УСТРОЙСТВО для ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Советский патент 1973 года по МПК G06F11/22 

1

Устройство предназначено для профилактической диагностики с прогнозированием наступления неисправностей контролируемых объектов. В частности, это устройство может быть применено для прогнозирования работоспособности блоков или элементов автоматических систем.

Известны проверочные устройства, предназначенные для отыскания неисправных элементов в сложных автоматических системах. Исходной информацией для этих устройств слу- . жит в основном выполнение заданных тестов для отдельных элементов и всей системы в целом. Эта информация сопоставляется с допустимыми для контролируемого узла зонами нормальной работы. Результатом осуществления контроля является обнаружение места локализации отказа. Такие проверочные устройства не могут заранее обнаружить приходящий в негодность элемент, и, следовательно, предотвратить отказ системы в целом.

Существуют также методы и устройства, позволяющие предсказать возможпый отказ. К этим устройствам относится аппаратура, работающая по методу граничного контроля по назначенным отклонениям. Эта аппаратура позволяет своевременно обнаружить снизивший свою надежность элемент и не донустить его отказа в системе. Однако при этом не указывается вероятность наступления отказа на определенном отрезке времени, что во многих случаях может привести к необоснованной замене элементов. Кроме того, при неизвестных вероятностях отказов нельзя установить оптимальный график замены элементов.

Известно также автоматическое проверочное устройство, которое способно прогнозировать наступление отказа контролируемого

объекта лишь при постоянной и сильно ограниченной длине учитываемой предыстории. Это значительно снижает область применения такого устройства. Целью изобретения является повышение

точности прогноза отказов аппаратуры вследствие учета неограниченной длины учитываемой предыстории, расширение области применения устройства, а также упрощение структуры его.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит коммутатор, блоки оперативной и внешней памяти. Входы коммутатора подключены соответственно к выходу функционального блока вычисления вероятностных параметров. Выходу блока внешней памяти, одному из входов блока оперативной памяти и выходу блока вычисления квадрата разности, один выход коммутатора - к соответствующему входу функционального блока

вычисления вероятностных параметров, другой выход - к одному из входов блока оперативной памяти, один выход которого соединен с соответствующим входом функционального блока вычисления вероятностных параметров, другой выход - через сумматор к одному входу блока внешней памяти, третий выход - к другому входу блока внешней памяти. Выходы блока управления подключены к управляюш,им входам коммутатора и блока внешней памяти, выход которого соединен со входом блока вычисления интеграла вероятностей.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для профилактической диагностики.

Схема содержит блок обегаюш,его контроля 1, служаш,ий для коммутации контролируемых объектов, функциональный блок 2, вычисляющий вероятноствые параметры, блок 3 вычисления квадрата разности измеренного и предсказанного значения определяющего параметра, блок 4 оперативной памяти, предназначенный для временного хранения результатов обработанной информации, блок 5 внешней памяти, служащий для хранения предыстории контролируемых объектов, коммутатор 6, осуществляющий функцию связи блока оперативной памяти с функциональным устройством, блок управления 7, управляющий работой устройства, сумматор 8, служащий для подсчета необходимого количества измеренных и предсказанных значений определяющего параметра, блок 9 вычисления интеграла вероятностей и регистратор (цифропечатающее устройство) 10, служащий для выдачи результата в цифровой форме.

Все блоки составляющие предлагаемое устройство могут быть реализованы на базе известных элементов и узлов цифроаналоговых вычислительных машин.

В предлагаемом устройстве функциональный блок 2 вычисления вероятностных параметров выполняет вычисление параметров на основе применения рекуррентных соотнощений вида:

V ,-v + .-1 I (N+l) лг + .,-1 + N + .,-,1

ПО которому определяются параметры, представляющие реализацию многомерной случайной функции состояния контролируемого объекта,

где (V-fl) -измеренное значение определяемого параметра в (Л+1)-й точке, N - количество предсказаний, Ть Та - целочисленные значения, которые зависят от экстраполируемой функции,

Yn. Yn+i - числовые величины, определяющие реализацию многомерной случайной функции состояния контролируемого объекта в п-ои и (п-|--1)-ой точках.

Это дает возможность охарактеризовать учитываемую предысторию величинами, достаточными для выполнения линейной экстраполяции по методу наименьших квадратов. Замена экстраполятора функциональным блоком позволила упростить всю структуру устройства профилактической диагностики за счет многократного использования элементов. Кроме того, применение функционального

устройства позволяет в L раз уменьшить требуемый объем внешней памяти.

Работа предлагаемого устройства осуществляется в следующей последовательности. Информация о значении параметра Yn, характеризующего текущее (в /г-й момент времени) значение функции состояния контролируемого объекта, через блок обегающего контроля 1 поступает на функциональный блок 2 и блок 3 вычисления квадрата разности. Последующая работа устройства на протяжении всего периода вычисления прогнозирующего значения определяющего параметра осуществляется в течение шести тактов. В первом такте с блока 5 через коммутатор 6 в блок 4

записывается номер предсказания п. Во втором такте с блока 5 через коммутатор 6 поступает параметр an, характеризующий предысторию, в функциональный блок 2, где вычисляется его an+i значение по формуле

п , Yn а„1- а/г-ц

л + 1 п 4-1

е an и ап+1 - числовые величины, определяющие реализацию многомерной случайной функции состояния контролируемого объекта в п-ой и (/г+1)-ой точках.

УК - измеряемое значение определяющего параметра контролируемого объекта в я-ой точке.

В третьем такте, аналогично предыдущему, вычисляется значение параметра

2Г„

I

Т« И Т« л Н- 2 «4-1

В четвертом такте с блока 5 через коммутатор 6 записывается в блок 4 параметр Тп, характеризующий предсказанное значение определяющего параметра в /г-ой точке, и вычисляется квадрат разности (Yn-УП) в блоке 3. В пятом такте с блока 5 через коммутатор 6 поступает в блок 2 параметр Оп, характеризующий точность (дисперсию) предсказания параметра в п-ой точке, одновременно с этим в блок 2 с выхода блока 3 через коммутатор 6 поступает величина (Тя-Уп)2, в результате чего вычисляется параметр

о,,о + 1-1Гя)1,

и + 2

характеризующий

точность параметра в 65 (п+1)-ой точке.