Устройство для определения значения параметра контроля Советский патент 1988 года по МПК G06F17/00 G06F17/18 

Изобретение относится к вычисли- Ч-ельной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов функционирования сложных технических объектов, в частности, для определения значений величин параметров, измерение которых запрещено.

Цель изобретения - повьшшние досто- ;верности результатов контроля.

Сущность изобретения состоит в том что в процессе использования сложных технических систем их состояние (рабо- тоспособное - не работоспособное) определяется контролем определенного объема параметров. При этом существует ряд параметров, обладающих большой информативностью, которые невозможно измерить без прекращения функционирования системы по прямому назначению. Контроль таких параметров запрещен. В этом случае значение величины запрещенного параметра можно определить по значениям ряда разрешенных косвенных параметров, имеющих линейную корреляционную связь с запрещенным. Достоверность полученных результатов за- зависит от числа опытов, при которых определяются значения коэффициентов в уравнении регрессии. Поэтому полученное значение запрещенного параметра характеризуется доверительной вероятностью и доверительным интервалом. Как правило, параметры оцениваются интервально, т.е. на значение параметра контроля существует поле допуска, в пределах которого он оценивается как норма. Поскольку существуют два интервала (доверительный интервал и поле допуска), достоверный результат о работоспособности системы будет получен в том случае, когда доверительный интервал входит в поле допуска параметра. Значейие доверительного интервала при заданной доверительной вероятности зависит от числа измерений, которое, в свою очередь, зависит от абсолютной величины запрещенного параметра. Поэтому в зависимости от ширины поля допуска и абсолютного значения запрещенного параметра для получения достоверных результатов чис ло измерений в общем случае для одного и того же значения доверительной вероятности может быть различным.

Математически задача определения значения запрещенного параметра контроля сводится к решению уравнения регрессии вида:

/8 , t BI ,.- i8n

.(В.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

«i

тп„ где а, Шд - математическое ожидание запрещенного параметра; Ь- - коэффициенты уравнения

регрессии;

измеренное значение i-ro

косвенного параметра

(i 1, п);

математическое ожидание по i-му параметру, определению доверительного интервала (Ift) при заданной доверительной вероятности и выполнению условия 1л jFl где Л П - поле допуска запрещенного параметра контроля.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема коммутатора.

Устройство содержит блок 1 установки констант, первые , и вторые 3i - 3|, блоки задания постоянных коэффициентов, первые блоки 4 ц вычитания, первые блоки 5 п умножет ния, первый сумматор 6, третий блок 7 задания постоянного коэффициента, второй сумматор 8, элемент 9 индикации, коммутатор 10, блок 11 задания параметров-доверительного интервала, блок 12 датчиков контроля косвенных параметров, второй блок 13 -умножения, второй блок 14 вычитания, третий сумматор 15, четвертый блок 16 задания постоянных коэффициентов, первый 17 и второй 18 блоки сравнения первый элемент И 19, дешифратор 20, счетчик 21, шину 22 Сброс, генератор 23 импульсов, шину 24 Пуск, первый 25, второй 26 и третий 27, четвертые 28j и пятый 29 ключи, элемент ИЛИ 30, цифроаналоговый преобразователь 31 , накапливающий сумматор-32 и блок 33 деления.

Коммутатор 10 содержит элементы И 34, - 34р(, ключи - 35р1,и элементы 36 - Збр односторонней проводимости.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии с блока 1 на блоках 2 - 2 устанавливаются напряжения и , пропорциональные nig;, на

блоках 3, - 3 - напряжения U. , на блоке 7 - напряжение 1). , на первом

Ь(

выходе блока 16 напряжение Uq , а

на втором выходе Up , пропорционяльные соответственно нижнему и верхнему

значениям поля допуска на параметр,

на пятом выходе блока 1 - напряжение

бС блока 1 на первые входы элементов - 34 р; подается напряжение. Значение р, k определены соответственно максимальным числом опытов и максимальным числом различных значений доверительной вероятности.

Работа устройства начинается с подачи сигнала по шине 24 для запуска генератора 23.

На вторые входы блоков через ключи 28 - 28 f, которые открываются импульсами генератора 23, подаются текущие значения косвенных параметров UB ,...,и„ , следовательно,

01/ „j

на выходах соответствующих блоков 4.- 4, напряжение равно разности Ug..

Unia которая подается o J Of,

на первые входы соответствующих блоко 5 5j,. На вторые входы последних подаются напряжения U ,...,U. . С выходов блоков 5i - 5 напряжения Ujj.

