Устройство для автоматического контроля сложных объектов Советский патент 1979 года по МПК G06F11/07 G05B23/02 G06F17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЙЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

661554 соединен со вторым рходом блока срав нения, пыход которого соединен со входом блока анализа результатов, вы ход блока анализа результатов соединен со входом индикатора, выход которого соединен со вторым входом бло ка управления 3, Недостатком этого устройства является то, что оно не всегда реализуется простыми средствами из-за наличия в его составе сравнительно сложного блока инверсного преобразователя временного масштаба. Кроме того, известное устройство обладает малым быстродействием. Целью настоящего изобретения является увеличение быстродействия устройства и упрощение его реализации ., ,. Поставленная цель достигается тем что в устройство введены, допрлнитель ный масштабирующий суммирующий , блок и блок анализа спектра, причем второй выход коммутатора-нормализатора соединен со. входом блока анализа спектра, управляющий -вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выходы - с первой группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока и со второй группой входов решающего блока, выходы дополнительного масшт бирующего суммирующего блока соедине ны со входами управляемого коммутатора, выходы раиающего блока соединены со второй группой входов допол нительного масштабирующего суммирую щего блока. На чертеже представлена;функциональная схема устройства для автоматического контроля сложных объектовУстройство содержит объект контроля 1, генератор стимулирующих сиг налов 2, KOMWTaTop-нормализатор 3, индикатор 4, блок анализа спектра 5 масштабирующий суммирующий блок б, управляемый коммутатор 7, бЯок аНализа результатов 8, зaпo шнaIoщий блок &, масштабирующий суглмирующий блок 1U, блок равнения 11, решающи блок 12, блок управления 13, К объе ту контроля 1 устройство присоединяется через коммутатор-нормализаторл.З., nporpaNBviH контроля и необходимые константы йранятсяв запомина щам блоке 9. В устройстве контроля имеется воз ложность перестройки бло анализа спектра 5 в зйЁИсймойтй от класса анализируемых сигналов. По командам .блока управления 13 устанавливаются в исходное состояни все блоки устройства. При в . решающеь} блоке 12 в соответствий с интервалом наблюдения сигналов(О,т вычисляются значение ременного мас штаба qj, а по нему - для первого базиса набора ортонормированных функций fig г.-i (1-1,2,...n,n m+n-n1. (1) величины .-coyp- je 2): где L - оператор преобразования Лапласа, (t) i-я, составляющая исходного базиса ортонормированных функций, р - комплексная переменная. Согласно величинам F () (сигналы, пропорциональные этим величинам, подаются из решающего блока 12 на входы блока 6) производится настройка управляемых сопротивлений масштабирующего сумглирующёго блока б . Одновременно осуществляется настройка управляемого коммутатора 7 и первой группы управляе 1ых сопротивлений масштабирующего суммирующего блока 10 в соответствии с параметрами и ;труктурой первого базиса набора (1). Затем на объект контроля 1 в статическом состоянии генератор стимулирующих сигналов 2 через коммутаторнормализатор 3 выдает первый пробный сигнал x(t). В результате этого на выходе объекта контроля 1 появляется реакция y(t), которая через коммутаТор-н эрмализатор 3 поступает на вход блоки анализа спектра 5, в котором производится определение коэффициентов разложения сигнала у(t) по исходной базисной системе (t) (i 1,2,...,К), например, в соответствии с алгоритмом Т, .,. 4- И а,„,л)Г 11- г2йГ|ь „, ., о L S 2 J J где .Фо(у)ф2(.1. - соответственно нулевая и 6-я составляющие базиса функций Радемахера 3 - коэффициент разложения функции f (t) в степенной ряд, -числа п;,- и N.выбираются, исходя из точности представления соответственно функции f 4 (t) и переТленной t (последняя аппроксимируется рядом ортонормированннх функций Радемахера) Сигналы, пропорциональные величинам , поступают на входы масштабирующего суммирующего блока б, где преобразуются согла:сно выражению где - значения характеристики мни№лх частот .сигнала y(t) при р- g, соответствующие первому базису набора (1), число К выбирается, исходя из точности аппроксимаций анализируемых сигналов x(t) и y(t) рядом ортонормированных функций f(t) . Полученные таким образом сигналы с помощью управляемого коммутатора 7 и масштабирующего суммирующего бло ка 10 изменяются как .. ,..,-v,(K2,..,4% 5 где коэффициенты разложения функции y(t) по первому базису набора (1) . В решающем блоке 12 производитс преобразование сигналов, пропорциональных величинам у и У S соответствии с формулой s.f, 1H 1 iгде величина f выбирается, исходя из количества определяемых коэффициентов dy (-f 0,1,. . .п) , bi. bil ,2,, дифференциального уравнения движения объекта контроля, п fTl O (i}rSV 4i)), (7) В блоке сравнения 11 производится сравнение величины с ее допустимым значением д , хранящимся в запо минающем блоке 9. При этом будем ра личать два случая. Первый случай: Б Л. . По сигналу с блока управпения 13 производится перестройка коммутирую щих цепей управляемого коммутатор si и управляемых сопротивлений первого масштабирующего суммирующего блока 10 (производится смена системы бази ных функций , (i)5 .