Устройство для моделирования технических систем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании технических систем и проектировании систем контроля . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства . Устройство содержит генераторы случайных сигналов 1 и 4 тактовых импульсов , блок 2 запуска, коммутатор 3, блоки 5 моделирования системы контроля, 6 фиксации отказов и 7 регистрации . Раскрыто построение блоков моделирования системы контроля, фиксации отказов и регистрации. Устройство обеспечивает моделирование, исследование и оптимизацию параметров систем контроля. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 С 06 Р 15 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДБТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 425402 4/2 4-2 4 (22) 01.06.87 (46) 23.12.88. Вюл. У 47 (72) В.С.Мостовой (53) 621.396 (088. 8) (56) Авторское свйдетельство СССР

У 1259291 ° кл. G 06 Р 15/46, 1985 °

Авторское свидетельство СССР

У 1179275, кл. G 05 В 23/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании технических

„„SU „„1446629 А 1 систем и проектировании систем контроля. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генераторы случайных сигналов l и 4 тактовых импульсов, блок 2 запуска, коммутатор

3, блоки 5 моделирования системы контроля, б фиксации отказов и 7 регистрации. Раскрыто построение блоков моделирования системы контроля, фиксации отказов и регистрации. Устройство обеспечивает моделирование, исследование и оптимизацию параметров систем контроля. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1446629

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь40 зовано при исследовании и проектировании систем контроля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения исследования и оптимизации характеристик систем контроля. 1О

Исследование зависимости показателей достоверности контроля от характеристик объектов и систем контроля осуществляется методом статистических испытаний. При этом все время исследований 9 разбивается на М периодов контроля Т. Состояние параметров объекта контроля имитируется с помощью случайных напряжений, статистические законы распределения которых2О соответствуют законам распределения контролируемых параметров. С помощью образцовых средств определяется истинное состояние объекта контроля (исправен или неисправен) за каждый 25 период Т. В конце каждого периода контроля производится цикл контроля параметров объекта (продолжительностью c ) с использованием модели системы койтроля. Принятые моделью 30 системы контроля решения о годности или негодности объекта контроля сравниваются с еro истинным состоянием,и подсчитывается число ошибок контроля типа ложный А и не обнаруженный В от- каз за И циклов контроля. Оценки ве роятности ложного оС и необнаруженного P отказов вычисляют по формулам

Ь = А/и;

PÐ = Б/и.

Варьируя число контролируемых параметров, законы их распределения, величины гарантируемых и контрольных допусков, точность используемых 45 средств измерений, исследуют влияние этих факторов на показатели достоверности контроля.

Задача оптимизации характеристик систем контроля сводится к определению минимального числа контролируе50 мых параметров, номинальных контрольных допусков на них, максимального

1 периода контроля и минимальной точности средств измерений, которые при заданных законах распределения контролируемых параметров и заданных значениях гарантируемых допусков обеспечивают допустимые уровни вероятностей ложного и необнаруженного отказа.

На фиг. l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема блока моделирования системы контроля; на фиг.3 — схема блока фиксации отказа; на фиг.4 - схема блока регистрации.

Устройство содержит генератор 1 случайных сигналов, блок 2 запуска, коммутатор 3, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 моделирования системы контроля, блок 6 фиксации отказов и блок 7 регистрации.

Блок 5 содержит узлы формирования установок 8.1-8.N, узлы 9.1-9.N сравнения устройств, ключи 10.1-10.N u элемент ИЛИ 11.

Блок 6 фиксации отказов служит для определения истинного состояния объектов контроля и содержит источники 12.1-12.N напряжений, узлы 13.113.N сравнения, триггеры 14.1-14.И, элемент ИЛИ 15 и формирователь 16 им пульсов.

Блок 7 регистрации содержит первый

17 и второй 18 элементы НЕ, .первый 19 и второй 20 элементы И, первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики.

Устройство работает следующим образом.

По команде "Пуск" блок 2 обнуляет первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики в блоке 7 регистрации, подключает к выходам генератора 1 соответствующие входы блоков 5 и 6, а также запускает генератор 4 тактовых импульсов. Случайные напряжения с.заданными законами распределения поступают на узлы 9.1-9.N и при превышении порога срабатывания, задаваемого узлами 8.1"8.N вызывают срабатывание узлов сравнения 9.1-9.N. Если их срабатывание совпадает по времени с продолжительностью импульса генератора 4, то на выходах ключей 10.1-10.N формируются импульсы продолжительностью не более ñ которые подаются на ,входы элемента ИЛИ 11. На его выходе появляется сигнал, если за время С сработает хотя бы один ключ, т.е. блок 5 в процессе цикла контроля обнаружит отказ объекта контроля и признает его негодным.

Одновременно случайные напряжения поступают на узлы сравнения 13.1-13.N блока 6 фиксации отказов. При превышении случайными напряжениями порогов

При оптимизации характеристик сис1 тем контроля устройство для моделирования технических систем может работать в следующих режимах: определения номинальной точности измерения 55 и номинальных контрольных допусков на параметры; оптимизации периодичности контроля; оптимизации состава контролируемых параметров. з 144662 срабатывания, задаваемых источниками

12.1-12 ° N напряжений .узлы 13.1 — 13.N сравнения срабатывают и переводят триггеры 14.1-14.N в единичное состояние. Если хотя бы один триггер

14,1-14.N находится в единичном состоянии, то на выходе элемента ИЛИ 15 формируется сигнал, соответствующий неисправному состоянию объекта контроля. В конце цикла контроля коротким импульсом с формирователя 16 триг" геры возвращаются в исходное (нулевое) состояние. Сигналы с элементов

ИЛИ 11 и 15 поступают на первый и 15 второй входы блока 7 регистрации,где с помощью первого 17 и второго 18 элементов НЕ, а также первого 19 и второго 20 элементов И осуществляется их сравнение.

