Устройство для диагностики неисправностей технических объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii1779977

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 26. 12. 78(21) 2702792/18-24 (51) М. Кл.

3 05 В 23/02

С 06 F 15/46 с присоединением заявки J%—

Государственный комитет (23) Приоритет ло делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.11.80.Ьктллетень № 42

Дата опубликования описания 17.11.80 (53) УД К 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Краснопоясовский, Н. С. Спольник и В. Г. Тупало

Харьковский авиационный институт им, Н. E. Жуковского (71) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ т .";, !) т „;„:-:,„":ад.().;,- )

ОБЪЕКТОВ

-„;д,„;)g, "J „

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в контрольно-диагностических системах.

Известное устройство для диагностики неисправностей технических объектов (11 не обладает достаточной точностью и на дежностью из-за малой функциональной обеспеченности устройства.

Наиболее близким к изобретению теасническим решением является устройство для диагностики неисправностей технических объектов, содержащее подключенный ко входу устройства первый логический блок, соединенный через формирователь координат распознаваемого вектора, дру3 I . гие входы которого подключены к первым вьжодам блока управления и первого блока памяти, с первым входом формирователя вектора сопоставления, подключенного другими входами ко вторым выходам блока управления и первого блока памяти и выходом — к первому входу первого

2 счетчика, соединенного вторым входом и выходом со вторым выходом и первым входом блока управленйя соответственно непосредственно и через включенные последовательно первый компаратор, другие входы которого соединены с третьими входами блока управления и первого блока памяти, второй счетчик, подключенный другим входом к третему выходу блока управления, и второй компаратор, подключенный другим входом к четвертому выходу блока управления, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно, с блоком индикации,.входами первого и второго блоков памяти, другим входом первого логического блока и, через второй логический блок, - c выходом устройства, не обладающее повышенной точностью и надежностью из-за неучета в.его функ20 циональной схеме факторов отклонения распознаваемого состояния обьекта от эталонного, обусловленного действием случайных факторов. (Д) .

"n — K

3 779

1(ель — повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит вычислительный блок, соединенный первым входом и выходом с выходом и другим входом второго блока памяти, а другими входами с выходом формирователя координат распознаваемого вектора и десятым выходом блока управления, третий счетчик, элемент

"Запрет и третий компаратор, подключенный входами ко второму выходу вычислительного блока, десятому выходу блока управления и четвертому выходу первого блока памяти и выходом, через элемент

"Запрет" — ко второму входу блока управления, одиннадцатый выход которого через третий счетчик соединен с другим входом элемента "Запрет", На чертеже показана функциональная схема устройства, где 1-объект контроля, .

2-первый логический блок, 3-формирователь координат распознаваемого вектора, 4-первый блок памяти, 5-формирователь векторов сопоставления, 6-первый счетчик, 7-второй блок памяти, 8-второй логический блок, 9-блок индикации, 10-блок управления, 11-третий счетчик, 12-вычислительный блок, 13-третий компаратор, 14-элемент "Запрет", 15-первый компаратор, 16 — второй счетчик, 17 — второй компаратор.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении объект контроля

1 не функционирует. Первый логический блок 2, формирователь координат распознаваемого вектора 3, формирователь векторов сопоставления 5, счетчик 6, второй блок памяти 7, второй логический блок 8, блок индикации 5, блок управления 10, вычислительный блок 12, третий компаратор 13, первый компаратор 15, второй счетчик 16 и второй компаратор 17 находятся в нулевом состоянии, элемент

"Запрет" 14 заперт.

По команде блока управления 10 второй логический блок 8 вырабатывает икицирующее воздействие на объект контроля 1, информация о состоянии которого поступает на первый логический блок 2, где она преобразуется к виду, удобному для дальнейшей обработки, и затем поступает в формирователь координат распознаваемого вектора 3, Координаты распознаваемого вектора принимают единичное значение, если соответствующий контролируемый параметр находится в допуске, и нулевое значение в обратном случае.

977 4

Значения допусков контролируемых параметров поступают в блок 3 из первого блока памяти 4, являющегося ДЗУ (долговременным запоминающим устройством). Рас1

5 познаваемый вектор далее поступает на вход, формирователя векторов сопоставления 5 и на вход вычислительного блока

12, В блоке 12 при каждом испытании вычисляется статистика S характеризующая статистические свойства распознаваемого состояния. В качестве такой характеристики может быть использована статистика вида где Кп — число единиц в векторе, по2О лученном при h -ом испытании; у, — выборочное среднее и

Фъ 1 выборная дисперсия, определенные за ь испытаний.

Преимущество статистики вида (1)

25 состоит, в том, что она инвариантна к законам распределения вероятностей.

