Система функционального контроля динамического объекта Советский патент 1989 года по МПК G05B23/02 

ционного выхода системы, характери- постоянной времени МД)1С описывающей зующего достоверность контроля.

На чертеже представлена функцио- начальная схема системы.

Система содержит источник 1 вход- г« кого сигнала (выход динамического объекта), источники эталонных сигналов, источник 3 предельно допустимого сигнала, формирователи 4 -4nt/l модуля разности, нелинейные элементы $ 5.,-5ч, квадраторы Ь,-6,, интеграторы 7у -7К , первые и вторые 9 -9„ компараторы, элементы 10 ШШ-НЕ, элемент 11 И-НЕ, элемент 12 НЕ, источник

динамику объекта) и с достаточной уверенностью применяется равным (3- 5)ТМЛ((С .

Логический уровень импульсов, поступающих на вход 13, определяется полярностью управляющего сигнала ра рядного ключа и может быть как высоким (например, замыкание аналоговых ключей 284КН1), так и низким (аналоговые ключи 590 серии) .

I

Накопленные на интервале Т значения мер близости Sj поступают на вхо ды компараторов 8, где сравниваются

постоянной времени МД)1С описывающей

динамику объекта) и с достаточной уверенностью применяется равным (3- 5)ТМЛ((С .

Логический уровень импульсов, поступающих на вход 13, определяется полярностью управляющего сигнала разрядного ключа и может быть как высоким (например, замыкание аналоговых ключей 284КН1), так и низким (аналоговые ключи 590 серии) .

I

Накопленные на интервале Т значения мер близости Sj поступают на входы компараторов 8, где сравниваются

3 148171

с пороговыми значениями S0l- (напряжение источников 14;).

Результат сравнения - логические сигналы:

J;

Алогический О, если ;

(логическая 1, если S,; 3Л- ; что соответствует допустимому и недопустимому отклонениям 1-го параметра.

В связи с тем, что эффективность преобразвания V на практике ограничена (т.е. эффект контрастирования, а значит и различения, проявляется только до определенных значений откло нений параметров), с некоторых значений RЈ- достоверность контроля из-за перекрестного взаимовлияния параметров объекта будет неудовлетворительной. Чтобы препятствовать прохождению ложной информации на выход системы, задают область различения параметров с помощью предельного значения наиболее чувствительного к изменениям в объекте контроля параметра. Для его выявления множество контролируемых параметров {V,-} упорядочивают по функции чувствительности 91nx(t)

На основании этого строится источник 3 предельно допустимого сигнала y(t), соответствующий предельному отклонению параметра о/- , при котором сохраняется различимость параметров, а значит, и достоверность информации об объекте. Разность сигналов x(t) и y(t) :

Vt):Sin.

8 -

)К„Н/ /x(t)-y(t)/, получаемая на формирователе 4flf , сравнивается в дополнительных компараторах 9i и разностями (R,-) При этом

Глогический 0, если/R,-/ |RWf, / ;

1(/

( логическая , если |R,-i5/R f//

Далее на элементе 10 формируется сигнал

j д 5

0

5

iit,lf+. ..., .+1„, инверсия которого после элемента 12 подается на (п+1)-й выход системы. Начиная с некоторых значений К, из- за перекрестного взаимовлияния параметров объекта достоверность контроля будет неудовлетворительной, при этом для снижения достоверности достаточно попадания в критическую зону, задаваемую R/I.,. одного параметра. Степень влияния параметра, соответствующая которому разность превысила (Rj), будет различная в разных каналах диагностирования, поэтому принимается, что достоверная работа системы, не зависящая от принципов ее построения (методическое искажение результатов контроля), ограничена уровнем предельно допустимой разности |ИЯ«/ при условии / К,.-/ JR и,у I. Если это условие не выполняется хотя бы для одной разности I R f, выходная совокупность логических сигналов ; -х() считается недостоверной, что фиксируется достоверным для любых значений / К; I сигналом at„

