Устройство для прогнозирования времени отказа объектов Советский патент 1977 года по МПК G06F17/00 G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ ОТКАЗА

ОБЪЕКТОВ параметров, выход которого соединен с тремя входами блока памяти, а в.ОДЫ i последнего coeflHHteHbi с первым входом блока управления, элементы совпадения и регистратор. Это устройство имеет все те же не. достатки, что и описанное выше./2J. Цель изобретения повышение точности прогнозирования; и расширение области применения устройства. Достигается это тем, что оно содержит блок прямого функционального преобразования, два блока обратного функ: .ионального преобразования, блок умножения и блок вычисления разности. Выход блока управления соединен с соответствующими входам элементов срвпадеЕгая; выход блока вычисления вероятностных параметров через соответствующиеэлементы;совиадения соед нен с входами блока прямого функциональ,ного преобразования, первого и второго блоков обратного функционального преобразова ЕШя, и четвертым и пятым входами блока памягв. Четвертый и пятый выходы блока памяти через элементы совпадения соединены с BToftt iM и третьим входами блока вычкспения вероятностных парамегрок с Четвертым входом которого через элемен совпадения соединен выход блока прямого 4У П1Кионального преобразования. Выход второго блока обратного функционального прео разования соединен с вторым входом бло.ка умкожевня, первый вход которого соедянен с яврйэам выходом первого блока o6paj нбго 4Эшгадаонального преобразовання, а его второй выход соединен с вторым входом блока управления. Третий вход посяеднего сиединен с входом регистратора и выходом блока умж {ений, через соотвегств гощие элементы сивпадення соединен с шеетыы входом блока памяти, первым входом блока вь Чисяення разности (второй вход которого через элемент совпадения соедивев .с шестым выходом блока памяти, а Четвертым входом блока управления, nst тый выход когороххз соединен с седьмым выходом блока памяти. Устройство реализует апго1итм прогнозирования выхода контролируемого napaMeiv :.ра за допустимые прэделы. На Ъснове обрабоиси значений yj, обраауюших учитываемую предысторию, определяют вероятностные характеристики /3 и у н совокупность прогнозируемых значений Т-; по формулам . yi-/3(-{ - -t- н где /3 j , /3 статистические моменты второго порядка, определяыой случайной функции сое тояния контро труемого раметра в I - i и - и точках; .i Ii /y -/i4-l -i ( Т где 5 j - .разность статистических моментов второго и первого порядков в i - I и i точках; /3.;(-0 г.-±11 6,-, И -кратное повторение этого алгоритма позволяет получить последовательность i прогнозов. С целью повышения точности и снятия ограничений на вид акстоаполирующей функцииПрименяется, повторное прогнозирование по полученной совокупности значений Т .. При этом определяются параметры в: , й| , К , А экспоненциальной функции, используемой для прогнозирования изменения значений Т: , в будущие моменты времени по формулам :e,.e,., где S- J, статистические моменты второго порядка, определяющие реализацию многомерной случайнйй функции распределения значений отказа .H i-i точк/axj. S.-/S, .ElJlliJ i -(- L±i УТ. ree$j 5 - разность статистических момен1х)В второго и первого порядков I - и точках; гЧ .. Конечным значением fj , при котором наступает отказ, считается то, при котором .д е , J где е - заданная точвость приближения, д определяется по формуле- прогнозируемое значение отказа на предыдущем шаге, - прогнозируемое значение отказа на текущем шаге. Это позвопяег объем априорной информации по сравнению с известными стройствами, уменьшить обЬем памяга, осуществить прогнозирование на большой отрезок врел/гени и повысить точность прогнозирования. На.Чертеже приведена блок-схема усгрой ства для прогнозирования времени отказа. Устройство содержит блок 1 обегающего контроля, блок 2 управле шя, блок 3 вычисления вероятностнь х парамегров, блок 4 one ративной памяти, элементы 5-15 совпадени блок 16 прямого функционального преобразо вания, первый 17 и второй блок 18 обратно го функционального преобразования, блок 19 умножения, элементы 20 и 21 сравнения, блок 22 вычисления разности, регистра- тор 23. Блок 1 обегающего контроля, служащий для коммутации контролируемых объектов соединен с блоком 2 управления работой устройства. Этот блок соедйРнен с блоком 3вычисления вероятностных параметров, выход которого соединен с первым, вторым и третьим входами блока 4 оперативной памяти, где хранятся величины i ftl а первый, второй и третий выходы блока 4оперативной памяти соединены с.