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

Изобретение относится к способу поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала. Для поиска неисправного блока фиксируют число динамических элементов системы, определяют время контроля, используют тестовый сигнал на определенном интервале, определяют параметры интегрирования и интегральные оценки, регистрируют реакцию заведомо исправной системы в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, подают аналогичный тестовый сигнал и определяют интегральные оценки выходных сигналов, определяют деформации интегральных оценок от номинальных, определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков, определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют дефект. Обеспечивается уменьшение вычислительных затрат при поиске неисправного блока системы. 1 ил.

 

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

Известен 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. 2586859 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.В., Шалобанов С.С. - №2015108550/08; заявл. 11.03.2015; опубл. 10.06.2016, Бюл. №16).

Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов с невысокой различимостью, то есть обладает невысокой помехоустойчивостью.

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. 2562429 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2014151512/08; заявл. 18.12.2014; опубл. 10.09.2015, 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 регистрируют реакцию заведомо исправной системы ƒj ном(t), j=1, …, k на интервале t ∈ [0, ТK] в k контрольных точках, и многократно определяют (одновременно) интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n системы для n значений параметра интегрирования αl, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления для n параметров интегрирования в каждой из k контрольных точек с весами , путем подачи на первые входы k⋅n блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы для n блоков интегрирования, выходные сигналы k⋅n блоков перемножения подают на входы k⋅n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj номl), j=1, …, k; l=1, …, n регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, n параметров интегрирования 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 n параметров αl тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждой из m моделей с различной (зафиксированной на выходах разных блоков) позицией входного сигнала Yjil), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n 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 тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и для n параметров интегрирования αl: Fjl), j=1, …, k; l=1, …, n, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений ΔFjl)=Fjl)-Fj номl), j=1, …, k; l=1, …, n, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для n параметров интегрирования из соотношения

определяют диагностические признаки при n параметрах интегрирования из соотношения:

по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный блок.

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

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных m динамических элементов.

2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где

ТПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.

3. Определяют n параметров кратных 5/Тk многократного интегрирования сигналов.

4. Фиксируют число контрольных точек k.

5. Предварительно определяют нормированные векторы деформаций 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 n определенных выше параметров αl, для чего выполняют пункты 6-9.

6. 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.

7. Регистрируют реакцию системы ƒj ном(t), j=1, …, k на интервале t ∈ [0, ТК] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj номl), j=1, …, k; l=1, …, n системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование (при n параметрах αl) выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами , для чего выходные сигналы системы управления подают на первые входы k⋅n блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы , выходные сигналы k⋅n блоков перемножения подают на входы k⋅n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj номl), j=1, …, k; l=1, …, n регистрируют.

8. Определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и каждого из n значений параметра интегрирования αl, 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 пункты 6 и 7 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 Yjil), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n регистрируют.

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

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

11. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования Fjl), j=1, …, k; l=1, …, n, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.

12. Определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений ΔFjl)=Fjl)-Fj номl), j=1, …, k; l=1, …, n

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

14. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного блока (при n параметрах интегрирования) по формуле (3).]

15. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска одиночного дефекта для системы, структурная схема которой представлена на рисунке (см. фиг. Структурная схема объекта диагностирования).

Передаточные функции блоков: ; ; ,

где номинальные значения параметров: T1=5 с; K1=1; K2=1; Т2=1 с; K3=1; Т3=5 с.

При моделировании в качестве входного сигнала будем использовать единичное ступенчатое воздействие. Время контроля Тк выберем равным 10 с.

Моделирование процессов поиска дефектов в первом блоке (в виде уменьшения параметра T1 на 20%) приводит к вычислению диагностических признаков при двух параметрах интегрирования (α1=0.1 и α2=2.5) по формуле (3): J1=0.0005, J2=0.8258, J3=0.1086. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.108.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока 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=0.0005, J2=0.8258, J3=0.1086. Различимость дефекта не изменилась: ΔJ=J3-J1=0.108.

Приведенные результаты показывают, что фактическая различимость нахождения дефектов этим способом такая же как в прототипе, следовательно, такая же будет и помехоустойчивость способа, а для вычисления диагностического признака требуются меньшие вычислительные затраты.

