Устройство для контроля технического состояния радиоэлектронных объектов Советский патент 1987 года по МПК G06F11/30 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испол1гЗовано для оценки и прогнозирования технического состояния радиоэлектронных объектов.

Цель изобретения повышение точности контроля за счет адаптации устройства к скорости изменения контролируемого параметра.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 -- временные диаграммы работы устройства; н а фиг.З - зависимость дисперсии суммарной ошибки от коэффициента сглаживания

Устройство содержит датчики 1 - 1 параметров, коммутатор 2, нормаз1и Затор 3, аналого-цифровой преобразо - ватель 4 первый блок 5 памяти, первый блок 6 алгебраического суммиро- вания, блок 7 сравнения, блок 8 задания констант, первый блок 9 умножения, шестой блок 10 ключей, блок II задания коэффициентов сглаживания первый сумматор i 2, второй блок 13 умножения, седьмой блок 14 ключей, первый блок 15 ключейS.второй блок 1 алгебраического суммирования, второй 17 и третий 18 блоки ключей, второй блок 19 памяти, регистр 20 сдвига, блок 23 задания эталонов, шздикатор 22, четвертый блок 23 ключей, второй сумматор 24, пятьш: блок 25 памяти, гене,ратор 26 тактовых импульсов и делитель 27 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Циклически с периодом Т опрашиваются L объектов. В свою очередь, каждьй из периодов Т . состоит из периодов опроса параметров , j l,m. Таким образом, каждый j-й параметр 1-го объекта контролируется с периодом TO, что считается единичным измерением, а контроль мно- жества объектов и параметров реализуется с использованием принципа временного разделения.

Генератор 26 и делитель 27 частоты вьфабатьшают сигналы (фиг«2):

Ат| А, , С; G-|jC2,..,,

IS) S , S , . , . , S,

задающие последовательность обработки информахщи, и синхронизируют работу узлов устройства.

15.2

От датчиков 1 т характеризующих текущее техническое состояние объектов, электрические сигналы в аналоговой форме поступают на коммутатор 2, который обеспечивает поочередное подключение сигналов от каждого из объектов по каждому из параметров и представляет собой электронный коммутатор, состоящий из L х m схем электронной селекции, на которые поступают сигналы от датчиков параметров , управляюадае сигналы опроса и сигналы синхронизации от делителя 27 частоты.

Нормализатор 3 осуществляет преобразование различных электрических величин контролируемых объектов в определенньй масштаб напряжения; коэффициент преобразований автоматически устанавливается управляющими сигналами (.А % с в интервале действия сигнала Sj ,

Аналого-цифровой преобразователь 4 преобразует напряжение с выхода нормализатора в цифровой двоичньш код.

В основе расчета .оцененного и экстраполированного значений произвольно взятого параметра лежит, как и в известном устройстве, метод экспериментального сглаживания, при котором предьщущие значения параметров учитываются с убьшающими по экспоненциальному закону весами, при этом обеспечивается последовательное на каждом измерении (гааге) уточнение параметров объекта по результатам последующих измерений. Расчет оце- нергаого и j,. и экстраполированного значений параметра j на п-м suare анализа производится при помощи рекуррентных выражений:

(

inl)

и

(

+ л)

( (Mtj

V)j («-)j

(2)

3; - коэффициент сглаживания

на п-м шаге;

Uflj - результат измерения параметра j на текущем п-м шаге анализа;

б(п-л)- оцененное значение параметра на предьщущем (n-l)-M шаге анализа. выхода АЦП 4 результаты измереи„ в цифровой форме поступают в

мируется оцененное значение параметра 0 в соответствии с выражением (1).

31325515

первый блок 5 памяти, который пред- В итоге на выходе сумматора 12 фор- ставляет собой ячейку памяти для нения одного числа в течение времени не менее Т, . Содержимое этой ячейки считывается дважды за.время

вается в регистр 20, а также под действием синхросигнала Sj-. через блок 15 подается в блок 16, на второй

10

первьй раз на вход блока 6 и второй раз - на вход блока 9, после чего ее содержимое стирается.

В основе определения значения лежит расчет в блоке 6 на каждом шаге анализа разности (/;„ U, - )

сравнения в блоке 7 полученной разРассчитанное значение и. записывход которого подается под действием синхросигнала Sj. через блок 18 номинальное значение U параметра j из блока 21 задания эталонов.

В блоке 16 рассчитьшаются величиВ блоке 16 рассчитьшаются величиности с четырьмя константами и. &, ..

