Устройство для определения границы области работоспособности непрерывных технических объектов Советский патент 1977 года по МПК G05B23/02 G07C11/00 

работоспособности, из-за ручной установки различных комбинаций нормированных предельных (максимальных или минимальных) значений, параметров на потенциометрах. Это снижает точность определения границы области работоспособности. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности работы устройства. Эта цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены п блоков ycTStrновки допусков, двоичный И -разрядный счетчик, элемент задержки и электродвигатель. Первые входы п блоков установки допусков соединены с источником постоянного напряжения, а вторые - с выходами cooi ветствующих разрядов двоичного гг -разрядного счетчика. Первый выход каждого блока установки допусков соединен со спаре ными подвижными контактами потенциометро первого делителя напряжения, а второй - со вторым входом соответствующег:о сумматора и с соответствующим входом регистрирующего блока. Выход логического блока соединен с { п + 1)-м входом регистрирующего блока и с входом останов электродвигателя, вал которого связан с подвилсными контактами потенциометров первого делителя напряжения. Выход регистрирующего блока соединен со входом двоичного М -разряд ноге счетчика, и через элемент задержки- со входом пуск электродвигателя. Кроме того, блок установки допусков содержит элемент И и потенциометр с двумя подвижными контактами, один из которых соединен с входом элемента И, а другой - с выходом элемента И. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения границы области работоспособности непрерывных технических объектов; на фиг. 2 - схема лока установки допусков, Устройство содержит источник постояннс го напряжения 1, делители напряжения 2 и 3, выполне1шые на потенциометрах, и блоков 4 установки допусков, н -разрядный счетчик 5, регистрирующий блок 6, лог гческий блок 7, сумматоры 8, электродвигатель 9 и-элемент задержки 10. К выходам источника ПОСТОЯРШОГО напряжения 1 включены параллельно два потенциометра первого делителя напряжения 2 и п потенциометров второго делителя напряжения 3. Первые входы п блоков установки допусков 4 соединены с источником постоянного напряжения 1, и вторые - с выходами соответствующих разрядов счетчика 5. выход каждого блока установки допусков 4 соединен со спаренными подвижными контактами потенциометров делителя напряения 2, а второй с соответствующим вхоом регистрирующего блока 6. и входов погического б/юка 7 через соответствующие сумматоры 8 соединены с подЕ1ижными контактами соответствующих потенциометров делителя напряжения 3 и вторыми входами соответствующих блоков установки допусков 4. Выход . погического бпока 7 соединен с входом регистрирующего блока 6 и входом останов эпектродвигателя 9, вал которого связан с подвижньь ми контактами потенциометров делителя нагпряжения 2. Выход регистрирующего блока 6 соединен со входом счетчика 5 и через элемент задержки Ю со входом пуск электродвигателя 9. Блок установки допусков 4 (фиг. 2) содержит потенциометр 11с двумя подвижными контактами 12, 13 и элемент И 14. Входы элемента И 14 соединены с подвижным контактом 12 и с выходом соответст вующего разряда счетчика 5. Вход потевдиометра 11 соединен с источником постоянного напряжения 1, а выход - с подвижными контактами потенциометров делителя напряжения 2. Выход элемента И 14 и контакт 13 соединены с соответствующим входом регистрирующего блока 6 и со вторым входом соответствующего сумматора 8. Принцип работы устройства основан на реализации независимости всех первичных параметров, определяющих работоспособность технггческих объектов или прюцессов, от одного дополнительного параметра t в соот ветствии с формулой, описывающей состояние объекта или процесса, границу области работоспособности которого требуется определить:bif Хн(1-)-Х,, где X j - вектор, определяющий номиналь ные значения первичных параметров объекта или процесса; - вектор, определяющий предельные значения перви 1ных параметров (макси- мальные или мшшмальные); а, b - векторы, определяющие предельные значения функции работоспособности, называемые условиями работоспособности, т. е. те ограничения, накладываемые па выходные параметры объекта или процесса нарущение которых приводит к потере работоспособности;t - безразмерный параметр, изменяющийся в пределах от О до 1; f - функция работоспособности объекта, явно выравненная от первичных параметров, которая определяет цель и назначение объекта или процесса и изменяется в заранее заданных пределах, называемых условиями работоспособности. Приведенное векторное выраже1ше справедливо только для непрерывяч-лх объектов или процессов и представляет собой совокупность прямых, соединяющих номинальную точку X ,, с точками X , лежащими на границе области работоспособности. Число. таких прямых равно 2 , где и - число первичных параметров. Точки, лежащие на границе области работоспособности и соот ветствующие определенным значениям первичных параметров, находятся при решении данного уравнения, при t , изменяющемся в пределах от О до 1. Устройство работает следующим образом На каждом потенциометре делителя напряжения 3 ( i 1, 2,.... ц ), устанавливают нормированное