КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ Российский патент 2016 года по МПК G06F11/277 G05B23/00 

Изобретение относится к области обработки информации с помощью электронно-вычислительных устройств, в частности протоколированию работы автоматизированных систем управления ракетно-космической техникой в реальном времени и диагностированию возможных неисправностей.

Протоколирование работы автоматизированных систем заключается в фиксировании состояния памяти и параметров цифровой вычислительной машины системы управления в контрольных точках, сравнении их с эталонными значениями и формированием диагностических сообщений.

Известно устройство диагностирования в реальном времени системы электродвижения судна (патент RU №2451299, приоритет 07.10.2010 г.), осуществляющее диагностирование асинхронного двигателя путем анализа аналоговых параметров системы электродвижения судна, а именно измеренных токов и напряжений статора. Устройство включает в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП), пульт оператора, контроллер, на котором реализованы блок идентификации параметров объекта диагностирования (ОД), эталонная модель ОД, блок вычисления текущих параметров ОД, блок классификации состояния ОД, блок хранения текущих состояний ОД и блок прогнозирования. Измеренные во времени параметры двигателя преобразуются в вейвлет-коэффициенты, и анализируется их дисперсия в разных масштабах, и по изменению делается заключение о наличии зарождающихся или развивающихся дефектов двигателя. При этом оценка изменений осуществляется относительно неизменных параметров эталонной модели в режиме реального времени, которые были определены на этапе идентификации с использованием фильтра Калмана.

Данное устройство является наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является отсутствие фиксации цифровых параметров системы управления, а именно отсутствие контроля за состоянием памяти и регистров цифровой вычислительной машины.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является отслеживание цифровых параметров системы управления в заданных точках, фиксация параметров, передача их в принимающую часть, а также дальнейший их анализ и выявление неисправности.

Техническими результатами заявляемого изобретения являются расширение функциональных возможностей прототипа, а именно:

- осуществление фиксации цифровых параметров системы управления за счет введения контроля за состоянием памяти и регистров цифровой вычислительной машины, входящей в состав системы управления ракетными комплексами;

- устранение сбоев в работе системы управления за счет уменьшения времени, необходимого на фиксацию и передачу данных в принимающую часть, путем кодирования параметров состояния системы в заданный момент времени;

- повышение надежности функционирования системы управления в целом.

Указанные технические результаты достигаются тем, что комплекс для диагностирования системы управления в реальном времени состоит из соединенных блока регистрации параметров системы управления, блока ввода контрольных данных, блока анализа данных. Дополнительно в комплекс введены блок кодирования данных, подключенный к системной шине передающей части и блоку регистрации параметров системы управления, блок декодирования данных, подключенный к системной шине принимающей части, блок связи, подключенный к системной шине передающей части и системной шине принимающей части, системная шина передающей части, системная шина принимающей части. При этом комплекс может содержать блок вывода результатов.

Комплекс для диагностирования системы управления в реальном времени, приведенный на фигуре 1, представляет собой техническую систему, состоящую из: блока регистрации параметров системы управления 1, блока кодирования данных 2, системной шины передающей части 3, блока связи 4, блока декодирования данных 5, блока ввода контрольных данных 6, системной шины принимающей части 7, блока анализа данных 8. Комплекс может содержать блок вывода результатов 9.

Блок регистрации параметров системы управления 1 выполнен с возможностью регистрировать состояние системы управления в заданный момент времени. Блок кодирования данных 2 выполнен для осуществления формирования пакетов данных. Системная шина передающей части 3 обеспечивает кодовый интерфейс связи между блоками передающей части комплекса. Блок связи 4 обеспечивает кодовый интерфейс связи между передающей и принимающей частями комплекса. Блок декодирования данных 5 выполнен с возможностью преобразования пакетов данных в диагностическую информацию о состоянии системы управления. Блок ввода контрольных данных 6 представляет собой стандартную клавиатуру. Системная шина принимающей части 7 обеспечивает кодовый интерфейс связи между блоками принимающей части комплекса. Блок анализа данных 8 выполнен с возможностью сопоставления полученной диагностической информации о состоянии системы управления с введенными контрольными данными.

