Устройство для моделирования технических систем Советский патент 1988 года по МПК G06N7/08 

:&

Рд Ф

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании технических систем и проектировании систем контроля. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генераторы случайных сигналов 1 и 4 тактовых импульсов, блок 2 запуска, коммутатор 3, блоки 5 моделирования системы контроля, 6 фиксации отказов и 7 регистрации. Раскрыто построение блоков моделирования системы контроля, фиксации отказов и регистрации. Устройство обеспечивает моделирование, исследование и оптимизацию параметров систем контроля. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании и проектировании систем контроля.с

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения исследования и оптимизации характеристик систем контроля.Ю

Исследование зависимости показателей достоверности контроля от характеристик объектов и систем контроля осуществляется методом статистических испытаний. При этом все время fs исследований 0 разбивается на М периодов контроля Т. Состояние параметров объекта контроля имитируется с помощью случайных напряжений, статистические законы распределения которых20 соответствуют законам распределения контролируемых параметров. С помощью образцовых средств определяется истинное состояние объекта контроля (исправен или неисправен) за каждый 25 период Т. В конце каждого периода контроля производится цикл контроля параметров объекта (продолжительностью с; ) с использованием модели системы контроля. Принятые моделью зо системы контроля решения о годности или негодности объекта контроля сравниваются с его истинным состоянием,и , родсчитывается число ошибок контроля типа ложньш А и не обнаруженный В от- ,с каз за М циклов контроля. Оценки ве- . роятности ложного ci и необнарзтаенно- го и отказов вычисляют по формулам

2, А/М;

, В/М.40

Варьируя число контролируемых параметров, законы их распределения, величины гарантируемых и контрольных допусков, точность используемых дЕ- средств измерений, исследуют влияние . этих факторов на показатели достоверности контроля.

Задача оптимизации характеристик систем контроля сводится к определе- ниш минимального числа контролируемых пapa eтpoв, номинальных контрольных допусков на них, максимального периода,контроля и минимальной точности средств измерений, которые при заданных законах распред еления конт- ролируемьпс параметров и заданных значениях гарантируемых допусков обеспечивают допустимые уровни вероятностей ложного и необнаруженного отказа.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема блока моделирования системы контроля; на фиг.З - схема блока фиксации отказа; на фиг.4 - схема блока регистрации.

Устройство содержит генератор 1 случайных сигналов, блок 2 запуска, коммутатор 3, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 моделирования системы контроля, блок 6 фиксации отказов и блок 7 регистрации.

Блок 5 содержит узлы формирования установок 8.1-8.N, узлы 9.1-9.N сравнения устройств, ключи 10.1-10.N и элемент ИЛИ I.

Блок 6 фиксации отказов служит для определения истинного состояния объектов контроля и содержит источники 12.1-12.N напряжений, узлы 13.1- 13.N сравнения триггеры 14.I-14.N, элемент ИЛИ 15 и формирователь 6 импульсов.

Блок 7 регистрации содержит первый 17 и второй 18 элементы НЕ, .первый 19 и второй 20 элементы И, первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики.

Устройство работает следующим образом.

По комавде Пуск блок 2 обнуляет первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики в блоке 7 регистрации, подключает к выходам генератора 1 соответствующие входы блоков 5 и 6, а также запускает генератор 4 тактовьк импульсов. Слзгчайные напряжения с заданными законами распределения поступают на узлы 9.1-9,N и при превышении порога срабатывания, задаваемого узлами 8.1-8.N, вызывают срабатывание узлов сравнения 9.1-9.N. Если их ерабатывание совпадает по времени с продолжительностью импульса 3 генератора 4, то на выходах кпючей 10.1-10.N формируются импульсы продолжительностью не более , которые подаются на 1 входы элемента ИЛИ 11. На его выходе появляется сигнал, если за время С сработает хотя бы один ключ, т.е. блок 5 в процессе цикла контроля обнаружит отказ объекта контроля и признает его негодным.

Одновременно случайные напряжения поступают на узлы сравнения i3.1-13.N блока 6 фиксации отказов. При превышении случайными напряжениями порогов

31446629

срабатывания, задаваемых источниками

т

12,1-12.N напряжений .узлы 13,1-13.N сравнения срабатывают и переводят триггеры 14.1-14.N в единичное состояние. Если хотя бы один триггер 14,1-14.N находится в единичном состоянии, то на выходе элемента ИЛИ 15 формируется сигнал, соответствующий неисправному состоянию объекта контроля. В конце цикла контроля коротким импульсом с формирователя 16 т-ри геры возвращаются в исходное (нулевое) состояние. Сигналы с элементов ИЛИ 11 и 15 поступают на первый и второй входы блока 7 регистрации,где с помощью первого 17 и второго 18 элементов НЕ, а также первого 19 и второго 20 элементов И ocyи ecтвляeт- ся их сравнение.

