Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности



Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности
Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности
Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности
Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности
Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности
Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности

 


Владельцы патента RU 2580405:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к контролю и диагностированию систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией моделей с пробными отклонениями параметров. Он достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы, определяют выходные сигналы модели, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал, выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию, входом второй модели становится выход блока с контролируемым параметром, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы регистрируют, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал, определяют сигналы контролируемой системы, определяют отклонения сигналов контролируемой системы от номинальных значений, определяют диагностические признаки, по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный параметр. 1 ил.

 

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.

Известен способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе: пат. 2429518 РФ: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2010128421/08; заявл. 08.07.2010; опубл. 20.09.2011. Бюл. №26).

Недостатком этого способа является то, что он использует задание величин относительных отклонений параметров передаточных функций для моделей с пробными отклонениями.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе: пат. 2450309 РФ: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2010148469/08; заявл. 26.11.2010; опубл. 10.05.2012. Бюл. №13).

Недостатком этого способа является то, что он использует задание величин относительных отклонений параметров передаточных функций для моделей с пробными отклонениями.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией моделей с пробными отклонениями параметров.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n на интервале tl∈[0,ТК] в k контрольных точках при n дискретных моментах времени на входное воздействие x(t), определяют выходные сигналы модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно для каждого из m параметров всех блоков динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию: j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, где Wj - передаточная функция блока, в котором содержится контролируемый параметр αi, входом второй модели становится выход блока с контролируемым параметром αi, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы для каждой из k контрольных точек и каждой из m совмещенных моделей с параметрической функцией чувствительности и n дискретных значений времени Vji(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n регистрируют, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют сигналы контролируемой системы для k контрольных точек в n дискретные моменты времени Fi(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, определяют отклонения сигналов контролируемой системы для k контрольных точек в n дискретные моменты времени от номинальных значений

ΔFi(tl)=Fj(tl)-Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n,

определяют диагностические признаки для каждого из m параметров из соотношения

по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный параметр.

Выражение (1) можно представить в виде:

где:

Диагностические признаки (2) лежат в фиксированном интервале значений [0, 1], поэтому различимость двух параметрических дефектов может оцениваться как разность значений соответствующих признаков.

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправностей сводится к выполнению следующих операций:

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических элементов, передаточные функции которых в сумме содержат m параметров.

2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.

3. Фиксируют число контрольных точек k.

4. Предварительно определяют векторы Yi(tl) выходных сигналов модели в l-е дискретные моменты времени, полученные в результате функций чувствительности i-го параметра каждого из m параметров всех блоков для номинальных значений параметров передаточных функций блоков, для чего выполняют пункты 5-7.

5. Подают тестовый сигнал x(t) (единичный ступенчатый, линейно возрастающий, прямоугольный импульсный и т.д.) на вход системы управления с номинальными характеристиками. Принципиальных ограничений на вид входного тестового воздействия предлагаемый способ не предусматривает.

6. Регистрируют реакцию системы с номинальными характеристиками Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n нa интервале tl∈[0,TK] в k контрольных точках для n дискретных моментов времени.

7. Определяют выходные сигналы модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно для каждого из m параметров всех блоков динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию: j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, где Wj - передаточная функция блока, в котором содержится контролируемый параметр αi, входом второй модели становится выход блока с контролируемым параметром αi, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы для каждой из k контрольных точек и каждой из m совмещенных моделей с параметрической функцией чувствительности и n дискретных значений времени Vji(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n регистрируют.

8. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).

9. Определяют сигналы контролируемой системы для k контрольных точек и n моментов времени Fj(tl), j=1, …, k; 1=1, …, n, осуществляя операции, описанные в пунктах 5 и 6 применительно к контролируемой системе.

10. Определяют отклонения сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n моментов времени от номинальных значений ΔFj(tl)=Fj(tl)-Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n.

11. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного параметра по формуле (1).

12. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный параметр.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска одиночного дефекта для системы, структурная схема которой представлена на чертеже.

Передаточные функции блоков:

номинальные значения параметров: k1=1 (J1); T1=5 с (J2); К2=1 (J3); Т2=1 с (J4); K3=1 (J5); Т3=5 с (J6). При поиске одиночного дефекта в виде отклонения коэффициента усиления k1=0.8 (дефект №1) в первом звене путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и Тк=10 с получены значения диагностических признаков по формуле (3) при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков. Дефект, найденный путем получения функции параметрической чувствительности и вычисленный по формуле (3), дает следующие значения диагностических признаков: J1=0.1644; J2=0.3202; J3=0.5844; J4=0.8855; J5=0.3631; J6=0.5386.