номинальное значени соответствующего первичного параметра У ; В каждом блоке yci-ановки допусков 4 на потенциометре 11 при помощи подвижного контакта 12 устанавливают нормировазшое значение первичного параметра, мен шее или равное минимальному значению ,Х| помощи подвижного контак та 13 - нормированное значение первичн 5го параметра большее или равзюе максимал ному значению X, ., . На первом потенциометре делителя напр жения 2 устанавливают произвольное значе ние t. , а на втором - значение ( -i - i ), а в счетчике 5 записывают число, равное нулю. При помощи логического блока 7 реализуется функция работоспособности . В исходном состоянии в счетчике 5 записано число, равное нулю, сигналы на выходах соответствующих разрядов счетчика 5 равны нулю, поэтому и выходной сигнал элемента И 14 равен нулю. На второй выход каждого блока установ ки допусков 4 подается сигнал с контакта 13. Таким образом, на потенциометрах 11 блоков установки допусков 4 устанавливается следующая комбинация параметров . у , - V /YV d ( I IMOKC 1 гллакс 1 hTAAaKc Затем подается сигнал пуск на электродвигатель 9, который передвигает под- вижные контакты по1 нциометров 2, изменяя величину t . Ma выходе -го сумматора 8 получают вел гчину, X ({ i:)4 X g t (в данном случае , ), которая подается на вход лопгческого блока 7, реализующего функцию работоспособности f. Величина t изменяется до тех пор, пока значение функции | не станет paBJibiM предельному значению. В момент равенства функции f пpeдGльнo iy значе- 1П1Ю на выходе логического блока 7 появляется сигнал, который подается останов электродвигателя 9, останявливая его, пп j(n + 1)-и вход рргистрирующето бпакп (, фик- (снрующего нормировапнглр значения nepnuuu.tx параметров X ц,-У, (х |, , xlj, ,... Х ). При этом определяется первая точка, лежащая на границе области работоспособности. , . После регистрации значений параметров на выходе регистрирующего блока 6 появляется сигнал, который поступает на вход элемента задержки 10 и на вход сче-рчика 5, благодаря чему в нем записывается двоичное число, равное 1. На выходе первого разряда счетчика 5 появляется сигнал, который подается на вход элемента И 14 первого логического элемента 4, На второй выход первого блока установки допусков 4 подается сигнал с контакта 12. Таким образом, на потенциометрах 11 блоков устйиовки .чолускои 4 устанашшваеюя сдедук-шая ко: 1бииацня параметров i 2 ( н г М01 v,oi КС г 5 ff лшкс)Затем с выхода элемент и задер;ккц Ю на электродвигатель 9 1-) с.иг}1ал пуск. Двигатель О luviimaoT слооа изменять величину t j и ц-1(:л раоогы устройства повторяется. Йремя задержи , .r.o j.O должно превышать времп fiopaifoca а счегП;ке 5. Устройство П5 одСЛЛчаот рзоотдть до тах пор, пока не будут оаредол ;, : ,гочек лежащнк ;ш rpaniiue cfinacTii р 1ботоспособ- }юсти. Соединяя точчш х (Iv - 1, 2,,., .,.2), подучают границу осласти работоспособности в виде .iitHUj-;a, всфшнны которого {точки X . ) леж-.т на границе истншюй области работоспособности. Прик;ененпе предлагаел-лСго устройства позволяет повышать быстродспствис процеоса определения гргипшы областя раротоспособностп непрерывных. тех игческих объектов и процессов, что сокраигаот 1)ррмя реакции па разл1гшые Kpnaucjibie Ci. i auHJi, например отказы. Бозникаюш;.ч: с объекте, а тагоке повышает точность опроде.г1ьния границы области работоспособное. Форму л а и о о и р fi е t и я 1. Устройство для определения границы об.ласти работоспособности ro:vJ{H4.CKnx объектов, содерж. nc-iivi./; делитель н пряжелпя, выпол 1еш мй на двух потанциомет pax, дешг.голь :ап|:г;1желия па п поте;щиох;етрах, включеннык .;;аГП.1.1ель;;о источнику постоянлог-о iiaripJi:H-cf. .аигичеоКИЙ 6JiOK, П В. КО1-ОрОГО ЧОрС-о COOI в&тствуюшяе сумматоры сосданоны с аод- вижными контактами п потолцпомегрОЕ, и регисггрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит ni блоков установки допусков, двоичный П -разрядный счетчик, элемент задержки и электродвигатель; причем первы входы W блоков установки допусков соеяшены с источником постоянного напряжения, а вторые входы - с выходами соответствующих разрядов двоичного 1-Л - разрядного, счетчика; первый вы- ,ход каждого блока установки допусков соединен со спаренными подвижными контактами потенциометров первого делителя напряжения, а второй - со вторым входом соот ветствующего сумматора и с соответствующим входом регистрирующего блока; выход логического блока соединен с ( П +1) входомрегистрирующего.блока и с входом останов электродвигателя, вал которого связан с подвижными контактами, потенциометров первого де штеля напряжения; вьгход регистрирующехк блока соединен со вхсь дом двоичного ti -разрядного счетчика и через элемент задержки со входом пуск электродвигателя. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а Юч щ е е с я тем, что блок (установки допуоч ков содержит элемент И и потенциометр с двумя пoдвижньnvш контактами, один, из ког торых соединен с входом ааемента И, а другой - с выходом элемента И. Источники информации, принятые во вни-.| мание при экспертизе: ;, 1. Авторское свидетельство СССР № 291206, кл. QO1 F 15/46, 1968 г. 2.Авторское свидетельство СССР № 22О638, кл. Q06 F 15/36, 1967 г. 3,Авторское свидетельство СССР te 475604, кл. (05 В 23/02, 1973 г.