системой {f2,(p. В решающем блоке определяются величины (2), соответствующие новому базису набора, и перестраиваются управляемые сопротивления масштабир щего суммирующегбблока 6. Вновь вы полняются операции (4)-(6). Перечне ленные процедуры повторяются до тех пор, пока не будет выполняться усло вие е д (при этом в качестве квазиоптиМапьного базиса выбирается например М-й базис вида (1). Второй случай: Д. По команде с блока управления 13 решающем блоке 12 фиксируютсясигналы у и m раз производится перестройка управляемых сопротивлений масштабирующего суммирующего блока 10 .с фиксацией в решающем блоке первой группы 12 после каждой прёстройки величин oi-i,2,...m iV.-MiiC Mie-) wi i-i,2,...,i латем управляегФзе сопротивления второй группы масштабирующего суммирующего блока 10 возвращаются в исходное состояние, а второй сигнал генератора стимулирующих сигналов 2 подается через комглутатор-нормалиэатор 3 на вход блока анализа спектра 5. При этом на выходах блока анализа спектра 5 и масштабирующего суммирующего блока 6 появляются соответственно сигналы ..««r-f -i; Ti- «),, где XY, - значения коэффициентов разложения сигнала x(t) по базису f(t} и характеристики мнимых частот того же сигнала при , соответствующих М-му базису набора вида (1). Сигналы управляемым коммутатором 7 и масштабирующим суммирующим блоком 10 преобразуются согласно выражению . ,-iV,1 t,2,.,r, Полученные сигналы фиксируются в решающем блоке 12. Далее выполняются п раз те же самые операции, что и при получений величин F, . При этом определяются и фиксируются величины 0,-|V,.,.(t..r.«,.-; :,и, На основании полученных величин в решающем блоке 12 осуществляется вычисление искомых коэффициентов а, Ь, выражения (7) путем решения системы линейных алгебраических уравнений .. Корректность решения системы уравнений (13) обеспечивается выбором такой ортонормированной системы функций {fff.) вида (1), чтобы выполнялось условие Д (такой базис будем называть квазиоптимальным) . Процедура выбора указанной базисной системы описывалась выше при рассмотрении случая 1. , Сигналы, пропорциональные искомым коэффициентам а, Ь кодируются и поступают в блок сравнения 11, где полученные коды сравниваются с хранящимся в запоминающем блоке 9. Результа:ты сравнения поступают в блок анализа результатов 8, где осуществляется их логическая обработка и формируются управляющие сигналы для индикатора 4. Использование в изобретении блока анализа спектра и наличие дополнительного масштабирующего суммирующего блока значительно упрощают реализацию устройства и ускоряют процесс контроля, что объясняется исключением из процесса контроля с помсадью предлагаемого устройства процедуры многократного воспроизведения аналоговых сигналов. Формула изобретения Устройство для автоматического контроля сложных объектов, содержащёё коммутатор-нормализатор, генератор стимулирующих воздействий, блок управления, управляемый коммутатор, масштабирующий суммирующий блок, решающий блок, блок сравнения, запоминающий блок, блок анализа результатов, индикатор, причем первые вход и выход коммутатора-нормализатора соединены соответственно с выходом и входом объекта контроля, выход генератора стимулирующих воздействий соединен со вторым входом коммутатора-нормализатора, выхода блока управ ления соединены йбответствейнб с .управляющими входами коммутатора-норм лизатора, генератора стимулирующих воздействий запоминающего блока, решающего блока, управляемого коммутатора и масштабирующего суммирующего блока, первый выход запоминающего блока соединен с первым входом блока управления, второй выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, выходы управления коммутатора соединены со входами Масштабирующего суммирующего бЛока; ыходы которого соединены с первой группой входов решающего блока/ соответствующий выход раиающего блока соединен со-вторым, входом блока сра нения, выход которого соединен со входом блока анализа результатов. выход блока анализа результатов соедийен со входом индикатора, выход которого соединен со вторым входом блока управления, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения, в устройство введены дополнительный масштабирующий суммирующий блок и блок анализа спектра, причем второй выход коммут ат ора-н ормали э ат ор а соединен со входом блока анализа спектра, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выходы с первой группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока и со второй группой входов решающего блока, выходы дополнительного масштабирующего суммирующего блока соединены со входами управляемо 7о. коммутатора, выходы решающего блока соединены со второй группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3027079, кл. 235-154, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР № 259487, кл. G 06 F 15/46, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР № 561967, кл. G.06 F 15/46, 1975.