Устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом Советский патент 1978 года по МПК G01R31/30 G06F17/16 

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора 2 случайных чисел непосредственно и через генератор 3 случайной длительности с блоком 4 управления, выходы которого подключены к счетчику 5 числа циклов и блоку 6 контроля непосредственно и через генератор 2 случайных чисел к распределителю 7, а третий и четвертый входы - к выходам счетчика 5 числа циклов и блока 6 контроля, ключевые элементы , 82.., 8 п,включенные Между распределителем 7 и блоком 9 моделирования, соединенным с блоком 6 контроля, блок 10 памяти координат допусковых областей, включенный между распределителем и блоком 11 сравнения, выход которого соединен с блоком памяти координат допусковых областей. Результаты испытаний индицируются регист ратором результата, подключенным к блоку памяти координат допусковых областе

Процедура осуществления матричных испытаний статистическ11м способом проводится в несколько циклов. И число определяется аналитически для принятого уровня доверия и точности получения результатов. В каждом цикле первоначально, случайньам образом, выбирается исходная точка в пространстве внутренних параметров испытуемой схемы и определяется ее работоспособность в соответствии с ранее выработанными критериями работоспособности схемы. Если исходная точка неработоспособна, то один цикл -испытаний считается законченным и случайным образом выбирается следую1цая исходная точка. Если исходная точка работоспособна. Цикл испытаний продолжается, для чего координаты исходной точки запоминаются и по определенной программе начинается выращивание допусковой области, полностью принадлежащей области работо-. способности испытуемой схемы.Допусковая область выращивается в виде многомерного .гиперкуба, размерность ко-, торого определяется числом варьируемых параметров. Для этогр к номерам квантов, соответствующих координатам исходной точки, последовательно прибавляется сначала по единице, потом по две, по три и т.д., чем задаются координаты следующих точек на диагонали гиперкуба. В кажГдой точке диагонали допусковой области осуществляется проверка работоспособности испытуемой схемы.

Увеличение номеров квантов происходит до появления первой отказной ситуации в физической модели схемы. В этом случае запоминаются координаты предыдущей точки диагонали гиперкубадопусковой области, увеличение номеров квантов варьируемых параметров прекращается и происходит возврат к исходной

точке гиперкуба. Аналогично происходит уменьшение номеров квантов варьируемых параметров с обязательной проверкой работоспособности значений координат, соответствующих точкам на этой же диагонали допусковой области. Таким образом, могут быть определены крайние значения номеров квантов, соотйетствующие координатам концов диагонали многомерной допусковой области. Так как обыно о форме области работоспособности схемы априорных сведений нет, то необходима проверка работоспособности испытуемой схемы при значениях внутренни параметров, соответствующих граням выращиваемой допусковой области. Эта проверка осуществляется статистическим способом в моменты времени, не совпадающие с моментами времени проверки работоспособности точек на диагонали допусковой области.В эти моменты происходит фиксация значений кванта случайного параметра, а следовательно, и соответствующего значения этого внутреннего .параметра, последовательный воЪврат к значениям координат исходной точки по остальным параметрам или уже определенным значениям конца диагонали допусковой области и проверка работоспособности испытуемой схемы при значениях параметров, лежащих на гранях определяемого гиперкуба. Если в проверяемых точках зафиксирована хотя бы одна неработоспособна ситуация, выращивание прекращается, запоминаются координаты предьадущей точки на диагонали допусковой области, которая считается конечной. Число контролируемых точек на гранях гиперкуба подсчитывается для принятого уровня доверия, также как и число циклов выращивания.Допусковые области, определяемые в разных циклах, сравниваются, выбираются, запоминается область, имеклцая наибольший объем (или наибольшую диагональ). Затем вычисляются координаты крайних точек и центра тяжести (середины диагонали) выбранной области. Эти координаты соответствуют значениям оптимальных допусков (производственных или эксплуатационных) и номиналов варьируемых параметров элементов исследуемой схемы.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 тактовых импульсов, синхронизирующего работу всего устройства, поступают на выходы блока 4 управления, генератора 2 случайных чисел и генератора 3 случайной длительности.