и,. Л., хранящимися в блоке 8, и vi5 « и знаки отклонений 4| контроли T TTOx t.Tv rMTOtrowtTi-rv о и OTT itltrTi ггогчах гатчл

борка на основе результата сравнения через блоки 10 и 14 ключей одного из пяти значений -Jj. , х{5анящихся в блоке 11, в соответствии с правилом: при с/, ; д выбирают

при , v

руемых оцененных значений параметров от их номиналов (эталонов) и,;- и

при 2 tfj i-dj

при Лз 4 f /3 при 4 - c jn

W ,

.Г 0

(п)

(.,

И

)J 0,4; ) 0,3; Or 0,2.

h, -HjЗадатчик эталонов является посто- 20 янным запоминающим устройством ем- ,костью L X m ячеек памяти, при считывании содержимого из которого не происходит разрушение информации. Значение отклонения д- под дейБлок 8 задания констант представ- 25ствием синхросигнала S через блок

ляет собой постоянное запоминающее 7 вьщается на индикатор 22, который

устройство с минимальной, емкостьюиспользуется для визуальной оценки

четыре ячейки, допускающее многократ-Результатов контроля. По каждому параное считывание информации без ее на индикаторе отображается норазрушения. Количество разрядов каж- параметра объекта, верхние и ниждой ячейки памяти должно быть не«« допуски отклонения от номинала

менее разрядности сравниваемых в блот ке 7 чисел.

Шестой 10 и седьмой 14 блоки ключей по построению аналогичны. Каждый . из них представляет собой совокуп- ность пяти независимых ключей (по количеству фиксированных значений V) s управляемых выходами блока 7.

Подача значения U, , . на второй вход блока 6 алгебраического суммирования осутцествляется с выхода блока 19 под действием синхросигналов S блока 27.

Результаты измерений с второго выхода первого блока памяти постекущие отклонения оцененного значения Л; , а также экстраполированнбе

расчет которого осузначение D (+1) ,

25 ществляется в блоках 19, 20, 23 и 24.

Блок 19 содержит L х m х 2 ячеек памяти, в которых хранятся оцененные значения по каждому из параметров

40 всех контролируемых объектов для текущего п-го и предыдущего (n-l)-ro шагов анализа. На каждом шаге анализа содержимое накопителя обновляется наполовину. Каждое чис-

45 ло хранится в блоке 19 в течение дву:х периодов измерения, после чего

стирается. В регистре 20, в котором тупают на первый вход блока 9 з ноже- , записано значение Unj , под действи- ния на второй вход которого из бло- ем синхросигнала Sj происходит сдвиг ка 11 задания коэффициентов сглажива- gg содержимого на разряд в сторо- ния через блок 10 ключей поступают . ну старщих разрядов, что равносильно значения (1-v) ) .Таким образом, с умножению записанного числа на 2. выхода блока 9 на первьй вход блока Отсюда следует, что разрядность регистра 20 на один превышает количест- gg во разрядов, используемых для представления исходного числа.- Резуль12 поступает величина (l-)(r,i) U

(П 1 nj 5

где она суммируется с величиной (.п) формируемой в блоке 13 и поступаюр ей на второй вход блока 12. Величина -О поступает из блока 11 через блок 14 на блок 13 умножения.

тат 2 X и (,- подается на один из входов сут-матора 24, на другой вход которого под действием синхросигнамируется оцененное значение параметра 0 в соответствии с выражением (1).

В итоге на выходе сумматора 12 фор-

вается в регистр 20, а также под действием синхросигнала Sj-. через блок 15 подается в блок 16, на второй

Рассчитанное значение и. записывход которого подается под действием синхросигнала Sj. через блок 18 номинальное значение U параметра j из блока 21 задания эталонов.

В блоке 16 рассчитьшаются величиi5 « и знаки отклонений 4| контролиT TTOx t.Tv rMTOtrowtTi-rv о и OTT itltrTi ггогчах гатчл

руемых оцененных значений параметров от их номиналов (эталонов) и,;- и

h, -HjЗадатчик эталонов является посто- 20 янным запоминающим устройством ем- ,костью L X m ячеек памяти, при считывании содержимого из которого не происходит разрушение информации. Значение отклонения д- под дей25ствием синхросигнала S через блок

«« допуски отклонения от номинала

текущие отклонения оцененного значения Л; , а также экстраполированнбе

расчет которого осзначение D (+1) ,

25 ществляется в блоках 19, 20, 23 и 24.

Блок 19 содержит L х m х 2 ячеек памяти, в которых хранятся оцененные значения по каждому из параметров

40 всех контролируемых объектов для текущего п-го и предыдущего (n-l)-ro шагов анализа. На каждом шаге анализа содержимое накопителя обновляется наполовину. Каждое чис-

45 ло хранится в блоке 19 в течение дву:х периодов измерения, после чего

тат 2 X и (,- подается на один из входов сут-матора 24, на другой вход которого под действием синхросигна513

ла St через блок 23 подается значение U(h-T)j из блока 19. Во втором сумматоре 2-4 происходит формирова/

ние значения Uj л).; соответствии с выражением (2), которое подается под действием синхросигнала S через блок 25 на индикатор 22.

