Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов Советский патент 1980 года по МПК G05B23/02 

ботоспособности технических объектов; на фиг. 2 - график, иоясияющий ироцесс построения области работоспособности в плоскости первичных параметров X.i и на фиг. 3 нриведена диаграмма выбора отклонений первичиых параметров при определении границы области работоспособности.

Устройство для определения границы области работоспособности (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 реверсивные счетчики, счетчик 3, блок 4 оперативной памяти, регистрирующий блок 5, блок 6 памяти, блок 7 уставок, блок 8 переключений, элементы ИЛИ 9, 10, блок 11 вычислений отклонений параметров и логический блок 12.

На фиг. 2 приняты следующие обозначе я- - мин- макс (,2)-соответственно минимальное и максимальное допустимые значения г-го первичного параметра; AXi(,2)-шаг изменения i-ro параметра; G-область работоспособности технического объекта; R - область допустимых значений первичных параметров, определяемых неравенствами г„ив - макс ( 1, 2), где Xi-текущее значение i-ro первичного параметра.

На фиг. 3 (zfcA.Xi) - положительное или отрицательное отклонение i-ro первичного параметра (,2).

Блок 4 оперативной памяти содержит четыре ячейки памяти: Zi, Z, Zz, Z.

Принцип работы блока оперативной памяти основан на проверке равенств: ,

X,Z,

и

у 7

л,-,(2)

V 7

Л, Z.4

где Xi, Xz - текущие координаты отображающей точки X (комбинации значений первичных параметров Xi, Х); Zi, Zz - координаты предыдущей отображающей точки, лежащей в области работоспособности G. Если условия (1) и (2) не выполняются, то логический блок 12 вычисляет значение функции работоспособности

YJ fJ(X„ Х„ X,)(J.l7) (3)

п проверяет условия работоспособности:

.(..)Г,е.

(4)

(/ 1, т),

где , акс - соответственно минимальное и максимальное допустимые значения /-ГО (,/п) выходного параметра. Если условие (4) выполняется, то отображающая точка находится в области работоспособности G и ее координаты фиксируются в ячейках Zi, Zz и в блоке 5 регистрации. ЕСЛИ условие (4) не выполняется, то отображающая точка находится вне области G, ее координаты фиксируются в ячейках Za, Z. После проверки условий (4)

логический блок 12 подает команду на блок И вычислений отклонений параметров для задания новых значений первичиых пар аметров Xi, Xz.

Если выполняются условия (1) или (2), то блок 4 оперативной памяти вырабатывает команду в блок 11 вычислений отклонений параметров для задания новых значений первичных параметров без вычисления функции (3) и проверки условий (4).

Устройство работает следующим образом.

Вначале матричным способом определяют координаты первой точки, принадлежащей области G - точки R.

Для этого в реверсивные счетчики 1 и 2 вводят координаты исходной точки, равные

соответственно ll ij,aKC

Содержимое счетчика 3 () и содержимое ячеек Zi, Zz, Z, Z блока 4 оперативной памяти равно нулю. В блок 7 уставок вводят число, равное „акс тем выходные сигналыреверсивных счетчиков 1, 2, равные соответственно Хи, Xzi,

сравниваются с содержимым ячеек Zj, Zz, Zs, Z4 блока оперативной памяти. Так как условия (1) и (2) не выполняются, то сигналы 11 и Xzi и сигнал с выхода счетчика 3 - .31 подаются на входы логического блока 12, регистрирующего блока 5 и блока 6 памяти. Выходной сигнал подается также на вход блока 7 уставок.

Если при определенных значениях первичных параметров Ха, Xzi, Xsi условия (4)

не выполняются, то на втором выходе логического блока 12 появляется сигнал, который в ячейках памяти Z3, Z блока 4 оперативной памяти фиксирует координаты отображающей точки, лежащей вне области G (в Za-Хц, в ). Кроме того, сигнал от второго выхода логического блока 12 через элемент ИЛИ 10 подается на второй вход блока 8 переключений (фиг. 1). Сигнал со второго выхода блока переключений подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, в котором запишется число , +АХ2.

Затем в блоке 4 оперативной памяти производится сравнение величин Xzi, Х-гз, и з1 с содержимым ячеек Zi, Zz, Zz, Z. Если условия (1) и (2) не выполняются, то логический блок 12 проверяет условия (4) при данных значениях первичных параметров. Если условие (4) не выполняется, то по сигналу со второго выхода логического блока 12 в ячейках Z3, Z4 блока 4 оперативной памяти фиксируются величины Xzi и 22 (в Zz-Xzi, в ). Затем процесс иоиска первой точки R.G путем увеличения координаты Xz на величину на каждом этапе продолжается аналогично (см. фиг. 2). Блок 7 уставок предназначен

для проверки условия 2 а„акс ()

