Устройство для моделирования процесса выбора контролируемых параметров

 

Изобретение относится к электронному моделированию и может быть использовано при решении задач выбора параметров для контроля работоспособности технических объектов и для определения стратегии контроля. Целью изобретения является расширение области применения за счет моделирования процесса выбора взаимозависимых параметров. Для этого устройство содержит коммутационные мат рицы, блок ключей, источник 4 напряжения , блок 5 компараторов, блок 6 формирователей импульсов, элементы РШИ 7, 10, элемент И 11, ждущий мультивибратор 8 и RS-триггер 9. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (Л) (51)4 G 06 С 7 )22

ВСЕГО) 111.-" (l, ° М

1 (РД

"7 !!

-„; l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛ4М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4001175/24-24 (22) 29. 12. 85 (46) 23. 08. 88. Бюл. № 31 (72) В.Н. Баранов, И.А.Любенков, В.П. Рябков, С.В.Самойлов, Г. С. Пакус и Ю.А.Шевцов (53) 681. 31 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР, № 752363, кл. G 06 G 7/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 243278, кл. G 06 G 7/48, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВЫБОРА КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВВ (57) Изобретение относится к электронному моделированию и может быть использовано прн решении задач .выбора параметров для контроля работоспособности технических объектов и для определения стратегии контроля.

Целью изобретения является расширение области применения за счет моделирования процесса выбора взаимоI зависимых параметров. Для этого усчройство содержит коммутационные матрицы, блок ключей, источник 4 напряжения, блок 5 компараторов, блок 6 формирователей импульсов, элементы

HlIH 7, 10, элемент И 11, ждущий мультивибратор 8 и RS-триггер 9 ° 2 ил. Я

1418766 .

Изобретение относится к электронному моделированию и может быть исцоль зов ано при моделиров анин и решении задач выбора параметров для контроля раба то с по со бно сти те хниче ских объектов и для определения оптимальной стратегии контроля.

Целью изобретения является рас-., ширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования процесса выбора взаимозависимых параметров.

На фиг.1 и 2 представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит блок 1 ключей, первую 2 и вторую 3 коммутационные матрицы, источник 4 напряжения, блок

5 компараторов, блок 6 формирователей импульсов, первый элемент ИЛИ 7, ждущий мультивибратор 8, RS-триггер

9, второй элемент ИЛИ 10, элемент И

11, блок 12 индикации, управляемые резисторы 13. При. этом выходы ключей подключены через резисторы 13 к столбцам матрицы 2, строки матрицы 3 объединены с входами блока 6 формирова.телей сигналов и соединены с выходами блока 5 компараторов, входы которого подключены к строкам матрицы 2.

Выходы блока 6 формирователей соединены с входами первого элемента ИЛИ

7, выход которого через ждущий муль,,тивибратор 8 подключен к второму вхо ду второго элемента ИЛИ 10, первый вход которого объединен с управляющим входом блока 12 индикации и соединен с выходом RS-триггера 9. Выход второго элемента ИЛИ 10 подключен к входу источника 4 напряжения, выход которого соединен с информационным входом блока 1 ключей. Столбцы матрицы 3 подключены к управляющим входам блока 1 ключей и к входам элемента И 11, выход которого соединен с

S-входом RS-триггера 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии матрицы 2 и

3 коммутируются в соответствии с таблицей проверок таким образом, что если элемент а . таблицы проверок

ii равен 1, соответствующий ключ диодной матрицы между i-й строкой j-м столбцом замкнут. Если а.: равно О, ключ

1$ разомкнут.

При непересекающихся параметрах объекта контроля каждый столбец таблицы проверок содержит не более од25

55 ного единичного элемента, а при пересекающихся — в таблице имеются столбцы, содержащие две и более единицы.

В исходном состоянии все ключи блока 1 ключей замкнуты, и питание от источника 4 после сигнала "Пуск" подается на каждый столбец матрицы 2.

Ток в каждой строке матрицы 2 определяется суммарной величиной проводимостей, подключенных к данной горизонтальной шине.

