Устройство для диагностики технических систем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики систем , описьгоаемых статическими и динамическими сигналами. Цель изобретения - расширение области примен ения устройства. Устройство содержит блок записи параметров, матрицу состояний, селектор максимального уровня, блок индикации, генератор стробирующих сигналов , переключатель режимов и блок вьщеления признаков контролируемого сигнала. Устройство обеспечивает обучение и распознавание классов состояний объектов, описываемых на только статическими, но и динамическими сигналами . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (я) 4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1174943 (21) 4306236/24-24 (22) 02.07.87 (46) 15.12.88.Бюл. Я 46 (72) Б.А.Усик и Ю.В.Филатов (53) 621.396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1174943, кл.G 06 F 15/46, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики сис„„SU„„1444828 тем, описываемых статическими и динамическими сигналами. Цель изобретения " расширение области применения устройства. Устройство содержит блок записи параметров, матрицу состояний, селектор максимального уровня, блок индикации, генератор стробирующих сигналов, переключатель режимов и блок выделения признаков контролируемого сигнала. Устройство обеспечивает обучение и распознавание классов состоя" ний объектов, описываемых не только статическими, но и динамическими сигналами. 2 ил.

1444828

Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике и может быть использовано для диагностирования технического состоя5 ния систем, которые описываются как статическими параметрами, так и динамическими сигналами, и является дополнительным к авт. св. У 1174943 °

Целью изобретения является расширенИе области применения на класс объектов, состояние которых описывается динамическими сигналами.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема матрицы состояний.

Устройство содержит блок 1 записи параметров, матрицу 2 состояний, селектор 3 максимального уровня, блок

4 индикации, входы 5 для подачи ста- 20 тических сигналов, генератор 6 стробирующих импульсов, переключатель 7 режимов, линию 8 задержки, блок 9 импульсного смещения, ферритовые кольца 10 блока импульсного смещения, 25 датчики 11 параметров, адаптивные элементы 12, усилительные каскады 13, резистор 14, индикаторы 15, информационные входы 16 матрицы состояний, вход 17 переключателя 7 режимов, вы- 30 ход 18 матрицы состояний, пятиотверстный трансфлюксор 19, первую входную обмотку 20, вторую входную обмотку

2 1, обмотку 22 записи, обмотку 23 считывания, выходную обмотку 24, пер"вый 25 и второй 26 диоды, многополюсный выключатель 27, блок 28 выделения признаков контролируемого сигнала, узел 29 управления, узел 30 установки верхнего предела контролируемо- 40

ro сигнала (реостат), делитель 31 напряжения, вторые резисторы 32, компараторы 33 элементы И 34, первый ключ 35, вторые ключи 36, интеграторы

37, третьи ключи 38, информационный 45 вход 39, клемму питания 40.

Устройство работает следующим образом. При диагностировании объекта, описываемого статическими параметрами, последний подключается к блоку 1 че рез входы 5 устройства, причем каждо" му j-му параметру объекта соответствует вполне определенный j-й вход (j=1 n). Значения параметров измеряр °

55 ются соответствующими датчиками 11, общее число которых равно числу измеряемых параметров. На выходе каждо" го датчйка 11 электрический сигнал пропорционален измеренному значению соответствующего параметра. Обычно каждый датчик 11 содержит устройство нормирования. Сигнал на выходе датчика может быть двоичным (при допусковом контроле) либо непрерывным (при недопусковом контроле).

Совокупность из и двоичных или не" прерывных сигналов через многополюсный выключатель подается на вертикальные (столбцовые) шины матрицы 2 состояний, при этом устройство может находиться в двух режимах работы: обучения и распознавания (диагностирования).

В режиме обучения задается ряд конкретных иэображений, которые соответствуют определенному i-му классу технических состояний объекта.

Совокупность сигналов с выхода

/ блока.1 соответствующая известному классу состояния объекта, поступает на информационные входы 16 матрицы

2 состояний (фиг.2). При этом каждый

j-й сигнал подается на соответствующий j"é вход и далее через первый диод 25 или второй диод 26 (в зависимости от полярности сигнала) на од% ну из вертикальных шин j-го столбца (j1,п) .