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ, А ИМЕННО К ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ ДИАГНОСТИРОВАНИЮ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, И МОЖЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ СРЕДСТВ СВЯЗИ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ. СИСТЕМА СОДЕРЖИТ ИСТОЧНИК 1 ВХОДНОГО СИГНАЛА, ИСТОЧНИКИ 2₁-2_*98N ЭТАЛОННЫХ СИГНАЛОВ, ИСТОЧНИК ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО СИГНАЛА 3, ФОРМИРОВАТЕЛИ МОДУЛЯ РАЗНОСТИ 4₁-4_*98N₊₁, НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 5₁ - 5_*98N, КВАДРАТОРЫ 6₁ - 6_*98N, ИНТЕГРАТОРЫ 7₁ - 7_*98N, ПЕРВЫЕ 8₁ - 8_*98N И ВТОРЫЕ 9₁ - 9_*98N КОМПАРАТОРЫ, ЭЛЕМЕНТ 10 ИЛИ-НЕ, ЭЛЕМЕНТ 11 И-НЕ, ЭЛЕМЕНТ 12 НЕ, ИСТОЧНИКИ ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ 13 И ИСТОЧНИКИ ПОРОГОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ 14₁ - 14_*98N. СУТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ СОСТОИТ В ВЫДЕЛЕНИИ НА ОСНОВЕ УПОРЯДОЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА ПО СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ ИХ ИЗМЕНЕНИЙ НА ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ ОБЪЕКТА ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМОГО СИГНАЛА И ПОРОГОВОЙ ОЦЕНКИ МОДУЛЕЙ РАЗНОСТНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ОТНОСИТЕЛЬНО ПРЕДЕЛЬНО-ДОПУСТИМОГО СИГНАЛА. 1 ИЛ.

ht

{логическая О, если информация достоверная; логическая 1, в противном случае.

Помимо информационных задач сигн 5 позволяет решать задачу блоки г{

ровки каналов контроля при выходе отклонений параметров o/L за пределы области различения. Логический О сигнала , закрывает элемент 11, через который на входы установки начальных условий интеграторов 7 от источника 13 задающих импульсов поступают импульсы, задающие время анализа Т. При этом на выходе эле- мента 11 устанавливается логическая 1м, препятствующая накоплению ложных значений мер близости, т.е.

до тех пор, пока отклонения не вернутся в область различения.

Изменение параметра 4 Ј (} , обладающего максимальной чувствитель- .ностью относительно изменений в реакции контролируемого объекта, приводит к наибольшему искажению реакции x(t) при номинальных значениях остальных параметров /i o/iN() .

Если расположить параметры в порядке возрастания чувствительности NJ(. (t) , например , , . . . , , , то можно записать цепочку неравенств для каждого случая равенства предельно допустимому значению о одного из

t)

1 Апн Лии С)

..л„,о

пн и

параметров

х ({

XV,H с( o/j и

XU(, tl1H x(«i,H ,Ла), ,Ј ...

При этом параметры характеризуются одинаковой степенью отклонения от номинальных значений Л соответствующих предельно допустимых значений i, независимо от их чувствительности к изменению реакции x(t). Из этого следует, что, если сформировать выходной сигнал y(t) источника 3 как

y(t)x(c/

IH

«1Н Э (Н

,t),

то устанавливается граница достоверности контроля минимального уровня, поскольку для достижения этой границ всем остальным параметрам, кроме j-r необходимо иметь большее, чем Л; отклонение от номинала, т.е. Јt несколько меньше, чем действительное предельно допустимое значение параметров , и только для «/ оно совпадает с этим значением.

Таким образом, сигнал /Нлм (с)/ , задающий область достоверного контроля, является пороговым значением для разностей /R,;(t:)/ при фиксированном уровне предельно допустимого отклонения, не совпадающем с действительными значениями предельных отклонений «(; (), что создает опре- деленный запас в области граничных значений.

Формула изобретен и. я

Система функционального контроля динамического объекта, содержащая по числу п классов работоспособности п источников эталонного сигнала, п .формирователей модуля разности, п квадраторов, п нелинейных элементов, п интеграторов и п первых компарато

10

15

,2Q

25

30

35

40

45

186

ров, причем первые входы всех формирователей модуля разности объединены и подключены к выходу динамического объекта, а каждый второй вход формирователя соединен с выходом соответствующего источника эталонного сигнала, выход каждого формирователя модуля разности через соответствующие нелинейный элемент, квадратор и ик- .тегратор соединен с сигнальным входом соответствующего первого компаратора, пороговый вход которого подключен к выходу соответствующего источника порогового напряжения, а выход является соответствующим информационным выходом системы, отличающая- с я тем, что, с целью повышения достоверности функционального контроля, в нее введены (п+1)-й формирователь модуля разности, источник предельно допустимого сигнала, п вторых компараторов, элемент И-КЕ, элемент ШШ-НЕ и элемент НЕ, причем первый вход (п+1)-го формирователя модуля разности соединен с выходом динамического объекта, а второй вход- с источником предельно допустимого сигнала, сигнальный вход каждого 1-го второго компаратора соединен с выходом 1-го формирователя модуля разности, а пороговые входы всех вторых компараторов объединены и подключены к выходу (,п+1)-го формирователя модуля разности, выходы вторых компараторов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ и с входом элемента НЕ, выход которого является (п+1)-м информационным выходом системы, второй вход элемента Л-НЕ подключен к источнику тактовых импульсов, а выход соединен с входами установки началь- ных условий всех интеграторов.