Объект контроля, имеющий M параметров и N элементов, описывается при допусковой оценке параметров таблицей проверок — прямоугольной матрицей булевых элементов l А l M N, каждой строке которой соответствует параметр объекта контроля, а столбцу — элемент, причем

1, если j--й "элемент проверя«( а;. ется i-м параметром, Ц

О, в противном случае.

Блок 5 компараторов состоит из М отдельных токовых компараторов, каждый из которых подключен к соответствующей строке матрицы 2. Первым срабатывает i-м компаратор, соответствующий строке с максимальным .током.

Управляющий сигнал с первого выхода этого компаратора поступает на ждущий мультивибратор 8 через блок Ь формирователей и элемент ИЛИ 7. После срабатывания i-й компаратор самоблокируется по питанию и остается включенным до окончания моделирования. Ждущий мультивибратор 8 через элемент ИЛИ 10 отключает источник 4 на время, определяемое характеристиками ждущего мультивибратора.

Управляющий сигнал с второго выхода i-ro компаратора поступает на

i-ю строку матрицы 3 и íà i-й вход блока 12 индикации. В блок 12 инди-, кации заносится информация о номере, выбранного параметра.

Преобразование матрицы 2 производится с помощью блока 1 ключей и матрицы 3 следующим образом.

При поступлении сигнала с i-го компаратора на строку матрицы 3 этот сигнал возбуждает также столбцы матрицы 3, которые замкнуты на i-ю горизонтальную шину. Каждый столбец матрицы 3 соединен с управляющим вхо-, дом соответствующего ключа блока 1 ключей и при возбуждении размыкает

1, если i-й параметр включен в совокупность контролируемых параметров до х °

1 текущего шага моделирования включительно;

О, в противном случае. м а,- ° х; i1, 1=1 1) м

О, если . . а;). х) = О.

1 1 априо рн ая в е роя тно с ть о т1 каза j-го элемента объекта контроля;

V- — весомость отказа j-ro эле3 мента объекта контроля, 50

Т,1 — время контроля i-ro параметра.

В практике моделирования процессов выбора контролируемых параметров и построения стРатегии контроля наи- 55

I более актуальной задачей является моделиров ание полно го контроля,, т. е .

F> „= 1. В этом случае для Ч; а 1,N

1, если

К. =

) 3 1 свой ключ. Таким образом, производится преобразование матрицы 2, заключающееся в том, что отключаются стобцы, соответствующие элементам, проведенным .1-м параметром.

Когда на очередном цикле моделирования все ключи блока 1 ключей отключены, то от элемента И 11 поступает сигнал на S-вход триггера 9, по которому происходит блокировка сигналов ждущего мультивибратора 8 для включения исто чника 4, и выдается сигнал окончания моделирования в блок 12 индикации..

Таким образом, происходит последовательный выбор строк матрицы 2, соо тветствующих параме трам объекта контроля, причем блок 12 индикации фиксирует совокупность параметров и порядковый номер этого параметра, соответствующий стратегии контроля выб раиной совокупности параметров, позволяющей получить минимум целевой функции Т, представляющей собой время, необходимое для контроля объекта: м

Т =min > Т;.-х;, Xе (Х) при ограничениях на взвешенную досто-, верность (полноту) контроля: м ))

Р = Е К)-917) /Т Ч1. ) > Р„, °

)1 )1 * где х. - i-й элемент булевого векто f ра набора контролируемых параметров, 418766 ф

К. = l. Физически это означает, что

) необходимо выбрать такую совокупность контролируемых параметров (т.е. Реа5 лизацию вектора х), которая обеспечивает полный контроль объекта контроля при минимальных затратах времени контроля.

Решение этой задачи оптимизации производится градиентным методом путем пошагового конструирования решения при помощи функции предпочтения, которая вычисляется на каждом шаге моделирования рекуррентным образом, посредством преобразования матрицы 2 проводимостей.

Функция предпочтения ) на 1-м шаге имеет следующий вид:

20 ч ( (6)

fеf w — Т -= 1) где а . — элемент таблицы проверок (f.)

1)

t соответствующий матрице пров одимо с тей, прес б раз о25 ванный на 1-м шаге процедуры оптимизации.

