Устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (s)) 983710 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08. 06. 81 (21) 3296435/18-24 с присоединением заявки Мt$1)hh gli з G 06 F 11/00

G 05 8 23/02 (33) УДК 6.81. 327 (088.8) Государственный квинтет

СССР по делам нэобретеннй н открытнй (23), Приоритет.Опубликовано 2312В2. Бюллетень Ио 47

Дата опубликования описания 23,12В2

Н..В.Колесов, В.П.Подкопаев, М.ff.Cîøèí: и В.С.Толстяков

1 с с

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Лейййа+-... (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО ТЕСТОВОГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ

СИСТЕМ

Изобретение относится к технике построения линейных аналоговых и дискретных динамических систем ВВТоМВТН ческого регулирования, управления или фильтрации и может быть использовано в таких устройствах, работа которых описывается системой линейных дифференциальных либо разностных уравнений, за исключением устройств, линейных в поле вычетов по модулю два.

Известны системы обработки информации, диагностируете тестовым способом. Существенными признаками этих систем является наличие в них гене.ратора тестовых воздействий и эталон:ных реакций и блока сравнения. Во всех этих системах от генератора-тестовых воздействий и эталонных реакций испытательные сигналы поступают на вход систеьы, а сигналы эталонной реакции — на блок сравнения, где устанавливается идентичность или различие ее с фактической реакцией системы (1 7 и (23..

Недостатком указанных систем явля.— ется необходимость наличия перерывов в работе системы, во время которых осуществляется диагностирование их технического состояния.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для диагностирования линейных динамических систем, содержащее .генератор тестовых -воздействий и эталонных реакций и три блока сравнения. щ Устройство работает следующим об.разом.

Предполагается, что при возникновении дефекта в одной из динамических систем во время исполнения своих рабочих функций происходит искажение ее вектора выхода. Как следствие, вырабатывается сигнал ошибки на выходе блока сравнения, по которому система переходит в режим тестового диагностирования с целью локализации дефекта f33.

Однако возможно возникновение таких дефектов, которые при данном значении сигнала системы не приводят к немедленному искажению ее вектора выхода, что приводит к необнаружению такого дефекта первым блоком сравнения. Кроме того, в режиме тестового диагностирования рассматриваемая система не может выполнять свои основ30 ные функции.

983710

Целью изобретения является осуществление непрерывного тестового диагностирования линейной динамической системы в рабочем режиме, т.е.. без прекращения выполнения последней основных функций, и кроме того, повы- 5 шение оперативности обнаружения дефектов системы, не приводящих к немедленному искажению ее вектора выхода.

Поставленная цель достигается тем, 10 что в устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем, содержащее генератор тестовых воздействий и эталонных реакций, и блок сравненйя, первый вход которого соединен с первым выходом генератора. тестовых воздействий и эталонных реакций, введены первый и второй блоки .вычитания, первый и второй блоки умножения и первый и второй сумматоры, первые входы первых сумматора и блока вычитания подключены к первому входу устройства, вторые входы — к второму выходу генератора тестовых воздействий и эталонных реакций, а выходы — к соответствующим первым выходам устройства, первые входы вторых сумматора и блока вычитания соединены соответственно с вторым и с третьим входами устройства, а вторые входы вторых сумматора и блока вычитания — соответственно с третьим и вторым входами устройства, выход второго сумматора через первый . блок умножения подключен к второму выходу устройства, а выход второго 35 блока вычитания через последовательно соединенные второй блок умножения и блок сравнения — к третьему выходу устройства..

На чертеже представлена функцио- 40 нальная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки умножения, генератор

3 тестовых воздействий и эталонных реакций, блок 4 сравнения, первый 5 45 и второй 6 сумматоры, первый 7 и второй 8 блоки вычитания.

Кроме того, на чертеже нредставлены основная система 9 и дополнительная система 10 и обозначены первый вход 11, второй 12 и третий 13 выходы. Устройство работает следующим образом.

В процессе обработки информации, входной сигнал с входа 11 и тестовый сигнал с выхода тестовых воздействий генератора 3, складываясь в сумматоре 5, поступают на вход линейной динамической системы 9., где они обрабатываются в соответствии с функцией @» этой системы. Одновременно на вход. дополнительной динамической- системы

10 поступает разносТь входного и тестового сигналов, образующаяся на выходе. блока 7 вычитания. Выходные 65 сигналы основной 9 и дополнительной

10 динамических систем складываются в сумматоре 6 и вычитаются в блоке 8 вычитания. Результаты этих операций умножаются на 2 " с помощью блоков

1 и 2. В итоге на выходе 12 формируется реакция линейной динамической системы 9 на входной сигнал, а на выходе блока 2 умножения на 2 — ре-2 акция на тестовый сигнал, которая сопоставляется на блоке 4 сравнения с эталонной реакцией, поступающей с выхода эталонных реакций генератора 3.