Отображаемые на индикаторе теку щие отклонения оцененного значения Л , а также экстраполированные зна- чения U(j.,i; в самом индикаторе запоминаются на время Т , преобразуются в аналоговую формуj а затем поступают непосредственно на отображение. Обновление переменной информа- ции, . отображаемой на И1ЕДИкаторе, происходит с периодом опроса объектов

о

Номера параметров объектов,

а также верхние и нижние допуски на параметры являются постоянно отоб- ражаемой информацией и от периода к периоду не обновляются.

Технический эффект использования .предлагаемого устройства заключает- ся в повьшении достоверности оценки технического состояния радиоэлектронных объектов за счет повышения точности определения текущего и экстраполированного значений пара- метров.

Формула изобретени

Устройство для контроля техничес

кого состояния радиоэлектронных объектов, содержащее датчики параметров, коммутатор, нормализатор, аналого-цифровой преобразователь, пер- вьм блок памяти, первый и второй блоки умножения, блок задания коэффициентов сглаживания, первый и второй сумматоры, с первого по седьмой блоки ключей, первьй блок алгебраического суммирования, регистр сдв га, блок задания эталойов, инди катор, генератор тактовых импульсов и делитель частоты, подключенный входом к выходу генератора тактовых импульсов, а выходами - к синхровхо- дам коммутатора, нормализатора, первого и второго блоков умножения, блока задания коэффициентов сглаживания, первого и второго сумматора, первого блока алгебраического сумми- рования, первого блока памяти, регистра сдвига, блока задания эталонов, индикатора и к управляющим входам с первого по пятьщ блоков ключей, выхо

5 о

5

Q , д

5 . 6

ды датчиков параметров соединены с

информационными входами коммутатора, выход которого подключен к информационному входу нормализатора, соединенного выходом с входом аналого- цифрового преобразователя, пераый и второй выходы блока задания коэффициентов сглаживания соединены с информационными входами соответственно шестого и седьмого блоков ключей, выходы которых подключены к входам первых сомножителей первого и второго блоков умножения соответственно, выходы которых соединены с входами первого и второго слагаемых первого сум матера, выход сумматора подключен к информационным входам первого блока ключей, регистра сдвига и первого блока памяти, выход которого соеди-, нен с входом второго сомножителя второго блока умножения и с информационным входом четвертого блока ключей, подключенного выходом к входу первого слагаемого второго сумматора, вход второго слагаемого которого соединен с выходом регистра сдвига, а выход - с информационным входом- пятого блока ключей, подключенного выходом к первому информационному входу индикатора, второй информацион- ньй вход которого соединен с выходом второго блока ключей, информационный вход второго блока ключей соединен с выходом первого, блока алгебраического cy миpoвaния, входы первого и второго слагаемых которого подключены к вьЕсодам первого и третьего блоков ключей соответственно, ин- формационный вход третьего блока ключей соединен с выходом блока задания эталонов, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния точности контроля за счет адаптации устройства к скорости изменения контролируе;мого параметра, в него введены второй блок памяти, второй блок алгебраического суммирования, блок сравнения и блок задания констант, выход которого соединен с первым информационным входом блока сравнения, выход которого подключен к управляющим входам шестого и седьмого блоков ключей, а второй информацион- :ный вход - к выходу второго блока алгебраического суммирования, соединенного входами первого и второго слагаемых соответственно с выходами первого и второго блоков памяти, информационный вход второго блока

памяти подключен к выходу аналого- цифрового преобразователя, а выход - к входу второго сомножителя первого блока умножения, синхровходы блоков

сравнения, задания эталонов и второго блока памяти соединены с дополнительными выходами делителя частоты.

Ofy0.6

Фиг.З

Изобретение относится к автоматике,, вычислительной технике и предназначено для контроля и прогнозирования технического состояния радиоэлектронных объектов. Цель изобретения - повышение достоверности оценки технического состояния за счет адаптации устройства к скорости изменения контролируемого параметi 1 X i pa. Устройство содержит датчики Iw) параметров, коммутатор 2, нормализатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, первый 5 и второй 19 блоки памяти, первый 6 и второй 16 блоки алгебраического суммирования, блок 7 сравнения, блок 8 задания констант, первьй 9 и второй 13 блоки умножения, блок 11 задания коэф фициентов сглаживайия, первьй 12 и второй 24 сумматоры, блоки ключей с первого по седьмой 15, 17, 18, 23, 25,10,14, регистр 20 сдвига, блок 21 задания эталонов, индикатор 22, генератор 26 тактовых импульсов, делитель частоты 27. Устройство вычисляет разность между прогнозируемым и измеренным значениями параметра, интерпретируя ее как скорость его изменения, выбирая в зависимости .от скорости соответствующее значение коэффициента сглаживания, 3 ил. А d 77 л с 00 ю ел ел Сл 22 25 ФигЛ