Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала



Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала

 


Владельцы патента RU 2586859:

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

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 контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.

Известен способ поиска неисправного блока в динамической системе (Способ поиска неисправного блока в динамической системе: пат. 2435189 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов C.B., Шалобанов С.С. - №2009123999/08; заявл. 23.06.2009; опубл. 27.11.2011. Бюл. №33).

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 неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала (Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала: пат. 2528135 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013144231/08; заявл. 01.10.2013; опубл. 10.09.2014. Бюл. №25).

Недостатком этого способа являются большие вычислительные затраты, так как он предполагает вычисление отклонений выходных сигналов моделей, использующих измененную позицию входного сигнала.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы fj ном(t), j=1, …, k на интервале t∈[0, TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k системы, для чего в момент подачи входного сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, где , путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном (α), j=1, …, k регистрируют, фиксируют число m блоков системы, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из к контрольных точек и каждой из m позиций входного сигнала, полученные в результате смены позиции входного сигнала после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы перемещают место подачи входного сигнала на выход каждого блока, подают через сумматор входной сигнал и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и входного сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с различной (зафиксированной на выходах разных блоков) позицией входного сигнала Yji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют, определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков из соотношения

замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный входной сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k для параметра интегрирования α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношения

определяют диагностические признаки из соотношения

по минимуму значения диагностического признака определяют порядковый номер дефектного блока.

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

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых блоков m.

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

3. Определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения .

4. Фиксируют число контрольных точек k.

5. Предварительно определяют нормированные векторы Yi(α) интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала на позицию после i-го блока каждого из m блоков для номинальных значений параметров передаточных функций блоков и определенного выше параметра α, для чего выполняют пункты 6-10.

6. Подают входной 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.

7. Определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы перемещают позицию входного сигнала на выход блока, подают через сумматор входной сигнал и выполняют пункт 6 для одного и того же входного сигнала x(t). Полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с перемещенной позицией входного сигнала Yj,i(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют.

8. Определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после соответствующих блоков по формуле .

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

10. Регистрируют реакцию системы fj ном(t), j=1, …, k на интервале t∈[0, TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k системы. Для этого в момент подачи входного сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, где , для чего сигналы системы управления подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы к блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных Fj ном (α), j=1, …, k сигналов регистрируют.

11. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k, осуществляя операции, описанные в пункте 6 применительно к контролируемой системе.

12. Определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, …, k.

13. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы по формуле

14. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного блока по формуле (3).

15. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефектного блока для системы, структурная схема которой представлена на чертеже (см. чертеж. Структурная схема объекта диагностирования).

Передаточные функции блоков:

; ; ,

номинальные значения параметров: T1=5 с; k1=1; k2=1; Т2=1 с; k3=1; Т3=5 с. При поиске одиночного дефекта в виде отклонения постоянной времени T1=4 с в первом звене путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегрального преобразования сигналов для параметра α=0.5 и Тк=10 с получены значения диагностических признаков на основе смены позиции входного сигнала с использованием отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала (прототип) при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков: J1=0; J2=0.78; J3=0.074. Минимальное значение признака J1 однозначно указывает на наличие дефекта в первом блоке, а разность между третьим и первым признаками может количественно характеризовать практическую (апостериорную) различимость этого дефекта. Тот же дефект, найденный путем смены позиции входного сигнала без использования отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала и вычислений по формуле (3), дает следующие значения диагностических признаков: J1=0; J2=0.7853; J3=0.07409. Анализ значений диагностических признаков показывает, что значения второго и третьего признака, полученные без использования отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала, практически такие же, как и при использовании отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала (прототип). Это позволяет сделать вывод, что практическая различимость дефекта первого блока (прототипа) практически такая же, как и при использовании заявляемого способа. Различимости дефектов второго и третьего блоков при поиске их без использования отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала тоже практически такие же, как и при использовании отклонений сигналов моделей со смененной позицией входного сигнала.

Моделирование процессов поиска дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования, при том же параметре интегрирования α и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков (формула 3):

При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра Т2 на 20%, дефект №2): J1=0.7826; J2=0; J3=0.7459.

При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра Т3 на 20%, дефект №3) J1=0.0759; J2=0.7488; J3=0.

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

Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала, основанный на том, что фиксируют число m динамических элементов, входящих в состав системы, определяют время контроля ТК≥ТПП, используют параметр интегрирования сигналов α, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0,TК], в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки, полученные для вещественных значений α переменной Лапласа, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию объекта диагностирования и модели, регистрируют реакцию заведомо исправной системы ƒj ном(t), j=1,…,k на интервале t∈[0,TК] в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, путем подачи на первые входы k блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1,…,k регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате смены позиции входного сигнала после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы перемещают место подачи входного сигнала на выход каждого блока, подают через сумматор входной сигнал и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с различной (зафиксированной на выходах разных блоков) позицией входного сигнала Yji(α), j=1,…,k; i=1,…,m регистрируют, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для к контрольных точек для параметра α: Fj(α), j=1,…,k, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значении ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1,…,k, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы , определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют неисправный блок, отличающийся тем, что определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков из соотношения , определяют диагностические признаки из соотношения: , i=1,…,m.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении производительности работы многопроцессорной системы.

Изобретение относится к информационной безопасности. Технический результат заключается в снижении числа ложных срабатываний правил обнаружения файлов.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении гарантированной записи серийного номера с этикетки через кабель и проводной интерфейс во внутреннюю память контроллера управления радиоэлектронных устройств (РЭУ) в процессе тестирования.

Изобретение относится к безопасному способу представления или отображения информации путем определения критических для безопасности ошибок в процессе обработки информации.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности функционирования систем, когда работа этих систем зависит от исполнения последовательностей логических команд в вычислительном устройстве.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности функционирования бортовой электронной системы. .

Изобретение относится к способам проверки функционирования протоколов информационных систем. .

Изобретение относится к системам, специально предназначенным для оценивания объема работ по проведению сертификационных испытаний программного обеспечения на отсутствие недекларированных возможностей.

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.

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.

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.

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.

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 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.
Наверх