Блок регистрации параметров системы управления 1 регистрирует состояние параметров системы управления в заданных точках и передает данные на вход блока кодирования данных 2. Блок кодирования данных 2 осуществляет формирование кодированных пакетов данных и передает сформированные пакеты данных через системную шину передающей части 3 в блок связи 4. Блок связи 4, через системную шину принимающей части 7, передает пакеты данных в блок декодирования данных 5. В блоке декодирования данных 5 происходит расшифровка переданных данных и приведение их к формату контрольных данных, заданных оператором, с помощью блока ввода контрольных данных 6. Контрольные данные из блока ввода контрольных данных 6 и декодированные данные о состоянии системы управления из блока декодирования данных 5 поступают на вход блока анализа данных 8. В блоке анализа данных 8 осуществляется сопоставление полученных из передающей части данных о состоянии системы в заданных точках и введенных контрольных данных. Обмен данными между блоками комплекса внутри передающей части комплекса происходит через системную шину передающей части 3, а внутри принимающей части комплекса - через системную шину принимающей части 7. Блок вывода результатов диагностирования 9 представляет собой стандартный монитор, на котором отображаются результаты диагностирования системы управления.

Введенные блоки кодирования данных, декодирования данных, блок связи, системная шина передающей части, системная шина принимающей части позволяют осуществлять фиксацию цифровых параметров системы управления, устранить сбои в работе комплекса и повысить надежность системы управления в целом, за счет контроля цифровых параметров системы управления, а также за счет уменьшения времени, необходимого на фиксацию состояния системы управления и передачу ее в принимающую часть.

Практическое использование данного изобретения заключается в регистрации данных о состоянии параметров системы управления в заданный момент времени, отправке их в принимающую часть, последующем анализе полученных данных и сравнении результатов с заданными контрольными данными. Передаваемые данные кодируются, что уменьшает время, требуемое на передачу данных по кодовому интерфейсу связи, и не нарушает временных допусков, заданных при функционировании системы реального времени, что позволяет повысить надежность функционирования системы управления в целом.

Покажем возможность осуществления изобретения, т.е. возможность его промышленного применения. Все блоки, входящие в состав заявленного изобретения, относятся к классам, для которых известны методы и правила их получения по предъявленным к ним требованиям, а именно:

- блок регистрации параметров системы управления 1 реализуется с помощью стандартного накопителя данных на жестких магнитных дисках или энергозависимой полупроводниковой памяти.

- блок кодирования данных 2 может быть получен по предъявленным к нему требованиям по известным методам и правилам, описанным в ГОСТ Р 52070-2003;

- системная шина передающей части 3 может быть получена по предъявленным к ней требованиям по известным методам и правилам, описанным в ГОСТ Р 52070-2003;

- блок связи 4 быть получен по предъявленным к нему требованиям по известным методам и правилам, описанным в Б. Скляр «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». Издательский дом «Вильяме», 2007 г., стр. 269-404.

- блок декодирования данных 5 может быть получен по предъявленным к нему требованиям по известным методам и правилам, описанным в ГОСТ Р 52070-2003;

- блок ввода контрольных данных 6 реализуется с помощью стандартной клавиатуры персональных и промышленных компьютеров;

- системная шина принимающей части 7 может быть получена по предъявленным к ней требованиям по известным методам и правилам, описанным в ГОСТ Р 52070-2003;

- блок анализа данных 8 может быть получен по предъявленным к нему требованиям по известным методам и правилам, описанным в Р. Калбертсон, К. Браун, Г. Кобб «Быстрое тестирование». Издательский дом «Вильяме», 2001 г., стр. 35-50;

- блок вывода результатов диагностирования 9 реализуется с помощью стандартного монитора и соответствующих видеоадаптеров.

Изобретение относится к области обработки информации с помощью электронно-вычислительных устройств, в частности протоколированию работы автоматизированных систем управления ракетно-космической техникой в реальном времени и диагностированию возможных неисправностей. Техническим результатом является осуществление фиксации цифровых параметров системы управления, устранение сбоев в работе системы управления, повышение надежности функционирования. Комплекс содержит блок регистрации параметров системы управления, блок кодирования данных, системную шину передающей части, блок связи, системную шину принимающей части, блок декодирования данных, блок ввода контрольных данных, блок анализа данных. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Комплекс для диагностирования системы управления в реальном времени, состоящий из блока регистрации параметров системы управления, блока ввода контрольных данных, блока анализа данных, отличающийся тем, что дополнительно введены блок кодирования данных, подключенный к системной шине передающей части и блоку регистрации параметров системы управления, блок декодирования данных, подключенный к системной шине принимающей части, блок связи, подключенный к системной шине передающей части и системной шине принимающей части, системная шина передающей части, системная шина принимающей части, блок ввода контрольных данных и блок анализа данных соединены через системную шину принимающей части.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что содержит блок вывода результатов, подключенный к системной шине принимающей части.