисления коэффициентов, на выходах которого формируются значения коэффициентов (например, с, с ...о )

Знак каждого из коэффициентов oL„...Û, 45 оценивается соответствующим из анализаторов 9„, 9 ...9„, знака группы и .в соответствии с тем,отрицателен или положителен знак с ;, на соответствующем выходе анализатора 9 знака 50 появляется сигнаЛ логическои единицы,.

Набор логических единиц и нолей с выходов анализаторов 9,... 9 знака группы поступает на вторые входы сввт-55 ветствующих ключей 10,, 10 ... 10,„ на первые входы которых поступают сигналы, пропорциональные возможным максимальным и минимальным значениям для каждого из входных сигналов (например, х; и х ) с выходов второго блока 11 эталонов. На один из двух входов каждого элемента ИЛИ 12, 12 ,.12 группы поступает сигнал х.

1 миН или х; „, и фиксируется на его выходе.

Поочередно подключая выходы элементов

ИЛИ 12, 12 ...12 группы посредством переключателя 13 к выходу блока 14 индикации, оператор определяет набор входных параметров, при которых погрешность в работе объекта окажется максимальной.

Таким образом, устройство позволяет опредепить набор входных сигналов исследуемого объекта, при котором погрешность на. его выходах будет наибольшей. Причем данная информация определяется, исходя из технического состояния объекта. Это увеличивает полноту контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для диагностирования объекта, содержащее первый и второй блоки эталонов, блок индикации и переключатель, отличающееся тем, что, с целью увеличения полноты контроля; введены группа вычитателей, группа анализаторов знака, блок вычисления коэффициентов, группа ключей, группа элементов ИЛИ, первые входы вычитателей группы являются входами устройства, выходы вычитателей группы соединены с входами первой группы блока вычисления коэффициентов, входы второй группы которого, объединенные соответственно с вторыми входами вьгчитателей группы, подключены к выходам группы первого блока эталонов, выходы группы блока вычисления коэффициентов соединены с входами анализаторов знака группы,iвыходы которых соединены с входами управления ключей группы, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам второго блока эталонов, а выходы попарно соецинены с соответствующими входами элементов ИЛИ группы, выходы которых через переключатель подключены к входу блока индикации, 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок вычисления коэффициентов содержит сумматоры, вычитатели и группы умножителей по числу выходов блока, входы умножителей групп являются входами первой и второй групп блока, выходы умножителей

1325416

dK) ФигЗ каждой группы подключены к входам соответствующих сумматоров и к входам группы соответствующих вычитателей, выходы которых являются соответствую5 щими выходами блока, выходы сумматоров подключены к входам соответствующих сумматоров.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый иэ анализаторов знака группы содержит первый и второй пороговые элементы, входы которых являются входом блока, а выходы — соответствующими выходами блока.

132541,6

Составитель И. Алексеев

Редактор Н . Егорова Техред Л.Сердюкова Корректор А. Тяско

Заказ 3106/41 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4