блоком 2 управления. Блок 3 вычисления вероятностных параметров, вычисляющий значение Г| J через первый вход элемента совпадения 5, второй вход которого соединен с блоком 2 управления, подключен к входу блока 16 прямого функционального преобразования, осуществля ющего вычисление РпТ ..Блок 16 через первы вход элемента совпадения 6, второй вход которого соединен с блоком 2 управления, соединен с четвертым входом блока 3 вычисления вероятностных параметров. Четвер1ътй и пятый выходы блока 4 оперативной памяти, где хранятся величиныв- , через первые входы элементов совпадения 7 и 8, ;вторые входы которых соединены с блоком 2 управления, подключены к второму и третьему входам блока 3 вычисления вероятностных параметров. Выход последнего через первые входы элементов совпадения 9 и 10, вторые входы которых соеди нены с блоком 2 управления, подключены - -к Четвертому и пятому входам блока 4 оперативной памяти, где хранятся величины . Выход блока 3 вычисления . вероятностных параметров через первый вход элемента 11 совпадения, второй вход которого , подключен к блоку 2 управления соединен с входом первого блока 17 обраРного функционального преобразования, осуществляющего вычисление Q .Выход блоКа 3 вычисле1гая вероятностных параметров через первый вход элемента 12 совпадения второй вход которого подключен к блоку 2 управления, соединен с входом второго блока 18 обратного функционального преобразо вания, вычисляющего значение А. Первый выход первого блока 17 обратного функционального преобразования и выход вп5 Т1ЛО блока 18 обратного функционального преобразования подключены к первому и второму входам блока 19 умножения, вычисляющего уточненное прогнозируемое значениеТ . Выход блокл 19 умножения и второй в р1ход первого блока 17 обратного футсционального преобразования подключены к второму и третьему входам блока 2 управления, где с помощью элемента 20 сравнения, осуществляется сравнение Т; с будущим моментом времени j . Выход блока 19 умножения через первый вход Ьлемента совпадения 13, второй вход которого гюдключен к блоку 2 управления, соединен с шестым входом блока 4 оперативной памяти, где хранится величина Т- . Этот же выход ; блока 19 через первый вход элемента сов;падения 14, второй вход которого подключен к блоку 2 управления, соединен с входом блока 22 вычисления разности, вычисляющего значение д . Шестой выход блока 4 оперативной памяти, где хранится значение | Т;- , через |первый вход элемента Is совпадения, второй вход которого подключен к блоку 2 управления, соединен c вторым входом блока 22 вычисления разности. Выход блока 22 вычисления разности и Седьмой выход блока 4 оперативной памяти, где храйится величина G , подключены к четвертому и пятому входам блока 2управления, где в элементе сравнения 21 осуществляется сравнение .д и . Выход блока 19 умножения соединен с первым входом регистратора 23, второй вход которого подключен к блоку 2 управления. J Устройство для прогнозирования времени отказа работает следующим образом. Информация о значений параметра у, характеризующего текущее (в /i момент времени) значение функции состояния контролируемого объекта, через блок 1 обегающего контроля и блок 2 управления поступает на блок 3 вычисления вероятностных параметров. Последующая работа устройства на протяжении всего периода вычисления прогнозируеМОГО значения отказа осуществляется в 15 тактов.В первом такте с блока 4 оперативной i памяти через блок 2 управления поступают нс Мер производимого прогноза I и параметр /3j( характеризующий предысторию, в блок 3вычисления вероятностных параметров, где вычисляется значение /3j . Во втором такте, аналогично предыдущему, вычисляется значение параметра . В третьем такте аналогично вычисляется значение параметра , В четвергом такте вычисленное значение параметра Tj через элемент 5 совгчдения по сигналу с блока 2 управления поступает в блок 16 прямого -функциональ ного преобразования, в к |гором вытисляет ся значение 2nTj. Вычисленное значение иТ. по сигналу с блока 2 управления через элемент совпадении 6 поступает в блок 3 вычисления вероятностных параметр В пятом такте параметр Bj. с блока 4 оперативной памяти через элемент 7 сов падения по сигналу с блока 2 управления п тупает в блок 3 вычисления Вероятностных па раметров, где вычисляется значение 9,. Вы численное значение 0j через элемент 9 совпадения по сигналу с блока 2 управления записывается в блок 4 оперативной пам;1ти. В шестом такте параметр 3. с-блока 4 оперативной памяти через элемент. 