Способ диагностирования неисправностей динамических объектов
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах контроля и поиска дефектов динамических объектов. Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования. Сущность способа состоит в отыскании того динамического элемента, изменение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) которого в наибольшей степени сокращает рассогласование модельных и реально наблюдаемьгх отклонений АЧХ динамического объекта, состоящего из m динамических элементов. В качестве меры рассогласования принимается интегральная мера, учитывающая варьирование тестовых частот в диапазоне аЗ„ - «d и месторасположение К контрольных точек. 1 ил. табл. Q (/)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК дц 4 G 05 В 23/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4324061/24-24 (22) 03. 08. 87 (46) 28.02.89 ° Бюл. № 8 (71) Хабаровский политехнический институт (72) С.В.Шалобанов, В.В.Воронин и Г.Г.Костанди (53) .621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 661512, кл. G 05 В 23/001 1977 .
Авторское свидетельство СССР
¹ 297034, кл. G 05 В 23/00, 1969 (прототип). (54) СПОСОБ .ДИАГНОСТИРОВАНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ .ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и моИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах контроля и поиска дефектов динамических объектов, например в линейных системах автоматического управления.
Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования.
На чертеже представлена структурная схема объекта диагностирования.
Сущность способа состоит в реализации следующих действий при поиске дефектов в динамическом объекте.
Принимают гипотезу об изменении технического состояния только одного из ш динамических элементов объекта диагностирования.
Определяют вектор-функции отклонений амплитудной частотной характе-.
„.,зн„„ы622Б4 жет найти применение в системах контроля и поиска дефектов динамических объектов. Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования, Сущность способа состоит в отыскании того динамического элемента, изменение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) которого в наибольшей степени сокращает рассогласование модельных и реально наблюдаемых отклонений
АЧХ динамического объекта, состоящего из m динамических элементов. В качестве меры рассогласования принимается интегральная мера, учитывающая варьирование тестовых частот в диапазоне fcO„ - сд j и месторасположе- с ние К контрольных точек. 1 ил.,2 табл. ристики (АЧХ) от номинальных значений для К контрольных точек объекта в диапазоне контролируемых частот (u„, с е):
Д А(Ы) =(ДА, (Q),ДА (у),....,дА„(U)j, где ДА;(сд) — отклонение АЧХ в i-й контрольной точке на част от е (а .
Определяют частотную модель дина мического объекта в виде функциональ. ной матрицы размерностью Kx m на интервале частот (M» ие )
v() = (v1,(я)1, А> где Use(u) = аА5(Я)/аАе (а) чувст вйтельность амплитудной частотной характеристики для j- é контэ 14622 рольной точки к изменению АЧХ 1-ro элемента на частоте И .
Определяют номер того динамическо5 го элемента, изменение АЧХ которого в наибольшей степени сокращает рассо" гласование модельных и реально наблюдаемых отклонений АЧХ объекта.
54
Значения Д А (У) определяются из дэ совокупности алгебраических уравнений (2) В качестве меры такого рассогласо- 1О вания применительно к 1-му элементу значение функционала
2 где Сц () =,! 3 Ю, )
К
P (а) = 11 (а) аА (сд). (=!
Из системы (2) следует
8 А < (и) = РЕ (сэ)/СЕЕ (Я), 1 = 1Ашь
В рез ультате подставки в (1) последнего выражения с учетом обозначений Р()(у) и Срр (Я)
Яь ()(=) (2 А;(и)-() (и)АА (Q)j (и, (1) 15
2 ьА (О) ЙЯ = ь
U () Q 11,, (и) р=! 11ре (()ДАр() аа+
gU, (ю)
I2--1
Яв (2 В
k )(АА (и)йи -2 АА (и)п ° (и) (и! ) (и (и
u (u) ЬА (а) ЙУ=
"ре () К 2 (K v;((и) А А, (и)), U; (u) ()(J=i е (е
Ии р= (в
k, ДА (я) d531
1=! 4 (3) Для объекта диагностирования (см. чертеж) передаточные функций звеньев равны соответственно
И (Р) - — — — -иЫ (Р) =К
К(Т Р+1
При диагностировании используются две контрольные точки КТ1 и КТ2. Для
59 удобства вычисления функций чувствительности используется их логарифмический вид. В этом случае справедливо выражение где !А (И) = А" (и)-Ар (я) — отклонение АЧХ 1-ro ДЭ от номинального значения на частоте И.
Яв — д А (с)) — ь „е (Я) -!