Пусть входной сигнал динамической системы есть х, тестовый t, функция основной и дополнительной систем L.

Тогда при отсутствии дефектов сигналы на выходах сумматора 5 и блока 7 (х+с) и (х-t) соответственно, а на выходах основной 9 и дополнительной

10 систем — сигналы (х+ ) и (х-t).

Последние сигналы подаются на вход сумматора 6 и блока B,ïîýòoìó на выходе сумматора 6 будем иметь сигнал

L(x+t)+L(x-t), а на выходе блока 8

L(x+t)- (х-t). Поскольку функция лйнейна (L обладает свойством суперпозицйи), выход сумматора 6 (вход блока 1) есть 2L(x), выход блока 8 вычитания (вход блока 2) есть 2L(t), выход блока 1 умножения L(x), а блока 2 умножения L(t). Входами блока 4 сравнения являются выход блока 2 L(t) и выход эталонных реакций генератора

3 L(t), поэтому при отсутствии дефектов сигнал ошибки отсутствует. Выход

12 есть выход блока 1, т.е. L(x) реакция исправной линейной динамической системы на вход х.

При появлении дефектов в динамических системах 9 либо 10, либо выход системы 9 не равен L(x+t), либо выход системы 10 не равен L(x-t)p на выходе блока 8 вычитания сигнал 2L(t) не получают, и далее за счет неравенства выходных сигналов блока 2 генератора

3 на выходе блока сравнения появляется сигнал ошибки. Обнаруживаются и те дефекты, которые не могут обнаружиться в известной системе, т.е. дефекты, не искажающие L(х), так как значение (с) хотя бы на одном из тестовых воздействий искажается (усд ловие полноты теста), что приводит к искажению либо б(й+х)=б(x)+L(т) либо

L(t-x)=L(t) L(õ), и как следствие, к появлению сигнала ошибки.

Предложенная структура устройства пригодна как для аналоговых, .так и для цифровых линейных систем. для аналоговых систем сумматоры 5 и 6 (блоки 2 и 8) — обычные суммирующие (вычитающие) устройства, выполненные, к примеру, на операционных усилителях блока 1 и 2 - звенья с коэффициентом передачи 1/2 и блок 4 — аналоговый компаратор. Для цифровых линейных систем, работающих в поле

983710

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9927/59 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная,4 рациональных чисел без. переполнения разрядной сетки, указанные блоки есть цифровые аналоги соответствующих аналоговых блоков. Для линейных цифровых систем, работающих в конечных полях Галуа (полях вычетов ho простому модулю) отличные от G< все операции (суммирования, вычитания, умножения) производятся в пределах соответствующих полей. К примеру, умножение на 2 " в этих полях lo есть умножение на элемент, обратный

2. Так, в поле G> (поле вычетов по модулю 3) элемент обратный 2 есть 2 (2=2 " ), и блоки 1 и 2 выполняют умножение на 2 в поле вычетов по модулю 15

3, а в-поле G< элемент обратный.2 есть 3, и те же блоки выполняют умножения уже на 3 в 0 .

Для устройств, линейных в поле

G> (кодирующие и декодирующие устрой- 2О ства двоичных кодов), предлагаемая структура не пригодна, ввиду отсутствия разницы между суммированием и вычитанием в Gq.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы определяется повышением производительности.

Устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем, содержащее генератор тестовых воздействий и эталонных реакций, и блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом генератора тестовых воздействий и эталонных реакций, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности и расшйрения функциональных воэможностей устройства, в него введены первый и второй блоки вычитания, первый и второй блоки умножения и первый и второй сумматоры, первые входы первых сумматора и блока вычитания подключены к первому входу устройства, вторые входы - к второму выходу генератора тестовых воздействий и эталонных реакций, а выходык соответствующим первым выходам устройства, первые входы вторых сумматора и блока вычитания соединены соот» ветственно с вторым и с третьим .входами устройства, а вторые входы вторых сумматора и блока вычитаниясоответственно с третьим и вторым входами устройства, выход второго сумматора через- первый блок умножения подключен к.второму выходу устройства, а выход второго блока вычитания через последовательно соединенные второй блок умножения и блок сравнения — к третьему выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США. В, 4034195, кл. G 06 F 11/00, опублик.. 1979.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 503242, кл. G 06 F 11/04, 1975.

3. Патент СНА Ю 4049957, кл. G 06 F 11/00, опублик. 1979 (прототип).