Величина q Ч моделируется проводимостью j ì столбцом матрицы 2. Величина 1/Т; моделируется проводимостью

30 1-й строки матрицы 2

На каждом шаге процедуры для контроля выбирается параметр, имеющий максимальную. величину функции предпочтения Ч .

Необходимо отметить, что при пересекающихся параметрах (т.е. при наличии избыточности) предлагаемое устройство выбирает в процессе моделирования для включения в стратегию только часть параметров из исходной совокупности M параметров.

Изменяя исходные данные (величины проводимостей в вертикальных и горизонтальных шинах матрицы проводимостей) и вновь решая задачу, можно получить другой состав контролируемых параметров и стратегию контроля.

Учет взаимозависимостей параметров происходит за счет преобразования матрицы 2 ключей. В свою очередь, преобразование матрицы 2 производится с помощью матрицы 3 и ключей. На каждом шаге процесса моделирования производится выбор очередного элемента вектора параметров с помощью уже преобразованной к данному шагу матрицы, которая учитывает результат формирования вектора решЕния на всех предыдущих шагах.

5 14

При возбуждении j-й вертикальной шины матрицы управления j-й ключ бло ка 1 ключей запирается и обесточивает

j-ю вертикальную шину матрицы 2.

Ждущий мультивибратор 8 при поступлении запускающего импульса от элемента ИЛИ 7 выдает управляющий импульс на вход элемента ИЛИ 10.

Длительность управляющего импульса достаточна для полного разряда конденсаторов через разрядные резисторы тех компараторов, которые не сработали до данного шага моделирования, т.е. тех, которые не заблокированы контактами соответствующих реле блока сравнения. При поступлении сигнала "Пуск" триггер сбрасывается в нуль, элемент ИЛИ 10 разблокируется, и напряжение источ- ника питания подключается к блоку 1 ключей. При поступлении импульса от ждущего мультивибратора элемент ИЛИ

10 выдает импульс для отключения источника питания, что необходимо для разрядки интегрирующих конденсаторов блока компараторов.

Если. моделирование окончено,. т.е. все ключи блока ключей срабатывают, то элемент И 11 выдает сигнал на

RS-триггер 9, перебрасывая его в еди. ничное состояние. Выходной сигнал триггера блокирует элемент ИЛИ 10 и выдает сигнал об окончании моделирования в блок индикации. Источник питания при этом отключается.

Формула изо бре тения

Устройство для моделирования процесса выбора контролируемых параметров, содержащее ждущий мультивибратор, источник напряжения, первую ком18766 мутационную матрицу, состоящую из М столбцов и N строк, при этом выводы

1-Й строки первой коммутационной матрицы через диоды и тумблерные ключи подключены к выводам N столбцов первой коммутационной матрицы, строки которой через управляемые резисторы соединены соответственно с входами

10 блока компараторов, о т л и ч а ю— щ e e с я тем, что, с целью расширения области применения за счет моделирования процесса выбора взаимозависимости параметров, в него введены вторая коммутационная матрица, блок ключей, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, RS-триггер, блок формирователей импульсов и блок индикации, информационные входы которор0 го объединены с входами первого элемента ИЛИ и подключены к выходам бло-. ка формирователей импульсов, входы которого объединены с выводами строк второй коммутационной матрицы и сое25 динены с выходами блока компараторов, выводы столбцов второй коммутационной матрицы подключены к входам элемента

И и управляющим входам блока ключей, выходы которого через управляемые ре30 зисторы соединены с выходами столбцов первой коммутационной матрицы, информационный вход блока ключей подключен к выходу источника напряжения, вход которого соединен с выходом втоЗ рого элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с тактовым входом блока индикации и подключен к единичному выходу RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента И, 10 второй вход элемента И подключен к выходу ждущего мультивибратора, вход которо го соединен с выходом перво ro элемента ИЛИ, R-вход RS-триггера является пусковым входом устройства.

14l8766

Фиг1. Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Редактор Н. Гунько Техред А. Кравчук Корректор В. Бутяга

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4157/49

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Пр л П оектная 4