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 TК≥TПП, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0,TК], определяют n параметров интегрирования сигналов кратные , в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки, полученные для n вещественных значений , фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию объекта диагностирования и модели, регистрируют реакцию заведомо исправной системы , j=1, …, k на интервале t∈[0,TК] в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов , j=1, …, k; системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек для n параметров интегрирования с весами , , путем подачи на первые входы k⋅n блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы , , выходные сигналы k⋅n блоков перемножения подают на входы k⋅n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов , j=1, …, k; регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и n параметров интегрирования, 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 n параметров и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждой из m моделей с различной (зафиксированной на выходах разных блоков) позицией входного сигнала , 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 k контрольных точек и n параметров интегрирования , j=1, …, k; , определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений , j=1, …, k; , определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы из соотношения: , 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 , определяют диагностические признаки из соотношения: , i=1, …, m, по минимуму диагностического признака определяют дефект.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для мониторинга состояния сложных объектов, результатом которого является оценка многопараметрического интегрального показателя состояния объекта.

Изобретение относится к диагностике автоматического управления. В способе поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала фиксируют число блоков, входящих в состав системы, определяют время контроля, определяют параметр интегрального преобразования сигналов.

Способ основан на применении технологического рабочего места (ТРМ) электрорадиомонтажа, располагаемого в составе мобильного ремонтно-диагностического комплекса (РДК) и содержащего в своем составе паяльное устройство со сменными насадками.

Изобретение относится к способу поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала. Для поиска неисправного блока фиксируют число блоков, входящих в состав системы, определяют время контроля, фиксируют число контрольных точек системы, предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы, подают тестовый сигнал определенным образом, определяют интегральные оценки выходных сигналов, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, определяя указанным выше способом интегральные оценки выходных сигналов, определяют отклонения выходных сигналов и интегральных оценок от номинальных значений, определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют дефект.

Группа изобретений относится к способу и устройству контроля пилотажно-навигационного комплекса. Для контроля пилотажно-навигационного комплекса непрерывно вычисляют на борту объекта его местоположение, текущие значения горизонтальных проекций вектора скорости ветра в условной прямоугольной системе координат, сравнивают их с предварительно вычисленными оценками по метеопрогнозу на маршруте полета объекта, фиксируют отказ пилотажно-навигационной системы при появлении существенных отличий при сравнении значений.

Группа изобретений относится к способу отслеживания поведения и обнаружения аномалий встроенных систем управления, компьютерной системе и обрабатывающему устройству.

Группа изобретений относится к контролю систем управления. Система коммутации исполнительных органов содержит блок электропитания, исполнительные органы, положительную и единую отрицательную цепи электропитания, силовые ключи с управляющими входами, соединенные последовательно с исполнительными органами, блок управления и контроля, электрический выключатель положительной цепи электропитания, контрольное устройство, два одинаковых по сопротивлению токозадающих резистора и имитатор нагрузки.

Группа изобретений относится к контролю систем управления. Система коммутации исполнительных органов содержит блок электропитания, исполнительные органы, положительную и единую отрицательную цепи электропитания, силовые ключи с управляющими входами, соединенные последовательно с исполнительными органами, блок управления и контроля, электрический выключатель положительной цепи электропитания, контрольное устройство, два одинаковых по сопротивлению токозадающих резистора и имитатор нагрузки.

Изобретение относится к испытанию и контролю систем управления. Способ отслеживания автономной переменной для MPU электропоезда заключается в том, что применяют систему отслеживанию автономной для MPU электропоезда.

Изобретение относится к испытанию и контролю систем управления. Способ отслеживания автономной переменной для MPU электропоезда заключается в том, что применяют систему отслеживанию автономной для MPU электропоезда.

Изобретение относится к способу поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала. Для поиска неисправного блока фиксируют число динамических элементов системы, определяют время контроля, используют тестовый сигнал на определенном интервале, определяют параметры интегрирования и интегральные оценки, регистрируют реакцию заведомо исправной системы в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, подают аналогичный тестовый сигнал и определяют интегральные оценки выходных сигналов, определяют деформации интегральных оценок от номинальных, определяют нормированные значения интегральных оценок выходных сигналов, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков, определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют дефект. Обеспечивается уменьшение вычислительных затрат при поиске неисправного блока системы. 1 ил.

Наверх