8 : совпадения по сигналу с блока 2 управления поступает в блок 3 вычисления вероятностных параметров где вычисляется значение 5j . Вычисленное значение б{ через элемент 1О совпадения по сигналу с блока 2 управления записывается в блок 4 оперативной памята. В сйдьмом такте в блоке 3 вычисления вероятностных параметров осушес твляется вычисление параметра К экспоненциальной функции. В восьмом такте; значение К с блока 3 вычисления вероятностных параметров через элемент 11 совпадения по сигналу с блока 2 управления поступает в первый блок 17 обратного функционального преобразования, где вычисляется е . В девятом та::ге значение & J с блока 3 вычисления вероятностных параметров через элемент 12 совпадения по сигналу с блока 2 управления поступает во второй блок 18 ; обратного функционального преобразования, где вычисляется параметр А экспоненциальной функции. В десятом тактезначения е и А с блоков 17 и 18 поступают в блок умноже1 ВИЯ 19, где вы числяе:тся значение парамет А ,. ,:.-.. в одиннадцатом такте значение Tj с блока 19 я значение j с блока 17 поступвот на элемент сравнения 20, осуществляющий проверку условия j . Если это условие не выполняется, то в блоке 17 происходит увеличение параметра j на единицу, и далее устройство pa6otaeT аналогично рассмотренным выше 8, 10, 11 тактам. Если это условие выполняется, то в двенадцатом такте значение с блока 19 и значеннеТ; I с блока 4 оперативно памяти через элементы 14 и 15 совпадения по сигналу с блока 2 управления поступают в блок 22 вычисления разности, осуществляющего выполнение значения д В тринадцатом гакте;значение Т с блока 19 Через элемент совпадения 13 по сигналу с блока 2 управления записываемся в блок 4 оперативной памяти. В четырнадцатом такте значение д с блока 22 и значение величит,) Q с блока 4 оперативной памяти поступают на элемент сра1внения 21, выполняющий проверку условия А . Если это условие не выполняется, то устройство начинает работать с первого такта; если же выполняется, то в пятнадцатом такте по сигналу с блока 2 управления прогнозируемое значение времени отказа регистрируется цифропечатающим уст.ройством - регистром 23. Данное устройство позволит сократить время испытании объектов в 2-3 раза, а также затраты на испытания., и сроки освоения новой продукции. Формула изобретения Устройство для прогнозирования времени отказа объектов, содержащее блок обегающего контроля, соединенный с блоком управлени;я, выходы, которого соединены соответственно с управляющим входом Jлoкa памяти и первым входом блока вычисления вероятностных параметров, выход которого соединен с тремя входами блока памяти, выходы которого соединены с первым входом блока управления, элементы ;совпадения и регистратор , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прогнозирования и расширения области применения устройства, оно содер:жит блок прямого функционального преобр визования, два блока обратного функционально- fo преобразования, блок умножения: и блок вычисления разности, выход блока упраБЛ&ння соединен с соответствующими входами элементов совпадения, выход блока вычисления вероятностных параметров через соответствующие элементы совпадения соединен с входами блока прямого функционального преобразования, первого и второго бпоковг обратного функционального преобразования, с четвертым и пятым входами блока памяти, чет-Эертый и пятый выходы которого через элементы совпадения соедппены с вторым и третьим входами блока вычисления вероятностных параметров, с четвертым входом которого через элемент совпадения соединен выход блока прямого функционйльного преобразования, выход второго олока обратного функциональяого преобразования соединен с вторым входом блока умножения, первый вход Которого соединен с первым выходом первого блока обратного функционального преобразования, второй выход которого соединен с вторым входом блока управления, грегий вход которого соединен с входом регисграгора и выходом блока умножения, который через ббответствующие элементы совпадения соединен с mecTbJM входом блока памяти, перг вым хВходом блока вычисления разности, второй вход которого через элемент совпадения соединен с шес№1м выходом блока памяти, а выход - с четвертым входом блока управления, пятый выход которого соединен с седьмым выходом блока памяти.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

№ 207471, М. кл5Сг Об F 15/46, 1966.

2,Авторское свидетельство СССР

№ 386399, М. кл5о- 06 F 15/46, 197О.