поступают на соответствуUfl - Urr 6ii

ющие входы сумматора б, напряжение на

. выходе которого

равно UfeXUg..- . Ч

Uj ). в сумматоре 8 происходит опре iделение условленного математического

ожидания значения запрещенного параметра А по результатам значений косвенных параметров в текущий j момент времени

(fBi,B2,...,6h . а,

.,- - Ч,-

Ч

Это напряжение подается через ключ 29 на сумматор 32, на блок 14 и сум- матор 15. На вторые входы блока 14 и сумматора 15 с выхода блока 13 поступает напряжение U, U и на их.вы0,-j

ходах напряжение равно нижней Uj

и верхней U-j границам довери гельного интервала. На выходе блока 14 присутствует напряжение U 5 я

10

5

25

30

35

45

0

5

L - Uj. , а на вьсходе сум- ,...бр /з

матора 15-11, U.n. . + , ,,...,Bn

+ UA - Ш . Значения U, с выхода

блока 11 поступает на информационные входы ключей 35,i - 35р,. На их управляющие входы подаются сигналы с выходов элементов 34 , - 34pj. На первых входах элементов 34 - 34р потенциал 1 находится в том столбце, который соответствует выбранному значению доверительной вероятности (устанавливается с помощью переключателя на б Локе 1). На вторых входах элементов 34 - 34р( имеется потенциал 1 в той строке, которая соответствует числу проведенных опытов (записано в счетчике 21 и проведена дешифрация в дешифраторе 20) в текущий момент. Следовательно, на выходе коммутатора 10

присутствует напряжение U , проPijпорциональное табличному значению на

пересечении столбца, соответствующего заданной доверительной вероятности, и строки, соответствующей числу опытов в данный момент времени.

Напряжение Uj в блоке 18 сравнивается с верхними значением поля допуска на параметр Up . Если выполняется условие и fi 7 Uj , то на выхо- В /3,

де блока 18 имеется напряжение 1. В блоке 17 нижнее значение поля допуска ,на параметр Ufj сравнивается с U Если выполняется условие U fj Uj ,

то на выходе данного блока присутствует потенциал 1.

Таким образом, на выходе элемента . 19 потенциал 1 присутствует в единственном случае, а именно, когда доверительный интервал вошел в поле допуска на параметр. В этом случае с выхода элемента 19 подается запрещающий сигнал через элемент 30 на дальнейшую работу генератора 23 и открываются ключи 25 - 27, разрешая отображение величин ID., Бо и т.д. °j °2

Если доверительный интервал не вошел в поле допуска на параметр, устройство работает до тех пор, пока на старшем выходе дешифратора не появится напряжение, которое подается через элемент 30 на вход останова генератора, запрещая его работу, и на пятый вход элемента 9, зажигая транспарант

5

Останов, что свидетельствует о не вхождении доверительного интервала в ноле допуска на параметр и невозможности иринятия достоверной оценки по результатам ко-свенных измерен1 й. ; В накапливающем сумматоре 32 обра- j зуется суммарное значение условного I математического ожидания значения за ; прещенного параметра А за случайное число N реализаций, которое Написано в счетчике 2. После преобразования числа N в аналоговую величину в пре

умножения, второй блок вычитания, третий сумматор, четвертый блок за ния постоянных коэффициентов, перв и второй блоки сравнения, элемент

образователе 31 на выходе блока 33 напряжение пропорционально т, ,g дешифратор, счетчик, шину Сброс,

, с генератор импульсов, шину Пуск

отображаемому по первому входу бло- г- - j

ка 9.

Для нового цикла работы устройства необходимо подать сигнал по шиП+А ключей, элемент liJlH, цифроанал говый преобразователь, накапливаю сумматор и блок деления, выход ком мутатора соединен с первым входом второго блока умножения, второй вх которого подключен к пятому устано ному выходу блока установки конста а выход - к первым входам второго

не 22.