Вычисленная на данном испытании статистика Ь, сопоставляется в блоке 13 с экстремальными статистиками

30 полученными на этапе обучения для каждого из распознаваемых состояний. Поиск ближайшей к S статистики S осуществляется следующим образом, На подготовительном этапе упорядоченные по возрастанию статистики

35 разбивают на интервалы, границы которых делят расстояние между статистиками на числовой оси пополам, Затем в

ДЗУ записывают последовательно значе р ния границ интервалов. Таким образом, определение экстремальной статистики, ближайшей к текущей, сводится к определению интервала, в которой попадает статистика 6, . С этой целью по коман. Ф де блока управления 10 из ДЗУ 4 последовательно поступают в дополнительном коде значения границ интервалов в третий компаратор (блок сопоставления статистик) 13, где они поочередно суммируются с текущим значением статистики

Ь„,. Когда значение границы интервала превышает значение статистики S, с знакового триггера сумматора в блоке

13 на элемент "Запрет" 14 поступает

SS отпирающий ее сигнал и содержимое счетчика интервалов 1 1 поступает на дешифратор блока управления 10. Затем по команде блока управления 10 во второй блок памяти 7, являющийся ОЗУ (опе5 779977 6 ративное запоминающее устройство), записываются из блока 12 выборочные среднее и дисперсия, запрещается передача из ДЗУ 4 в блок 13 значений интервалов, блоки 11,12 и 13 переводятся в нулевое состояние, из ДЗУ 4 в формирователь векторов сопоставления 5 посI тупает значение эталонного (детермиро.-. ванного) вектора состояния, находящегося во взаимнооднозначном соответствии 10 с выбранной статистикой 6„, и в первый компаратор 15 — кодовое расстояние Йо, определенное иэ условия неПересекаемости классов распознавания

° по формуле

1S

30 изобретения

Ф ор мул а. где 41111ц — минимальное кодовое расстояние (Хемминга) между эталонными векторами всех классов.

Блок 5 представляет сумматор по модулю 2, в котором происходит сложение распознаваемого и эталонного векторов.

Далее счетчик единичных координат суммы 6 определяет кодовое расстояние 3 между этими векторами, которое поступает в первый компаратор 15, где сравнивается с кодовым расстоянием 010 . Если

cjL g о1о, то Распознаваемый вектоР относится к классу эталонного вектора, т.е. принимается положительное решение.

Таким образом, при каждом испытании окончательно принятые решения о классификации распознаваемого вектора осуществляется первым компаратором 15 до детерминированному правилу Так; если 8 > ale, то процесс распознавания продолжается, хотя статические характе ристики сравниваемых состояний являют- ся наиболее близкими. Введение такого приоритета детерминированного решающего правила перед статистическим позволяет получить достоверность распознавания, -- близкую к единице. В силу того, что объект контроля подвержен влиянию случайных факторов, однократного принятия решения недостаточно. С этой целью введен второй счетчик 16, предназначенный для суммирования числа положительных решений и второй компаратор 17, сравнивающее содержимое счетчика 16 с содержимым счетчика числа испытаний, находящимся в блоке управления 10. Например, если положительные решения были зафиксированы более чем в половине испытаний, то на выходе компаратора 17 будет сигнал единичного уровня, поступающий в блок управления 10, который вы35

55 пает на блок индикации 9 цнформацию о распознанном состоянии обьекта контроля и команду об окончании распознавания.

Если на выходе компаратора 17 будет сигнал нулевого уровня, блок управления

10 через время, определенное эадатчиком времени, выдает команду на повторное испытание.

Блок управления 10 регулирует работу всего устройства диагностики и включает в себя генератор тактовых импульсов, счетчик числа испытаний, задатчик времени и логическую часть.

Предлагаемая схема характеризуется по сравнению с известными (в том числе и прототипом) высокой достоверностью диагноза, близкой к единице. Укаэанное достоинство и относительная простота предлагаемого устройства открывает широкие возможности его использования для решения задач автоконтроля сложных объектов, подверженных влиянию случайных факторов,При этом используемая в устройстве интервальная оценка порядковых статистик позволяет обходиться беэ информации о законах распределения вероятностей случайных величин, получение которых на практике часто невозможно или связано с большими затратами, Устройство для диагностики неисправкостей технических объектов, содержащее подключенный ко входу устройства первый логический блок, соединенный через формирователь координат распознаваемого вектора, другие входы которого подключены к первым выходам блока управления и первого блока памяти, с первым входом формирователя векторов сопоставления, подключенного другими входами ко вторым выходам блока управления и первого блока памяти и выходом — к первому входу первого счетчика, соединенного вторым входом и выходом со вторым выходом и первым входом блока управления соответственно непосредственно и через включенные последовательно первый компаратор, другие входы которого соединены с третьими выходами блока управления и первого блока памяти, второй счетчик, подключенный другим входом к третьему выходу блока управлении,. и второй компаратор, подключенный другим входом к четвертому выходу блока управления, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы которого соединены соответственно с блоком индикации, входами первого и второго блоков

7799 памяти, другим входоч первого логичес-" кого блока, и через второй логический блок — с выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит вычислительный блок, соединенный первым входом и выходом с выходом и другим входом второго блока памяти, а другими входамис выходом формирователя KoopllHHQT рас-. iQ познаваемого вектора и десятым выходом блока управления, третий счетчик, элемент "Запрет и. третий компаратор, йодключенный входами ко второму выходу вычислительного блока, десятому выходу 1

77 8 блока управления и четвертому выходу первого блока пал яти и выходом, через элемент "Запрет" — ко второму входу блока управления, одиннадцатый выход которого через третий счетчик соединен с другим входом элемента "Запрет".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузьмин И. В. Оценка эффективности и оптимизации ACY. i4„"(.оветское радио", 1975, с. 22.

2. Шибанов Г. П. Распознавание в системах автоконтроля. М„"Машиностро ение", 1973, с.309 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9323/13 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4