При единичном потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствующем решению блока 5 "Объект контроля не годен", и нулевом потенциале на втором входе блока 7, соот- 25 ветствующем фактически исправному состоянию объекта контроля, на выходе первого элемента И 19 на время не более появится высокий потенциал, сигнализирующий об ошибке контроля типа ложный отказ" Первый счетчик 21 производит подсчет количества (А) ложных отказов за время исследований.

При нулевом потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствующем решению "Объект контроля годен", и единичном потенциале на втором входе блока 7, соответствующем фактически .неисправному состоянию объекта контроля, на выходе второго элемента И 20 на время не более появится единичный потенциал, свидетельст-!! вующий об ошибке контроля типа необнаруженный отказ"..Второй счетчик 22 осуществляет подсчет количества В не- 45 обнаруженных отказов за время исследований. Третий счетчик 23 фиксирует количество М циклов контроля за время исследований.

Во вссх реж .л1ах вначале производится установка исходных данных: законов распределения параметров объекта контроля с помощью генератора 1 случайных сигналов; гарантируе лых допусков на параметры — с помощью источников 12.1-12.N напряжения. Затем производятся следующие операции.

В режиме определения номинальной точности измерения и номинальных контрольных допусков устанавливается максимальная, в пределах быстродействия устройства, частота следования импульсов с генератора 4 тактовых импульсов при скважности, равной двум.

С помощью коммутатора 3 к блокам 5 и 6 поочередно подключают выходы генератора 1 случайных сигналов и, изменяя порог срабатывания соответствующего узла сравнения, добиваются требуемого соотношения между вероятностями ложного и необнаруженного отказов. Затем, повышая точность сравнения за счет уменьшения стабильности порога срабатывания, добиваются требуемых значений вероятностей ошибок контроля °

В режиме оптимизации периодичности контроля все выходы генератора с помощью коммутатора 3 подключают к соответствующим входам блоков 5 и б, устанавливают требуете уровни точности узлов 9.! 9.N сравнения и заданные значения контрольных допусков.

Затем, увеличивая период контроля, находят его максимальное значение, при котором вероятности ошибок контроля не более допускаемых.

В режиме выбора состава контролируелых параметров задаются: периодичность контроля, точность средств измерений и контрольные допуски. Затем определяется вероятность выхода каждого параметра за пределы допуска. С этой целью выходы генератора 1 с помощью коммутатора 3 поочередно подключаются только к блоку б фиксации отказов, производя=ся испытания и со второго счетчика 22 считывается число С„.

Оценка вероятности выхода параметра за пределы гарантируемого допуска определяется по форл ле

Р„= С„/М.

Затем все выходы генератора 1 подключают к входам блоков 5 и 6 и, ис ключая последовательно параметры в

5 144бб порядке роста вероятности выхода их за пределы допуска путем отключения от блока 5, определяют минимальную

coBoKóïHîñòü параметров обеспечиваюЭ

5 щих заданные показатели достоверности контроля.

Формула изобретения 10

1. Устройство для моделирования технических систем, содержащее генератор случайных сигналов, блок запуска, коммутатор, генератор тактовых импульсов и блок фиксации отказов, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора, а управ" ляющий вход — с выходом генератора тактовых импульсов, вход запуска которого и управляющий вход коммутато- 20 ра связаны с выходом блока запуска, вход которого является входом запуска устройства, информационные входы коммутатора подключены к выходам генератора случайных снгналов, о т — 25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет исследования и оптимизации характеристик систем контроля, в устройство введены блок моделирова- щ0 ния системы контроля и блок регистрации, первый вход которого соединен с выходом блока моделирования системы контроля, информационные входы которого связаны с выходами коммутатора, второй вход блока регистрации подключен к выходу блока фиксации отказов, третий вход и управляющий вход блока моделирования системы контроля соединены с выходом генератора тактовых 40 импульсов, четвертый вход блока регистрации соединен с выходом блока запуска, причем блок моделирования системы контроля, содержит группу уз-лов формирования уставок, группу уз-, 29 6 лов сравнения, группу ключей и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока моделирования системы контроля, группа входов соединена с выходами ключей, управляющие входы которых служат управляющим sxopoM блока моделирования системы контроля, а информационные входы связаны с выходами узлов сравнения, первые входы которых образуют информационные входы блока моделирования системы контроля, а вторые входы подключены к выходам узлов формирования уставок.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок фиксации отказов содержит группу источников напряжения, группу узлов сравнения, группу триггеров, элемент ИЛИ и формирователь импульсов, вход которого является управляющим входом блока, :а выход соединен с нулевыми входами триггеров, единичные входы которых ° связаны с выходами узлов сравнения, первые входы которых служат информационными входами блока, а вторые входы подключены к выходам источников напряжения, прямые выходы триггеров соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого служит выходом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок регистрации содержит первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы И и три счетчика, входы сброса которых соединены с четвертым входом блока, счетные входы первого и второго счетчиков связаны с выходами элементов И, первые входы которых и входы элементов НЕ являются соответственно первым и вторым входами блока, вторые входы соединены с выходами элементов НЕ, а третьи входы и счетный вход третьего счетчика подключены к третьему входу блока.

1446629

Составитель В.Воронков

Редактор С.Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 6750/54 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ о"ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пронзводсгвенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с