При единичном потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствующем рещению блока 5 Объект контроля не годен, и нулевом потенциале на втором входе блока 7, соот- 25 нения за счет уменьшения стабильносветствующем факти усески исправному состоянию объекта контроля, на выходе первого элемента И 19 на время не более € появится высокий потенциал, сигнализирующий об ошибке контроля тип а ложный отказ Первый счетчик 21 производит подсчет количества (А) ложных отказов за время исследований. При нулевом потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствую- с данные значения контрольных допусков, щем решению Объект контроля годен. Затем, увеличивая период контроля, и единичном потенциале на втором входе блока 7, соответствующем фактичес- ки неисправному состоянию объекта контроля, на выходе второго элемента И 20 .на время не более t появится единичный потенциал, свидетельствующий об ошибке контроля типа необнаруженный отказ Второй счет чик 22

находят его максимальное значение, при котором вероятности ошибок контроля не более допускаемых. 40 В режиме выбора состава контролируемых параметров задаются: периодичность контроля, точность средств измерений и контрольные допуски. Затем определяется вероятность выхода кажосуществляет подсчет количества В не- д дого параметра за пределы допуска. С обнаруженных отказов за время исследований. Третий -счетчик 23 фиксирует количество М циклов контроля за время исследований.

При оптимизации характеристик сис- ifeM контроля устройство для моделирования технических систем может работать в следующих режимах: определения номинальной точности измерения и номинальных контрольных допусков на параметры; оптимизации периодичности контроля; оптимизации состава контролируемых параметров.

этой целью выходы генератора 1 с помощью коммутатора 3 поочередно подключаются только к блоку 6 фиксации отказов, производятся испытания и со gg второго счетчика 22 считывается число С.

Оценка вероятности выхода параметра за пределы гарантируемого допуска определяется по формуле

55

р„- с,/м.

Затем все выходы Уенератора 1 подключают к входам блоков 5 и 6 и, ис- ключая последовательно параметры в j

Во всех режимах вначале производится установка исходных данных: законов распределения параметров объек- та контроля с помощью генератора 1 случайных сигналов; гарантируемых допусков на параь етры - с помощью источников 12.J-12.N напряжения. Затем производятся следующие операции.

В режиме определения номинальной точности измерения и номинальных контрольных допусков устанавливается максимальная, в пределах быстродействия устройства, частота следования

импульсов с генератора 4 тактовых импульсов при скважности, равной двум. С помощью коммутатора 3 к блокам 5 и 6 поочередно подключают выходы генератора 1 случайных сигналов и, изменяя порог срабатывания соответствующего узла сравнения, добиваются требуемого соотношения между вероятностями ложного и необнаруженного отказов. Затем, повышая точность сравти порога срабатывания, добиваются требуемых значений вероятностей ошибок контроля,

В режиме оптимизации периодичнос- 30 ти контроля все выходы генератора I с помощью коммутатора 3 подключают к соответствующим входам блоков 5 и 6, устанавливают требуемые уровни точности узлов 9.9.N сравнения и заданные значения контрольных допусков, Затем, увеличивая период контроля,

находят его максимальное значение, при котором вероятности ошибок контроля не более допускаемых. В режиме выбора состава контролируемых параметров задаются: периодичность контроля, точность средств измерений и контрольные допуски. Затем определяется вероятность выхода дого параметра за пределы допуска. С

этой целью выходы генератора 1 с помощью коммутатора 3 поочередно подключаются только к блоку 6 фиксации отказов, производятся испытания и со gg второго счетчика 22 считывается число С.

Оценка вероятности выхода параметра за пределы гарантируемого допуска определяется по формуле

55

р„- с,/м.

Затем все выходы Уенератора 1 подключают к входам блоков 5 и 6 и, ис- ключая последовательно параметры в j

порядке роста вероятности выхода их за пределы допуска путем отключения от блока 5, определяют минимальную совокупность параметров, обеспечивающих заданные показатели достоверности контроля.

Формула изобретения

в устройство введены блок моделирова-зо °Д которого служит выходом блока.

Нин системы контроля и блок регистрации, первый вход которого соединен с выходом блока моделирования системы контроля, информационные входы которого связаны с выходами коммутатора, второй вход блока регистрации подключен к выходу блока фиксац1-ш отказов, третий вход и управляющий вход блока моделирования системы контроля соединены с выходом генератора тактовых импульсов, четвертый вход блока регистрации соединен с выходом блока запуска, -причем блок моделирования системы контроля.содержит группу уз- iioB формирования уставок, группу уз-

лов сравнения, группу ключей и зле- мент ИЛИ, выход которого является выходом блока моделирования системы контроля, группа входов соединена с вькодами ключей, управляющие входы которых служат управляющим входом блока моделирования системы контроля, а информационные входы связаны с выходами узлов сравнения, первые входы которых образуют информационные входы блока моделирования системы контроля, а вторые входы подключены к выходам узлов формирования уставок.

формирователь импульсов, вход которого является управляющим входом блока, ;а выход соединен с нулевыми входами триггеров, единичные входы которых - связаны с выходами узлов сравнения,

первые входы которых служат информационными входами блока, а вторые входы подключены к выходам источников напряжения, прямые выходы триггеров соединены с входами элемента ИЛИ, вы3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок регистрации содержит первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы И и три счетчика, входы сброса которых соединены с четвертым входом блока, счетные входы первого и второго счетчиков связаны с выходами элементов И, первые входы которых и входы элементов НЕ являются соответственно первым и вторым входами блока, вторые входы соединены с выходами элементов НЕ, а третьи входы и счетный вход третьего счетчика подключены к третьему входу блока.