Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов Советский патент 1988 года по МПК G06F11/24 

о:

00

оо

4

О О

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано при определении границ обля - сти работоспособности технических о(5ъектов.

Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства за счет автоматизации установки нормированных значений первичных параметров.

На фиг. I представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схема узла задания уставок блока установки полей допусков; на фиг.З - временные диаграммы выходных напряжений генераторов; на фиг. 4 - график процесса построения границы области- работоспособности технических объектов в двумерном пространстве первичных параметров X, и X,j.

На фиг. 3 и 4 приняты следующие обозначения: ) - выходное напряжение генератора линейно изменяющегося напряжения в функции времени; . (t) - выходное напряжение программируемого генератора опорного напряжения в функции времени; tц,t, - моменты времени, при которых одно из значений первичных параметров выходит за свои допустимые пределы; iMokc 1MUH соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра X,; 2 мчи соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра Х, х г, Xj...- координаты граничных значений параметров X,, G - область работоспособности технического объекта, т.е. множество физически реализуемых значений первичных параметров, при которых удовлетворяются требования, предъявляемые к техническому объекту.

Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, программируемый генератор 2 опорного напряжения, сумматоры 3, блок 4 определения граничных значений параметров (логический), счетчик 5, блок 6 задания полей допусков, содержащий узлы 7 задания уставок,.элемент ИЛИ 8, блок регистрации 9, компараторы 10 и II, элемент И 12, дифференцирующий i элемент 13, токовый ключ 14 и потенциометры 15 и 16.

Логический блок 4 предназначен дпя вычисления функции работоспособности. В качестве логического блока

4, построенного аналогично известному устройству, может быть использована аналоговая машина или операционный модуль, выполняющие операции вычисления функции работоспособности. Информация на вход логического блока поступает в виде аналоговой величины. Результатом работы блока является от- Q вет в виде ДА-НЕТ.

Блок 6 с узлами 7 задания уставок предназначен для ввода пороговых значений Х.„ и X,. и контроля нахождения текущих координат в области 15 допустимых значений первичных параметров Р.

0

Устройство предназначено для определения координат граничных точек области работоспособности G, под которой понимается множество значений первичных параметров, при которых удовлетворяются требования, предъявляемые к техническому объекту, т.е. 5 вьтолняется условие

а 4f(X,, X,...., X,,...,Xj b, (1)

где ,n) - текущее значение i-ro первичного параметра; I а, Ь - векторы, определяющие предельное значение функции работоспособности, называемые условием работоспособности, т.е. ограниче5ния, накладываемые

на выходные параметры технического объекта, нарушение которых приводит к потере ра0 ботоспособности;

f - функция работоспособности объекта, которая определяет цель и назначение объекта

5и изменяется в заранее заданных пределах , определяемых условиями работоспособности.

0

Принцип работы предлагаемого устройства состоит в реализации зависимости всех первичных параметров, определяющих работоспособность техни- 5 ческого объекта от двух дополнительных параметров в соответствии с уравнением

7,U,(t)X,,-bUjt)X,, , (2)

де X.

31383400

- минимально допустимое значение I-го первичного параметра (i 1 ,п);

U(t)- линейно изменяющееся напряжение ,(t). 5

U(,(t)- дискретно изменяющееся напряжение, которое на время определения области работоспособности остается стоянным и равным Uo(t) и-К,-. (j 1,m). Величина Uo(t) изменяется в предедвсо да мо ге ни ко вх су ся фу ря

лах

HUM и л I

два пороговых значения Х;, соответственно. На потенциометры подается опорное напряжение. Затем в момент врейени t, (фиг.З) с выходов. генераторов 1 и 2 подаются напряже- ния U(t) t и и„, (1)и„„„„ и-К,, которые поступают на первый и второй входы сумматоров 3. С выхода i-ro сумматора величина f- t+UK подается на i-й вход блока 4, реализующего функцию работоспособности f и на вход iro узла 7,- блока 6, который-проверяет условие

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для нахождения границы области работоспособности технического объекта. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства за счет его частичной автоматизации. Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющего напряжения, программируемый генератор 2 опорного напряжения, сумматоры 3, блок 4 граничных значений параметров, счетчик 5, блок 6 задания полей допусков, включающий узлы 7 задания уставок, элемент ИЛИ 8 и блок регистрации 9. Устройство позволяет исключить ручную работу по выставлению первичных значений параметров работоспособности объекта при каждом цикле и за счет этого снизить затраты времени на определение границ области работоспособности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. € (Л

и

о IMUH

uJt) и,

Генератор линейно изменяющегося напряжения вырабатывает напряжение U(t) С, где L C-t, причем С - некоторая постоянная, в частности t - время.