<и
Для каждого из m элементов определяют значения функционала (3) . В качестве неисправного принимают тот из них, которому соответствует наименьшее значение функционала. Одновременное изменение нескольких параметров динамического элемента вслед" ствие появления конструктивного де-.= фекта не приводит к увеличению соответствующего функционала (3), так как в нем используются функции чув1 ствительности к изменению частотных характеристик отдельных элементов в отличие от прототипа, где указанная ситуация может приводить к ошибкам диагностирования, так как в нем ис пользуются функции чувствительности к изменению отдельных параметров.
С(! (ы)ЬA (u) = Р, (Ы)
С «(Я) 6 А) (ц) = Ря (сд) С (u). () А „(u) = Р„, (А(1) 81п А1я) 131п Ч(я) д1п А; (са) 8jMn W; (jc3)J) zxocx 01п А;(Я) ДА;(а) А(Я7 1462 то всегда можно перейти к функциям чувствит ель нос ти вида а А(ынаА, (). Выражения для передаточных функций, АЧХ и функций чувствительности двух контрольных точек сведены в табл. 1. Замена операции интегрирования суммированием в выражении (3) дает меру Q< следующего вида Qр = QQ 6А)(U)3=> к 2 и ((()|р(ы;) ьxj(u) ) — 1 .--, (u ) )е (4) Предлагаемый способ в отличие от ,прототипа позволяет вычислять при диагностировании два функционала вместо трех при использований функций чувствительности по параметрам, Он остается работоспособным, если в результате дефекта изменяются одновременно К и Т, что повышает достоверность диагностирования по срав- нению с прототипом. Формула из обретения Способ диагностирования неисправностей динамических объектов, состоящий в том, что подают тестовый Пусть номинальные значения. пара метров передаточных функций равны К,=К, = 1; Т, =1 с, адефектом считается отклонение коэффициента К, от номинала на 20%..Таким образом К, = = 0,8. Z5 Результаты расчетов частотных характеристик, функций чувствительности для пяти значений частоты. приведены в табл. 2. где А (()) и А ((.)) — значения АЧХ для двух контрольных точек при К, = 0,8. Расчет по формуле (4) ;дает значения функционалов: Q = 0; Я = О, 166. Дефект в звене 1. 254 6 гармонический сигнал на динамический объект и на его частотную модель, заданную в виде совокупности функций чувствительности выходной частотной характеристики объекта к отклонениям от номиналов параметров о дельных его компонент, определяют рассогласования модельных и реальных параметров компонент и выходной частотной характеристики, затем проводят цикл тестирования, для чего изменяют тестовый сигнал в заданном диапазоне, опреI деляя рассогласования для каждого тестового сигнала, по завершению цикла тестирования определяют как неисправный тот компонент динамического объекта, изменения которого максимально влияли в цикле тестирования на рассогласования между модельной и реальной выходными частотными характеристиками динамического объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, фиксируют диапазон изменения частот (Q) тестового сигнала ((ди — Q J, число К контрольных точек динамического объекта, количество ш динамических элементов,, входящих в состав диагностируемого объекта, за. дают его частотную модель в виде матрицы If U>((и)Р чувствительности выходной амплитудйой частотной характеристики объекта.о((.)) к изменениям амплитудных частотных характеристик 1-х динамических элементов для j-x контрольных точек на частоте И U z ((.)) = =ЗА ((й)/дА4 (u), затем в цикле тестирования определяют интегральную Меру рассогласования модельных и реально наблюдаемых отклонений амплитудных частотных характеристик 1-го динамического элемента (д Q(= (а |;(||)-и;, (и) dA, (è)) àè, в| и динамический элемент, минимизирующий меру ЯЕ, принимают в качестве неисправного. 1462254 Таблица1 31п М 31п Wz 1+У(Wа «й й W W + WiWt 1+ W„ KKä. T ee KK к к (1 ° кк к,и П к,к, к и Мы- кк .1 + к кк+т*„я t+ к кк+ т я 1 ° ы,ы,, 1 ° ы,ы. ii * к,к,й ф 11 К,К,7+т Р а Та блица 2 а1 А() 81п А (о» к А1М А М U а1п А(и) д1п А, (Д Аф4 А ((й) Составитель С. Демиденко Редактор И.Касардаi Техред И.Ходанич Корректор Э. Лончакова Заказ 672/44 Тираж 788 Подпис кое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 0,6 0,541 0,8 0,569 1,0 0,600 1,2 0,632 1,4 0,664 -0,459 -0,431 . -0,400 "0,368 -0,336 0,479 0,464 0,447 0,429 0,410 0,479 0,464 0,447 0,429 0,410. 0,422 0,406 0,388 0,370 0 351 0,422 0,406 0,388 0,370 0,351