Блок 4 управления, определяющий последовательность операций всеми блоками устройства и обеспечивающий выработку требуемого числа циклов определения допусковых областей исследуемой схемы

по заданной nporpaw/ie, видает команду на вьвдачу координат исходной точки генератором 2 случайных чисел,

Генератор 2 случайных чисел, вырабатывающий случайные числа с равноверо ятным законом распределения, по команде блока 4 управления в такт с поступлением сигналов от генератора 1 тактовых импульсов последовательно выдает в двоичном коде случайные числа, соответствующие номерам квантов первого , второго и последующих варьируемых параметров исследуемой схемы.

Распределитель 7, обеспечивающий включение необходимых ключевых элементов ,.., представителей квантов варьируемых параметров блока 9 моделирования, согласно данные генератора 2 случайных чисел фиксирует определенную исходную точку в пространстве внутренних параметров испытуемой схемы, а затем, после проверки ее работоспособности, по ксмандам блока 4 управления осуществляет целенаправленное переключение представителей квантов варьируемых параметров, т.е. осуществляется выращивание допусковой области в каждом цикле работы устройства.

Ключевые элементы представителей квантов варьируемых параметров позволяют по данным распределителя 7 установить требуемые значения этих параметров в блоке 9 моделирования исследуемой схемы. Блок моделирования представляет собой диэлектрическую плату (или подложку),на которой последовательно с контактами соответствую11р1х ключевых элементов подключены представители квантов варьируемых параметров исследуемой схемы, с диапазонами, обеспечивающими определение границ области работоспособности этой схемы и эквидистантно разбитые на одинаковые в относительных единицах интервалы.

Блок 6 контроля, анализирующий выходные сигналы испытуемой схемы и характеризующий указанные блоком 4 управления ситуации, определяя работоспособна схема или нет в соответствии с ранее выбранными критериями работоспособности , проверяет работоспособность установленной в блоке моделирования исходной точки. На время контроля, кратное периоду поступления сигналов от генератора 1 тактовых импульсов, все переключения представителей квантов параметров в блоке 9 моделирования прекращаются. Если исходная точка неработоспособна, блок 6 контроля через блок 4 управления выдает команду на формирование генератором 2 случайных чисел новой исходной точки. Если исходная точка работоспособна, то блок 4 управления выдает в распределитель 7 команды на запись координат исходной точки в блок 10 памяти координат допусковых областей и начало выращивания допусковой области. По командам блока 4 управленЬя в такт поступлеешя сигналов от генератора 1 тактовых импульсов начинается целенаправленое переключение ключевых элементов ... 8«nj приводящее к необходимым изменениям параметров элементов исследуемой схемы в блоке 9 моделирования. Блок 10 памяти координат допусковых областей, регистрирующий по командам блока 4 управления и данным распределителя 7 номера представителей квантов параметров блока 9 моделирования в крайних точках диагонали выращиваемой многомерной допусковой области в двух любых циклах работы установки, запс 1инает координаты исходной точки.

Генератор 3 случайной длительности вырабатывает сигналы через случайные но кратные периоду следования импульсов от генератора тактовых импульсов, промежутки времени. После выдачи команды на начало выращивания допускоБой области эти сигналы поступают через блок значений представителей квантов В блок 9 моделирования и на блок б контроля для проверки этих ситуаций в исследуемой схеме. Если проверенные ситуации работоспособны, блок 5 управления вкщает команду на продолжение выращивания допусковой области в сторону увеличения номеров квантов относительно исходной точки. Блок 10 памяти координат допусковых областей, помимо координат исходной точки, запоминает значения координат точек, лежащих на диагонали допусковой области. Если блоком б контроля зафиксирована неработоспособная ситуация в точке, лежащей на диагонали допусковой области, то блоком 4 управления выдается команда на фиксац Ло в блоке 10 памяти координат допусковых областей значений, соответствукицих координатам предыдущей точки на диагонали гиперкуба; если неработоспособная ситуация в схеме принадлежит точке на грани допусковой области, то фиксиру ются координаты уже выявленной перед проверкой точки на диагонали допусково области и блок 4 управления выдает команду на .возвращение к исходной точке и выращивание допусковой области в сторону уменьшения номеров квантов варьируемых параметров. Тем самым обеспечивается определение координат крайних точек диагонали допусковой области в одном цикле работы устройства. Е следующем цикле фиксируются и запоминаются координаты крайних точек диагонали новой допусковой области.

Блок 11 сравнения допусковых областей предназначен для определения размеров диагоналей многомерных доггуско