Максимальное значение выходного напряжения генератора 1

().

u..«.c(t) X,

мякс

Значение выходного напряжения ге- нератора 2

и

КС X ,

(,п)

Граничные значенияпервичных параметров отыскиваютсяиз решения уравнений

(у ) i (3)

или

W

f(f) ь

относительно неизвестного t,

где f ( у, 72Г.- Г n)

Векторные выражения (З) и (4) справедливы только для -непрерывных - объектов и представляют собой совокупность прямых, соединяющих вершины гиперпараллепипеда Р, не имеющих общих координат друг с другом. Гипер- параллепипед Р задается значениями Х „,„ и X . „,, . Число таких прямых равно .

Координаты граничных точек области работоспособности находятся из выражения itl

л i - 1 мин

Т,-, X i

t -bK7x,.,, ()x.

i «UH

-

- решение уравнения

(3)

Устройство работает следующим образом.

В i-й узел 7 . (,n) блока 6 потенциометрами 15 и 16 вручную вводят

X,

i мин у i Mofkc

X:

(1 1,n). (5)

не1;

и соответственно

20

Если J.. Х,„„ J.. Х iMaKo на выходе компараторов 10 и 11 устанавливаются соответствен- О и 1.

но сигналы

а следовательно, на выходе элемента И 12 находит- 0, и ключ 14 закрыт. На выход

ся

узла 7 сигнал Как только

jij не проходит

И X;

НО

Г(

е-

25

п)

30

(макс) - выходе компаратора 10 появляется единичный сигнал. В момент совпадения сигналов на входе элемента И 12 на его выходе появляется сигнал, который открывает ключ 14. Величина j. поступает на второй

- ныб-

40

UH,

боят

выход узла 7 и далее на вход блока 9.

: В момент выполнения равенства функции работоспособности одному из условий работоспособности, например 35 условию (З), с выхода блока 4 на управляющий вход блока 9 поступает сигнал, по которому в блок 9 записываются значения первичного параметра х; (х;, х ,,...,х;.,..., x ,j,

которые лежат на границе области работоспособности. Тем самым определяется первая точка, лежащая на границе области работоспособности.

Генераторы 1 и 2 продолжают формировать напряжения Uj,(t) и (ioMun

Аналогично при выполнении условий (4) и (5) в блок 9 записываютс чения ,X25,«..5Xj,,...,,(,/ .которые также лежат на границе области работоспособности.

В момент времени, когда тч , мокс y(,п), т.е. когда сигнал, поступающий на вход узла 7- становится больше максимальной из двух уставок, а именно снимаемой с потенциометра 16, на выходе компаратора I1 появляется сигнал О, который закрывает элемент И 12, а следовательно, и ключ

45

J.

- 50

55

у- прекращают поступать

В момент переключения компаратора 11 из единичного состояния в нулевое на выходе дифференцирующего элемента 13 появляется сигнал, который, пройд элемент ИЛИ 8, поступает на вход счетчика 5 и вход запуска генератора 1. Этот сигнал устанавливает генера- тор 1 в исходное состояние U(t)0 и вновь запускает его, увеличивает содержимое счетчика 5 на единицу, по которому генератор 2 начинает выраба тывать новое значение опорного напряжения величины и оа (t)U ow«n К ик. Величины ) и ) подаются на входы сумматоров 3, и процес определения граничных точек, принадлежащих области работоспособности G, повторяется аналогично описанному циклу.

Таким образом, при различных сочетаниях U(t) и Up(t) устройство формирует параллельные секущие, сдвинутые один относительно другого на величину К. Полученное семейство граничных точек последовательно соединяют, получая границу области работоспособности в виде многогранника, который лежит в искомой области G.

Формула изобретения

5

0

Q

5

0

5

0

5

0

5

вход сброса которого является входом . сброса устройства, счетный вход подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход - к входу программируемого генератора Опорного напряжения, выход которого связан с первыми входами всех сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выходы подключены к группам входов блока определения граничных значений параметров и блока задания полей допусков, выход блока определения граничных значений параметров соединен с управляющим входом блока рел истра- ции, опорный вход блока задания полей допусков является опорным входом устройства.

и установочным входами блока.

и первьш и второй потенциометры, подключенные подвижными выводами соответственно к первым входам первого и второго компаратороё, а неподвижные выводы потенциометров связаны с опорным входом узла, вторые входы первого и второго компараторов и информационный вход токового ключа составляют информационный вход узла, управляющий вход токового ключа соединен с выходом элемента И, выход первого компаратора подключен к первому входу элемента И, выход второго компаратора связан с вторым входом элемента И и с входом диффдренцирую- щего элемента, выход которого является первым выходом узла, выход токового ключа служит вторым выходом узла, входы уставки потенциометров являются установоч1о 1М входом узла.

U:

глин

и,

V7/W

UoifitiKc - -1

и.

tojWW

Фиг. 2

Фиг.З

1 ЯНН

4

п

Xi.ifanc

Фиг.