Моделирование процессов поиска параметрических дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования при том же ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков. При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра k2 на 20%, дефект №3): J1=0.5293; J2=0.5115; J3=0.1166; J4=0.4605; J5=0.5725; J6=0.5988. При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра k3 на 20%, дефект №5): J1=0.3884; J2=0.3854; J3=0.5064; J4=0.4734; J5=0.02149; J6=0.305.

Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный параметр.

Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности, основанный на том, что фиксируют число m параметров передаточных функций блоков, входящих в состав системы, определяют время контроля ТК≥ТПП, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию системы и модели, регистрируют реакцию заведомо исправной системы Fjном(tl), j=1,…,k; l=1,…,n на интервале tl∈[0,ТК] в k контрольных точках и n дискретных моментов времени, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход контролируемой системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют сигналы контролируемой системы для k контрольных точек и n дискретных значений времени Fj(tl), j=1,…,k; 1=1,…,n, определяют отклонения сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n дискретных значений времени от номинальных значений ΔFj(tl)=Fj(tl)-Fj ном(tl), j=1,…,k; l=1,…,n, определяют диагностический признак, по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр, отличающийся тем, что определяют выходные сигналы модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно для каждого параметра всех блоков динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал, выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию: j=1,…,k; i=1,…m; l=1,…,n, где Wj - передаточная функция блока, в котором содержится контролируемый параметр αi, входом второй модели становится выход блока с искомым параметром αi, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы для каждой из k контрольных точек и каждой из m совмещенных моделей с параметрической функцией чувствительности и n дискретных значений времени Vji(tl), j=1,…,k; i=1,…m; l=1,…,n, и регистрируют, определяют диагностические признаки из соотношения

по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы для дискретных тактов диагностирования с дискретным постоянным шагом на интервале наблюдения в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов дискретной системы.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат - повышение быстродействия системы.

Изобретение относится к передатчикам переменных параметров процесса, используемым в системах мониторинга и управления процессом. Технический результат - повышение быстродействия передатчика.

Изобретение относится к средствам автоматики и телемеханики и может быть использовано, в частности, для контроля исправности силовых управляемых ключей преимущественно блоков безопасности.

Изобретение относится к системе и способу анализа и оценки состояния устройства обработки банкнот, выполненных с возможностью автоматического сбора информации об использовании.

Группа изобретений относится к области автоматики и предназначена для обеспечения комплексной безопасности-защищенности сложных производств и используемых на них технологий.

Изобретение относится к средствам контроля устройств автоматики и телемеханики и может быть использовано, в частности, для контроля исправности силовых управляемых ключей преимущественно блоков безопасности.

Группа изобретений относится к области судовождения, а именно к способу управления движением судна с компенсацией медленно меняющихся внешних возмущений и системе, использующей данный способ.

