Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов Советский патент 1983 года по МПК G06F11/24 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при.Ьп-. ределении границы области работоспособности технических объектов.

По основному авт. св. 970384 известно устройство, содержащее делители напряжения, выполненные на потенциометрах, подвижные контакты которых соединены с соответствующими входами блока установки допусков и логического блока, первые выходы уставок блока установки допусков соединены с установочными входгиии блока совпадения, выход которого соединен с управляющим входом регистрирующего блока, управлянмций вход блока совпадения соединен с выходом логического блока, выходы потенциометров делителей напряжения соединены с выходами генератора линейно изменяющегося напряжения, вторые выходы уставок блока установки, допусков соединены с входами п-входового элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора линейно изменякяцегося напряжения

Недостатком известного устройства являются ограниченные функционгшьные возможности из-за невозможности определения .рдинат граничных точек.

областей работоспособности таких объектов, у которых область возможных значений первичных параметров частично лежит вне области допустимых значений первичных параметров.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения областей работоспособ10ности тех объектов, у которых область возможных .значений первичных параметров частично лежит вне области допустимЬяс значений первичных параметров .

Указанная цель достигается тем,

15 что в устройство для определения границы области работоспособности технических объектов введены триггер, элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, при этом выход логичес20кого блока соединен с входом установки в единичное состояние триггера, третьи выходы уставок блока установки допусков и выход первого элемента ИЛИ соединены с соответству25ющими входами второго элемонта ИЛИ, выход триггера соединен с первым входом элемента И, к второму входу которого,подключен выход пторого .элемента ИЛИ, выход элемеи-л И со30единен с входом установки i ноль триггера и с первым входом третьег элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен соответствующий выхо блока совпадения, выход третьего элемента ИЛИ соединен с управляющим вх.одом регистрирующего блока. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - график процесса построения графика области ра ботоспособности технических объекто S двухкюрном пространстве первичных параметров при трех циклах (I, И, Ij1) определения граничных точек| на фиг. 3 - график зависимости от времени выходного Напряжения генера тора линейно изменяющегося напряжения На фиг. 1-3 обозначено: W - выходное напряжение генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН и функции времени, -моменты времени начала HV На работы глин; -максимсшьное значение . соответственно максималь ное и минимальное допустимые значения первичног параметра х , соответственно максималь ное и минимальное допустимые значения первичног параметра х j -координаты г-ной (г 1, 2 , ,.,) граничной точки области работоспособности, лежгицей на секущей (л) - 1, 2, . ..) ; -интервалы времени измене ния выходного сигнала ГЛИН -текущие значения i-ro (I 1, п) первичного параметра) -текущее значение J-й фун кдии рабо способности, где X (х , x-i, . .. , х , . .. , Ху,) , которая определяет цель и назначение объекта и измеряет ся в заранее заданных пределах, определяемых условием работоспособност соответственно минимальное и максимальное допус 5vnaK(jH,«) тикые значения J-й функции работоспособности, называемые условиями работоспособности , т.е. ог раничения, накладываемые на выходные парги етры об екта, нарушение которых приводит к потере работо способности объектаJ - область возможных значений первичных параметров технического объекта, под которой понимается множество значений первичных параметров, при которых одновременно выполняются все m условий fj (х) Jniax ; I J 1 .гп (П Р - область допустимых значений первичных параметров, определяемая неравенствами ruaX Y |, 1.П,/) т;- безразмерный параметр, изменяющийся в пределах от О до ве 1 G РЛМ - область работоспособности технического объекта.. Устройство (фиг, 1) содержит генератор линейно изменяющегося напряжения 1, логический блок 2, блок установки допусков 3, имеющий п уставок 4, блок совпадения, имеющий (п+1)-входовой элемент И 5, регистрирующий блок б, триггер 7, элемент И 8, первый, второй и третий элементы ИЛИ 9, 10 и 11, п потенциометров 12 , 122, г 12yi. Входы потенциометров 12. ... 12 у, соединены с выходами генератора линейно изменяющегося напряжения (глин) 1, а их подвижные контакты соединены с соответствующими входами логического блока 2 и уставок 4 блока установки допусков 3, Первые выхо ды уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента И 5 и с соответствующими входами регистрирующего блока б, вторые выходы п уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 10, тре±ьи выходы п уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 11, Выход логического блока 2 соединен1Ь с входом установки в единицу триггера 7 и с (п+1)-ым входом элемента И 5 блока совпадений. Единичный выход триггера 7 соединен с первым входом элемента И 8, к второму входу которого соединен выход элемента ИЛИ 11, к (п+1)-му входу которого и к входу ГЛИН 1 подключен выход элемента ИЛИ 10, Выход элемента И 8 соединен с входом установки в ноль триггера 7 и к первому входу элемента ИЛИ 9,-к второму входу которого подключен выход элемента И 5 блока совпадений, выход элемента ИЛИ 9 соединен с управляющим входом регист рирующего блока. Принцип работы устройства состоит в реализации зависимости всех первичных параметров, определяющих работоспособность технического объекта, от одного дополнительного параметра Т в соответствии с уравнением где х- - некоторое г-е фиксированное значение i-го первичного параметра (г 1, 2, ... ). I/, Выражение (3) представляет собой в п-мерном пространстве первичных параметров х| параметрическое задание прямой, выходящей из начала координат. При определенных значениях Т и (1 1 , п) эта прямая может пересечь область G. Количество таких прямых может быть произвольным Граничные значения дополнительно го параметра 1Г находятся при решении уравнений fW ,-и w-ivi hunviM (imay rn WQV (-a;- Та Координаты граничных точек облас ти М находятся по выражению Vr,.;j, (i 1 . n), гдеТгл) ( 1 2, ...) - решения уравнений () и (5). При этом, вычисленные по формуле (6) координаты граничных точек буду лежать на границе области G, если они удовлетворяют условию (2), т.е. должно выполняться условие iwin Irv wOK Устройство работает следующим об разом. В i-ю уставку «i(i 1,п) блока установки допусков 3 вводят два пороговых значения ,-„ и , , где и - минимальное и максимальное нормированные допустимые значения irro параметра. На потенциометрах 12 , 122, ..., 12 , .. 12у, устанавливается первая комбинация нормированных произвольных знач ний первичных параметров (х, x,j., « х , .. . , ) на R - Xj , на Xj, ...i на х-, ,.., .на Содержание триггера 7 равно нулю Затем с выхода ГЛИН 1 в момент времени t ((иг. 3) подается линейно изменяющееся напряжение Увь1х(О Г , где -Г at. При этом а - некоторая постоянная (в частном случае а « 1) ; t - время. Максимальное значение выходного напряжения ГЛИН 1 SUPx ikria)i С подвижного контакта потенциометра 12,- снимается величина TCfi XY -Tr , которая подается на i-й вход логического блока 2, реализующего функцию работоспособности , и на вход i-й уставки 4 блока установки допусков 3. Уставка 4 контролирует нахождение величины -Tii ранее заданных пределах, так как iwiax Если эти неравенства удовлетворяются , то на первом выходе уставки 4 сигнал равен , который подается на соответствующие входы элемента. И 5 блока совпадения и регистрирующего блока 6. Если хотя бы одно из неравенств не удовлетворяется, например, для то сигнал на первом выходе (i + 1)-й уставки равен нулю. Если -jTi Х;{уу,ахг то появляется сигнал На втором выходе i-и уставки и , если f , , то появится сигнал на третьем выходе i-й уставки 4-. Логический блок 2 непрерывно вычисляет значение 1 1 л KV) Предположим, что области М и Р имеют вид, изображенный на фиг. 2. В момент выполнения равенства функции работоспособности одному из условий работоспособности (при f 1;,( , что соответствует граничной точке зГ.см (фиг. 2), с выхода логического блока 2 подается сигнал на (п+1)-й вход элемента И 5 блока совпадений и на вход установки триггера 7 в единичное состояние. Триггер 7 переводится в единичное состояние, и его выходной сигнал, не равный нулю, подается на первый вход элемента И 8. Так Как в граничной точке Я|-1 значение х то сигнал на первом выходе уставки 4 равен нулю. Поэтому и на соответствующем входе элемента И 5 сигнал равен нулю. Затем в момент времениТ: х соответствует граничной точке xjjy (фиг. 2), текущее значение параметра ц- лупт- При этом появится сигнал на третьем выходе уставки 4, которыР через элемент ИЛИ 11 подается на второй вход элемента И 8, на первый вход которой подан сигнал с выхода триггера 7« Выходной сигнал элемента И 8 подается на вход установки