Одновременно в одну из строк матрицы 2 состояний, в которой надо запомнить предложенную совокупность параметров, подается от генератора 6 через многопозиционный переключатель

7 режимов сигнал адаптации (записи).

С помощью переключателя 7 выбира-ется нужная i-я строка. Сигнал от генератора 6 подается через замкнутые

i-e контакты переключателя 7 на горизонтальную шину, составленную из последовательно соединенных обмоток 22 записи всех адаптивных элементов

12, расположенных в i-й строке матрицы (i=1,m) и выполненных на пятиотверстных трансфлюксорах 19.

Совместное появление сигналов в

i-й горизонтальной и во всех вертикальных шинах вызывает изменение состояния адаптивных элементов 12, расположенных в этой строке.

При многократной подаче совокупностей параметров определенного класса состояния объекта и наличии сигнала от генератора 6 в данной строке матрицы формируется устой-|ивсе изображение izxo состояния объекта.

14448

Аналогично формируются изображения других технических состояний объекта.

В режиме распознавания, т.е. при диагностировании объекта, подвижный контакт переключателя 7 режимов переводится в положение "0", тем самым прекращается подача импульсного сигнала в обмотки 22 записи адаптивных элементов 12. На вертикальные шины матрицы 2 через ее информационные входы подается некоторая совокупность параметров, описывающих неизвестное состояние диагностируемого объекта.

Одновременно на обмотки 23 считывания 1 адаптивных элементов 12 через вход

17 и переключатель 7 режимов поступает от генератора 6 импульсный сигнал считывания (обмотки 23 всех адаптивных элементов, расположенных в од- 20 ном столбце, соединены последовательно). Тем спмым обеспечивается неразрушающее считывание сигналов со всех адаптивных элементов матрицы.

Считывание характеризуется появле- 25 нием сигналов в выходных обмотках 24 пятиотверстных трансфлюксоров 19 адаптивных элементов 12.

Так как обмотки 24 всех элементов

12, расположенных в данной строке матрицы, соединены между собой последовательно, происходит алгебраическое суммирование сигналов, считанных с этих элементов.

Суммарный сигнал характеризует степень совпадения совокупности подаваемых с объекта параметров со значениями, запомненными в адаптивных элементах этих строк. Чем больше этот сигнал, тем более схожимин являются распознаваемое состояние объекта и образ этого состояния, запомненный в данной строке матрицы 2 состояний.

Суммарные сигналы из всех строк матрицы (з.1,m) записываются в ферритовые кольца 10 блока 9. Последние вместе с линией задержки обеспечивают синхронизацию по фазе этих сигналов, что улучшает условия для выбора из них максимального сигнала селектором

3 максимального уровня. Достигается это тем, что сигналы от генератора

16 подаются через вход 17 и переключатель 7 режимов одновременно на обмотки 23 считывания и на линию 8 задержки. После задержки их на определенный интервал времени они поступают на обмотки считывания ферритовых колец 10. Благодаря этому обеспечивает28 4 ся синфазность сигналов на выходах 18 матрицы 2 состояний и их надежное селектирование по максимуму.

Каждый канал содержит усилительный каскад 13. При поступлении на входы каналов селектора 3 сигналов с выходов 18 матрицы 2 состояний срабатыва ет лишь тот канал, на выходе которого оказывается максимальный сигнал. Это обеспечивается за счет отрицательной обратной связи между усилительными каскадами разных каналов, задаваемой резистором 14.

Работа устройства в случае динамического сигнала происходит аналогично.

Отличие состоит в том, что значения признаков анализируемого (или используемого для обучения) динамического сигнала сначала накапливаются на интеграторах 37 в течение заданного времени, а по истечении этого времени подаются на входы матрицы 2 состояний, В качестве признаков реализации динамического сигнала выбираются времена нахождения данной реализации на заданных амплитудных интервалах при определенном времени анализа. В этом случае каждой реализации динамического сигнала соответсвует определенный вектор признаков.

Выделение признаков реализации динамического сигнала осуществляется следующим образом.

По сигналу с третьего выхода узла

29 управления замыкается первый ключ

35 и подает анализируемый сигнал на входы вторых ключей 36 и на первые входы компараторов 33. Кроме того, узел 29 управления подает питание на свой второй выход, напряжение с которого подается через реостат 30 на делитель 31 напряжения.