Изобретение относится к устройствам, системам и способам для систем управления процессом испытания, в частности, к устройствам, системам и способам для испытания системы аварийного останова в составе технологического оборудования или для испытания компонентов такой системы в составе технологического оборудования.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для контроля и технической диагностики сложного технологического оборудования, в том числе - станочного оборудования и гибких производственных систем.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат - повышение энергетической эффективности оборудования, минимизация влияния субъективного фактора путем возможности автоматического принятия решений и реализации адаптивных управляющих воздействий по результатам анализа состояний исследуемого объекта. Для этого предложена система цветового представления и анализа динамики состояния многопараметрического объекта или процесса, которая дополнительно содержит ПЗУ последовательности когнитивных образов, ПЗУ матрицы-диаграммы когнитивных образов, дешифратор, мультиплексор, устройство контроля параметров силовых элементов, выходы фазовых координат объекта управления объединены в общую шину с анализатором и задатчиком параметров, выход которого управляет группой старших разрядов ПЗУ последовательности когнитивных образов, выход первой группы данных которого подключен к генератору временной зависимости, который синхронизирует задатчик параметров и управляет младшими адресными группами ПЗУ матрицы-диаграммы когнитивных образов и ПЗУ последовательности когнитивных образов. 6 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в автоматизированных системах управления подготовкой к пуску и проведению пусков ракет-носителей космического назначения различного класса, а также в автоматизированных системах управления технологическими процессами сборки и проведения испытаний сложных технических объектов. Технический результат заключается в обеспечении параллельного контроля параметров объекта и хода работ с объектом, что снижает вероятность развития аварийной ситуации. Способ позволяет визуализировать контролируемые параметры объекта, ход работ с объектом и оперативно формировать управляющие и информационные сообщения. В систему в дополнение к блоку визуализации контролируемых параметров и блокам хранения плановых, фактических и архивных графиков операций с объектом включен блок ручного, автоматизированного и автоматического формирования управляющих сообщений. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к идентификации и устранению неисправностей в транспортных средствах. Система обеспечения диагностической информации о неисправности транспортного средства содержит блок приема и обработки кодов неисправности и выдачи диагностической информации. Каждый код связан с уникальным идентификатором. Система содержит базу данных с группой элементов информации, каждый из которых относится к определенному коду неисправности. Блок обработки динамически формирует диагностическую информацию о неисправности на основании принятого кода неисправности и элемента информации, относящегося к нему, из базы данных. Если от транспортного средства принимают более одного кода, блок обработки формирует информацию о неисправности на основании элемента информации, относящегося к текущему коду неисправности и элемента информации, относящегося к другому из упомянутых принятых кодов неисправности. Повышается точность предоставления информации. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Технический результат - уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала. Согласно способу предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы на интервале в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, которые регистрируют, фиксируют число блоков системы, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из контрольных точек и каждой из позиций входного сигнала, полученные в результате смены позиции входного сигнала после каждого из блоков, которые регистрируют, определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход которой подают аналогичный входной сигнал, определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для контрольных точек для параметра интегрирования, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для контрольных точек от номинальных значений, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы, определяют диагностические признаки, по минимуму значения диагностического признака определяют порядковый номер дефектного блока. 1 ил.

Изобретение относится к области диагностики неисправностей радиоэлектронных систем. Техническим результатом является уменьшение числа неопределенностей, числа возможных комбинаций причин неисправностей в случае множественных неисправностей в системе. Для этого в системе, содержащей множество приборов, выполненных с возможностью выдачи сигналов, указывающих на их рабочее состояние, осуществляют сбор (111) наблюдений на основании сигналов, выдаваемых приборами диагностируемой системы, и определение общей ситуации на основании собранных наблюдений и заранее определенных деревьев ошибок, связанных с наблюдениями. При этом дерево ошибок описывает отношения между наблюдением и корневыми причинами, а корневая причина указывает на неисправность прибора. Затем определяют (112) связанные ситуации, являющиеся совокупностью наблюдений, которые попарно имеют, по меньшей мере, одну общую корневую причину в их дереве ошибок. Далее определяют (113) частичные диагностики на основании каждой из связанных ситуаций, содержащие корневые причины, связанные с наблюдениями, указывающими на неисправность, и осуществляют индикацию (114) диагностик. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений используется в системах контроля сложных технических объектов. Технический результат - создание средств контроля процессов сложных объектов, обеспечивающих автоматизированный контроль параметров объекта и фактического исполнения операций с объектом, а также проверок параметров после окончания операций. Для этого предложен способ контроля процессов эксплуатации сложного технического объекта, при котором преобразуют параметры датчиков в информационные сигналы, обрабатывают сигналы, сравнивают с эталоном, выявляют соответствие, причем выделяют несоответствия цветовым сигналом, и формируют мультидиалоговые окна, формируют для представления в мультидиалоговых окнах образы операций, описывающие уже выполненные, выполняемые и предстоящие к выполнению работы, формируют данные по времени планового и фактического исполнения операций, отклонениям от штатного исполнения операций, при этом дополнительно, одновременно с контролем хода операции контролируют поведение и состояния параметров объекта и выявляют отклонения поведения параметров от хода выполнения операций и некорректные состояния параметров объекта после выполнения операций. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к способам автоматического проведения испытаний целостности седла клапана, для одного или нескольких клапанов во время нормальной работы клапанов. Компоненты клапана, определяющие целостность седла клапана, обычно представляют собой седло клапана и элемент закрытия клапана, который взаимодействует с седлом клапана для закрытия клапана. Описанные здесь варианты способа испытания относятся, соответственно, к проведению испытаний целостности седла клапана во время открытия клапана и во время закрытия клапана, причем во всех случаях испытания проводят без прекращения работы системы управления технологическим процессом, содержащей клапан, без изолирования клапана, и, не полагаясь на анализ результатов пользователем. 5 н. и 35 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх