Устройство для контроля радиоэлектронных объектов Советский патент 1986 года по МПК G06F11/24 

1ирования, выход генератора тактовых импульсов связан с входом делителя частоты, управляющие выходы которого соединены с синхровходами коммутатора, нормализатора, аналого-цифрового преобразователя, первого, второго и третьего блоков памяти.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может бь1Ть использовано для оценки технического состояния контролируемого объекта в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет исключения грубых ошибок измерения и отказов сбойного характера, приводящих к искажению входной информации в параметрах.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма синхронизации работы блоков устройства.

Устройство содержит первьш элемент 1 И, коммутатор 2, нормализатор 3, 4, первый блок 5 памяти, задатчик 6 коэффициентов экстраполяции , блок 7 умножения, накапливающий сумматор 8, первьш ключ 9, задатчик 10 доверительных интервалов, первый блок 11 алгебраического суммирования, второй ключ 12, второй блок 13 памяти, второй блок 14 алгебраического суммирования, третий ключ 15, третий блок 16 памяти, первый элемент 17 сравнения, второй элемент 18 сравнения, четвертый ключ 19, задатчик 20 номиналов параметров,, третий блок 21 алгебраического суммирования, пятый ключ 22i задатчик 23 допусков, третий элемент 24 сравнения, элемент ИЛИ 25, второй элемент И 26, счетчик 27, дешифратор 28, блок 29 индикации, генератор 30 тактовых импульсов и делитель 31 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Пусть устройство обслуживает L объектов, по каждому из которых контролируется/т параметров. Работа устпервого, второго, третьего и пятого ключей, задатчика коэффициента экстраполяции, задатчика доверительных интервалов, задатчика номиналов параметров и задатчика допусков, а также второго элемента И, дешифратора и блока индикации.

ройства осуществляется в реальном масштабе времени, циклически с периодом опроса объектов Тд . В свою оче- ,редь, каждый из периодов Т состоит

из периодов опроса параметров , j TTm . Таким образом, каждый j -и параметр 6 -го объекта, I 1,L , кон- . тролируется с периодом Т , что следует считать единичным измерением.

Таким образом, контроль множества

объектов и параметров реализуется , с использованием принципа временного разделения. Управляющие сигналы с выхода, делителя 31 частоты включают сигналы- А, , А , , определяющие номер объекта, сигналы С, -- Сд , определяющие номер параметра, сигналы 5;, , 5 н 5за определяющие взаимодействие и функционирование отдельных блоков

устройства.

От датчиков параметров, характеризующих текущее техническое состояние объектов, электрические сигналы В аналоговой форме поступают на коммутатор 2, которьш обеспечивает поочередное подключение электрических сигналов от каждого из объектов и представляет собой электронный коммутатор, состоящий из L (по числу

объектов) схем электронной селекции на три входа каждая, причем первые их входы постоянно соединены с объектами, вторые входы циклически пооче- педно спрашиваются управляющими сигналами А, , Aj , . .., А „ формируемыми генератором 30 и делителем 31 и указывакицими номер объекта, треть и- входы опрашиваются управляющими сиг-, налами 5, и непосредственно определяют момент объема аналоговых величин с датчиков. Таким образом, с выхода коммутатора 2 на нормализатор 3 в любой момент времени могут посту,3

пать электрические сигналы только от одного из контролируемых объектов Нормализатор 3 осуществляет представление различных электрических величин контролируемых параметров объектов в определенный масштаб напряжения постоянного тока и может быть реализован на операционном усилителе постоянного тока с изменяемым коэффициентом усиления. Коэффициент усиления усилителя автоматически устанавливается сигналами Гс1 и определяется текущими номерами контролируемого объекта и параметра. Изменение коэффициента усиления может быть достигнуто изм&неняем номинала сопротивления резистора в цепи обратной связи операционного усилителя

Напряжение с выхода поступает на АЦП, где преобразуется в цифровой код для исключения (фильтрации) грубых ошибок измерения и отказов сбойного характера. В основе этой операции лежит проверка каждого очередного результата измерения параметра Ц.;, поступающего в виде двоичного кода с АЦП, на принадлежность его значения к доверительному интервалу Llj , центр которого равен экстраполированному значению параметра Цi э Эта проверка осуществляется в элементах 17 и 18 с использованием следующих соотношений;

если ) то результат учитывается, (1)

если Uj , то результат Исключается, (2). где и ,,; , - соответственно левая и правая границы доверительного интервала параметра j , которые рас- считьшаются в блоках 11 и 14 в соответствии с выражениями

liAi-Uj -u

.

Значения полуинтервала по каждому из параметров в виде констант хранятся в задатчике 10. Пред- варительньй расчет значений полуинтервалов i(J: производится путем учета трех основных источников ошибок: измерения с дисперсией у) преобразования из аналоговой формы цифровую с дисперсией О

tlSJ 2

и экстраполяции с дисперсией dj.

2035384

Считая, что суммарные ошибки распределены по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием, среднеквадративное значение суммар- 5 ных ошибок определяется с помощью выражения

d :-4dl:

nj , .

10

Дисперсии ошибок преобразования можно вычислить на основе известного соотношения

.. 1

где П: - цена младшего разряда для

параметра j .

Дисперсию ошибок экстраполяции на 20 основе (3) можно рассчитать с помощью соотношения

1 ,2 2(N-0(%l) + 6P(NM)6f

,

N{M/-l)

()

где Р - число периодов измерений, на которое производится экстраполяция ; объем выборки результатов

измерений, на основе которой производится экстраполяция. При экстраполяции на один период () выражение (3) преобразуется к

35

виду

,г ,г 2(M-0(2N-0 + 6N Йр С..

N(N. -0

,

40 Значение полуинтервала выбирается таким, чтобы обеспечить вероятность попадания очередного нймере- ния внутри интервала, близкую к единице, AlJj . Для осуществления

45 предлагаемой фильтрации грубых сшибок измерения рассчитывается экстраполированное значение параметра на момент времени, соответствующий моменту поступления очередного нового

50 результата измерения данного параметра. Таким образом, время экстраполяции равно периоду поступления результатов измерений. Расчет экстраполированных значений (/j производится

55 на основе соотношения (3)

N

,

Up 2:a;-U;;

(5)

где cl, коэффицие -гг веса i -го измерения N , N - 2;

j-jij - результат измерения параметра j на момент времени и ; N - объем выборки результатов

измерений.

Коэффициенты а, хранятся в блоке 6 Измеренные значения параметров

в двоичном коде с блока 4 поступают в блок 5, где хранятся в течение N смежных периодов измерений параметров. Значения коэффициентов веса а, для выборки измерений объемом для линейной модели изменения параметра при равноточных и рав Нодискретных измерениях рассчитываются из соотношения (3)

Ч

а-(Nt2HNt3)-2i(4M + )HO| ;N( (N-2)

Рассчитанные экстраполированные значения (J:, вьщаются на входы блоков 11 и 14, где производятся .вычисления по выражению (3), Если очередной результат измерения удовлетворяет условию (1), то он пропускается на выход и в дальнейшем используется -ДЛЯ оценки технического состояния объекта. Если же очередной результат удовлетворяет условию (2), то результат из дальнейшей обработки исключается и в счетчик 27 по данному параметру записывается 1. Если 1 записана дважды в двух смежных периодах измерения, то по данному параметру формируется итоговое сообщение отказ, которое в виде уровня напряжения (тока) вьщается в блок 29 для регистрации.

Значения параметров в двоичной форме, удовлетворяющие условию (1), поступают на блок 21, в котором в цифровой форме рассчитываются величины и знаки отклонений д; контроли,

руемых параметров Uj от их номиналов JJ,j

i-AA,. ,,

Номинальные (эталонные) значения по каждому из параметров поступают с задатчика 20, в котором хранятся L Hi номинальных значений парамет- 1зов. Значения отклонений А I G блока 21,поступают на элемент 24, который на основе сравнения значений отклонений bj с пороговыми значениями :: 1,2,,. позволяет принять решение о текущем техническом состоянии объекта. В элементе 24 реализуется следующая логика принятая решений;

Об U1 й; - нормальньй режим работы,

Л,Л; U2. режим Контроль, ,- режим Профилакти Э 5

ка-j . (г) - ремонт объекта.

Из данной сов.окупности решений в задатчике 23 хранятся пороговые знаг

чения отклонений л

по

1 3

каждому из контролируемых параметров.

Результат оценки состояния объектов по каждому контролируемому параметру в виде уровня напряжения (тока) выдается и отображается на табло блока 29.

Технический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повьш1ении достоверности контроля за счет уменьшения количест- ва ошибочных решений, обусловленных , отказами сбойного характера, при учете грубых ошибок измерения как частотного случая таких отказов, поскольку интенсивность сбоев на 1-2 порядка выше интенсивности устойчивых отказов.

) Шс

i

Ш.

(AhiC)

{AJ.IC}

,,A2,...At,....AL {Cj-Ct.C2,...,Cj....,Cm ф f

ДЗ-. /Х1Л ic

Запись /пекущего измерений S накопитель СчитыУание N из ерений и Stidava на ifMHojxumeab 7

Считывание доУерительнь t nmepSa/ioS на сумматоры ff, /

Ш а

границ интервала на э/ еменгт1г 1 сраёнения (7, /8 Запись BbivucaettHbix границ предыдущего цикпа

I. Щ , П Гх

6flOKuS,S

блок 6

Вычисление зкстрапопираванного знауения и быдача еао на cv Mamapii/ / /

CvumiiiSaHue коэффициентов Seca на уммомищель 7

Считывание этолонноео параметра ct/Mf arrjop t ffbidava отклонения параметра на элемент сравнения Z t

Ваокиго.гг g g 1 g Ш Ш1 R

Запись catHOfa сдол cvemvuft 27

.z6 т т , т .т т . т

Boidava и сравнение порогов с величиной отклонения дешифрация счетчика сбоев, /рормарование решения

Б.оки щ i м 1 ш 1 жа-Ж11 2в,г9

фиг. Z