С резисторов 32 сигналы подаются на первые входы компараторов 33. Так, на второй вход первого компаратора подается нулевой потенциал, второго .— потенциал, равный падению напряжения на (N-i)-м резисторе, третьего — потенциал, равный падению напряжения

Ha (N-2) -x (N-1) -го — по" тенциал, равный падению напряжения на одном резисторе. На второй вход

N-ro компаратора подается максимальное напряжение, подаваемое с установочного реостата 30.

Компараторы 33 каждой пары работают следующим образом.

4828 6

Формула изобретения

25

S 144

Сигнал на выходе нечетного компаратора появляется тогда, когда напря1кение на его втором входе, подаваемое с делителя напряжения, превышает напряжение на его первом входе, соответ" ствующее амплитуде анализируемого о . сигнала. Сигнал на выходе четного компаратора 33, наоборот, появляется, если напряжение на втором входе мень- 1 ше напряжения на первом входе. Таким образом, сигнал на выходах обоих компараторов 33 одной из пар, а следовательно, и на выходе элемента И 34, будет в том случае, когда значение амплитуды анализируемого сигнала находится между значениями потенциалов, подаваемых с делителя 31 напряжения на вторые входы этой пары компараторов 33. В этом случае срабатывает второй ключ 36, управляющий вход которого соединен с данным элементом

И 34, и пропускает анализируемый сигнал на соответствующий интегратор 37.

Следовательно, при попадании анализируемого сигнала на тат или иной амплитудный уровень будет открываться, а при уходе с этого уровня закрываться соответствующий второй ключ 36.

При этом конденсатор того или иного интегратора 37 на период анализа зарядится до напряжения, соответствую" щего сумме времен пребывания анализируемого сигнала на данном амплитудном уровне за этот период.

По истечении времени анализа с четвертого выхода узла 29 управления подается сигнал на управляющие входы третьих ключей 38, которые срабатывают и соединяют выходы интеграторов

37 с входами матрицы 2 состояний, с помощью которой производится распоз» навание.

Перед очередным циклом диагностирования производится обнуление интеграторов 37 путем подачи на их оба нуляющие входы сигнала с первого выхода узла 29 управления.

С помощью реостата 30 осуществляется регулировка верхнего предела напряжения, а ширина амплитудных интервалов задается изменением сопротивлений регулируемых резисторов 32, Узел 29 управления может быть реализован в виде набора выключателей, управляемых вручную, либо на базе реле времени, Устройство для диагностики технических систем па авт. св.¹ 1174943, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения на класс систем с динамическими сигналами, в устройство введены -woгополюсный выключатель и блок выделения признаков контролируемого сигнала, информационный вход которого явI ляется информационным входом устройства, группа выходов блока выделения признаков контролируемого сигнала подключена к группе информационных входов матрицы состояний, выводы многополюсного переключателя соединены с выходами блока записи параметров и с группой информационных входов матрицы состояний,причем блок выделения признаков контролируемого сигнала содержит узел управления, узел установки верхнего предела контролируемага сигнала,де- литель напряжения, гервый ключ и группы . кампараторав, элементов И, вторых и третьих ключей и интеграторов, выходы которых подключены к информационным входам группы третьих ключей, информационные входы - к выходам группы вторых ключей, а входы сброса — к первому выходу узла управления, второй выход которого соединен с входом узгa . установки верхнего предела контролируемого сигнала; третий выход - с управляющим входом первого ключа, а четвертый выход — с управляющими входами группы третьих ключей, информационные входы группы вторых ключей и первые входы группы компаратаров связаны с выходам первого ключа, вторые входы группы кампараторов подключены к выходам делителя напряжения, .вход като" рого соединен с выходам узла установки верхнего предела кантролируемога сигнала, выходы кампараторог подключены к первым и вторым входам элементов И группы, выходы которых соединены с управляющими входами группы вторых ключей, информационный вход первого ключа является информационным входом блока выделения признаков контролируемого сигнала, выходы группы третьих ключей составляют группу выходов блока выделения признаков контролируемого сигнала.

) 444828 1444828

Заказ 6509/51

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Воронков

Редактор М.Циткина Техред М.Дипьпс

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор А.0бручар

Ю

Подписное