в ноль триггера 7 и через элемент ИЛИ 9 на управляющий вход регистрирующего блока 6. Сигналы с первых выходов уставок 4 блока установки допусков 3 подаются на соответствующие входы элемента И 5 блока совпадений и регистрирующего блока 6, Сигнал на (п+1)-ом входе элемента И 5 равен нулю. Тогда, по команде с выхода элемента И 8 регистрирующий блок б зафиксирует координаты точки х, лежащей на границе области G. Затем в момент времени , что соответствует граничной точке ц фиг. 2) , функция работоспособности Т будет равна одному из условий работоспособности. При этом сигнал с выхода логического блока 2 подается на {п-;-1)-й вход элемента И 5 блока совпадений и на вход установки триггера 7 в единичное состояние. Триггер 7 пере1водится в единичное состоян.ие, и его выходной сигнал, не равный нулю, подается на первый вход элемента И 8 Так как все координаты граничной точки Я{5 удовлетворяют условию (2), то .Сигналы на первых выходах всех уставок 4 не равны нулю Данные сигналы подаются на соответствующие входы регистрирующего блока 6 и элемента И 5. Выходной сигнал элемента И 5 через элемент ИЛИ 9 подается на управляющий вход регистрирующего блока 6, который фиксирует координаты граничной точки области работоспособности G ,

Аналогично устройство работает в момент времени ) ,что соответствует граничной точке (Фиг, 2) , Затем в момент времени соответствует граничной точке (фиг, 2), текущее значение параметра х При этом появится сигнал на втором выходе уставки 4а, который через элемент ИЛИ 10 подается на вход ГЛИН 1 и элемента ИЛИ 11. Выходной сигнал-элемента ИЛИ 11 подается на второй вход элемента И 8, на первый вход которого подан сигнал, не равный нулю, с выхода триггера 7, Выходной сигнал элемента И 8 подается на вход установки в ноль триггера 7 и через элемент ИЛИ 9 на управля«ювдий вход регистрирующего блока .6, С1ягналы с первых выходов уставок 4 и блока установки допусков 3 подаются на соответствующие входы элемента И 5 блок1 совпадений и регистрирующего блока 6, Сигнал на (п+1)-ом входе элемента И 5 равен нулю. Тогда по команде с выхода элемента И 8 регистрирующий блок 6 зафиксирует координаты точки х , лежащей на

границе области G, По команде с вы хода элемента ИЛИ 10 ГЛИН 1 прекращает работу и его выходной сигнал становится равным нулю (фиг. 3), Таким образом время работы ГЛИН 1 в

первом цикле исследования равно (фиг, 3),

В промежуток времени Л t - t,, на потенциометрах 12, 122, ..,, , ,, ,, 12у, устанавливается вторая ком0 бинация нормированных произвольных

значений 5ri( . а г) Затем при , 3) с выхода ГЛИН 1 подается сигнал, и цикл измерения повторяется для следующих точек,

5 лежащих на границе области работоспособности технического объекта.

Процесс повторяется до тех пор, пока не будет определена граница области работоспособности с заданной

0 Ьючностью, Соединяя граничные точки, получают границу области работоспособности,

В результате применения данного 5 изобретения расширяются функциональные возможности его работы за счет расширения класса объектов, для которых возможно определение границы области работоспособности,

Формула изобретения

Устройство для определения грание цы области работоспособности технических объектов по авт, ев, 970384, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введены триггер, элемент И, второй и третий 0 элементы ИЛИ, при этом выход логического блока соединен с входом установки в еди ничное состояние, тригТера, третьи выходы уставок блока установки допусков и выход первого 5 элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого и выход триггера соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен 0 с входом установки в ноль триггера и с первым входом третьего элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход блока совпадений, выход третьего элемента ИЛИ соединен с 5 управляющим входом регистрирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 970384, кл, G 06 F 15/46, 1981

(прототип),

w Ptn.i ff№/ f;tw ffHOKc 1/ i|j tjqz W tae tr iu.1