Фо рмула изобретения

Устройство для определения значения параметра контроля, содержащее блок установки констант, по числу контролируемых косвенных параметров п первых и п вторых блоков задания по- постоянных коэффициентов, элемент индикации, п первых блоков вычитания и п первых блоков умножения, блок дат-. чиков контроля косвенных параметров, два сумматора, третий блок задания постоянного коэффициента, блок задания параметров доверительного интервала и коммутатор, причем первый и второй установочные выходы блока установки констант соединены соответственно

30 сравнения и информационным входом второго ключа, выход третьего сумматора связан с первым входом второго блока сравнения и информационным вхо- дог-1 первого ключа, шестые установоч- нь(е выходы блока установки констант подключены к соответствующим входам четвертого блока задания постоянных коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с

с установочными входами п первых и п

вторых блоков задания постоянных коэф.40 вторым входом первого и вторым входом второго блоков сравнения, выходами связанных соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого соединен с управляющи- дс ми входами первого, второго и третьефициентов, выходы первых блоков задания постоянных коэффициентов соединены с входами вычитаемого соответствующих первых блоков вычитания, выходы которых связаны с первыми входами соответствующих первых блоков умножения, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих вторых блоков задания постоянных коэффициентов , выходы первых блоков умножения подсоединены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого связан с выходом третьего блока задания постоянного коэффициента, первые и вторые информационные входы коммутатора подключены соответственно к информационным выходам блока задания параметров

го ключей и через элемент ИПИ с входом, останова генератора импульсов, запускающий вход которого соединен с шиной Пуск, а выход - с управляю50 щими входами четвертьос и пятого ключей и информационны входом счетчика, сбросовый -вход которого подключен к шине Сброс., а выход - к информационному входу третьего ключа, к входу

55 дифроаналогового преобразователя и входу дешифратора, выходы которого связаны с соответствующими управляющими входами коммутатора, первьп, второй и третий ключи выходами соеди

доверительного интервала и третьим установочным выходам, блока установ-ки констант, четвертый установочный выход которого соединен с установочным входом третьего блока задания постоянного коэффициента, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, оно содержит также второй блок

умножения, второй блок вычитания, третий сумматор, четвертый блок задания постоянных коэффициентов, первый и второй блоки сравнения, элемент И,

дешифратор, счетчик, шину Сброс,

г- - j

П+А ключей, элемент liJlH, цифроанало- говый преобразователь, накапливающий сумматор и блок деления, выход коммутатора соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к пятому установоч - ному выходу блока установки констант, а выход - к первым входам второго блока вычитания и третьего сумматора, вторые входы которых через пятый ключ связаны с выходом второго сумматора, выход второго блока вычитания соединен с первым входом первого блока

сравнения и информационным входом второго ключа, выход третьего сумматора связан с первым входом второго блока сравнения и информационным вхо- дог-1 первого ключа, шестые установоч- нь(е выходы блока установки констант подключены к соответствующим входам четвертого блока задания постоянных коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с

дом второго блоков сравнения, выходами связанных соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого соединен с управляющи- ми входами первого, второго и третьего ключей и через элемент ИПИ с входом, останова генератора импульсов, запускающий вход которого соединен с шиной Пуск, а выход - с управляющими входами четвертьос и пятого ключей и информационны входом счетчика, сбросовый -вход которого подключен к шине Сброс., а выход - к информационному входу третьего ключа, к входу

дифроаналогового преобразователя и входу дешифратора, выходы которого связаны с соответствующими управляющими входами коммутатора, первьп, второй и третий ключи выходами соединены соответственно с вторым, третьим п четвертым входами элемента индикации, старший выход дешифратора связан с вторым входом элемента ИЛИ и пятым входом элемента индикации, выходы датчиков контроля косвенных параметров блока подсоединены к информационным входам четвертых ключей, выходами

подсоединенных к вторым входам соответствующих блоков вычитания, вход и выход накапливающего сумматора связаны соответственно с выходом пятого ключа и первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя,а выход-с первым входом элемента индикации.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании случайных процессов функционирования сложных технических объектов, в частности для определения значений величин па- , измерение которых запрещено. Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля. Устройство содержит блок 1 установки констант, блоки задания постоянных коэффициентов , 3,-Зп, 7, 11 и 16, блоки вычитания , 14, блоки умножения 3j-5n, 13, сз мматоры 6, 8, 15 и 32, элемент 9 индикации, коммутатор 10, блок датчиков контроля кос- венных параметров, блоки 17 и 18 сравнения, элемент И 19, дешифратор 20, счетчик 21, шины Сброс 22 и Пуск 24, генератор 23 импульсов, ключи 25, 26, 27, , 29, элемент ИЛИ 30, цифроаналоговый преобразователь 31 и блок 33 деления. Сущность изобретения состоит в определении значения запрещенного к измерению параметра путем измерения косвенных параметров, имеющих корреляционную связь с запрещенным. Определяется математическое ожидание и доверительньй интервал 1у5 запрещенного параметра, а также проверяется принадлежность к полю допуска П на запрещенный параметр. 2 ил. т, (9 СО о со 4 О) фиг.)