Если условие (5) выполняется, то выходпой сигнал блока 7 уставок равен нулю. Если условие (5) не выполняется, то на выхоле блока уставок появится сигнал, который подается на вход установки в исходное состояние реверсивного счетчика 2 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, в котором запишется число (1,акс -А- i) Затем цикл определения точки повторяется (фнг. 2). Если при некоторых значениях параметров X-i и Xz отображающая точка нерещла в область работоспособности (точка R па фиг. 2), то в ячейках памяти 2з, T-k блока 4 оперативной памяти будут записапы координаты предыдущей точки, находящейся вне области G, точкп Af (в в гж)- первом выходе логического блока 4 появится сигнал, по которому регистрирующий блок 5 фиксирует координаты точки R (Х,1, , в блоке оперативной памяти в ячейках памяти Z, Z фиксируются координаты точки R (в Zi-Jjjij, в )При появлении сигнала на нервом входе блока 8 нереключепий появляются сигналы на его первом и третьем выходах. Сигнал с первого выхода блока 8 переключений подается на третий вход блока б памяти. Блок б памяти предназначен для запоминания координат точки R (l,, Х, и сравнения этих координат с текущими коордипатами отображающей точки Х- (Х Х )eG (, 3,...). Если выполняется условие.... -... .-. „...-,..; ;f. Xjf - Хи. SR , то блок 6 памяти вырабатывает команду об окончании процесса поиска граничных точек. Если условие (6) не выполняется, то выходной сигнал блока памяти равен нулю. Выходной сигнал с третьего выхода блока 8 переключений подается на первый вход блока 11 вычислений отклонений параметров, который предназначен для выбора тагов измерений параметров ДХ) и AJj, с определенным знаком на каждом этапе поиска граничных точек по алгоритму, приведенному на фиг. 3. Первой точкой алгоритма является щаг (-AXi). Переход от одной точки алгоритма к другой показан направлением стрелок и определяется нахождением отображающей точки внутри или вне области G на предыдущем этане определения ее границы. В устройстве производится обход границы в том порядке, как это указано стрелками па фиг. 2. Блок 4 оперативной памяти при этом работает следующим образом. Пусть в реверсивных счетчиках 1, 2 записаны координаты v-й о- ображающей точки (v 2, 3...). Еслина (v-1)-м этапе определенпя грапицы области работоспособности (v-1)-я отображающая точка находилась в области G, то в блоке 4 онеративной памяти в ячейках Z|, Zz будут записаиы координаты (л-1)-й точки (в ,) ), в Zz- s(,,i) ), а в ячейках Zs, Z - координаты последней |х-й отображающей точкп, находившейся вне областн О в процессе определения ее границы () (в Zs-Jj в ,}- Затем производится сравнение координат - отображающей точки, которая записана в реверсивных счетчиках 1, 2 (в реверсивном счетчике 1-J,, в реверсивном счетчике 2-Х,. ), с координатами точки ji-J,, Jf 5,. Если координаты не совпадают, то зна1ения Х,, Х нодаются в логический блок 12 для проверки условий (4). Если v-я отображающая точка лежит в области G, то появляется сигнал на первом выходе логического блока 12, который попадает на третий вход блока 4 оперативной памяти, а через элемепт ИЛИ 9 и блок 8 переключепий на первый вход блока 11 вычислений отклонений параметров. В блоке 4 оперативной памяти в ячейках Zj, Zz будут записаны координаты v-й отображающей точки (в Zi-Х,, в ,). При этом, если был сделан шаг (-AIi) при переходе от (v-1)-й отображающей точки, находящейся в области G, к v-й отображающей точке, также лежащей в области G, блок 11 вычислений отклонений параметров вырабатывает сигнал, который подается на вь1читающнй вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан щаг (-AXz) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек новторяется аналогично. Если при переходе от (v-1)-й точки, находящейся в области G, был сделан щаг (-АХ|) к v-й точке, находящейся вне области G, то появится сигнал на третьем выходе блока 11 вычислений, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан щаг (Ч-АХа) (см. фиг. 3). При этом в блоке 4 оперативной памяти в ячейках Z|, Zz будут записаны координаты (v-1)-й точкн, а в ячейках Za, ZA - координаты v-й отображающей точки. Затем процесс определения граничных точек области G повторяется аналогично. Если координаты Xi, Jj совнадают с координатами Jf,,, , Jj, , то сигнал с четвертого выхода блока 4 оперативной памяти нодается сразу через элемент ИЛИ 10, блок 8 переключения на второй вход блока 11 вычислений без вычисления функции (3) и проверки условий (4). В ячейках памяти Zi, Zz блока 4 оперативной памятн будут оставлены заннсанные ранее координаты (v-I)-и отображающей точки, находящейся в области работоспособности (в Zi- (,), в (,i) ), а в ячейках Z, 4 будут записаны координаты отображающей точки (в , , в , ) При этом, если при переходе от ()-й отображающей точки, находящейся в области G, к v-й, координаты которой совпадают с координатами |и-й отображаюп ;ей точки, находящейся вне области G, был сделан, например, шаг (-AJi), то блок II вычислений отклонений параметров в данном случае вырабатывает сигнал, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика I, т. е. будет сделан щаг (-fAJi) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично. Если на (v-1)-м этапе определения границы области работоспособности (v-1)-я точка находилась вне области G, то в блоке 4 оперативной памяти в ячейках Zz, Zi будут записаны координаты этой точки (в Zs-:X,,,jj , в ,i) ). а в ячейках Zb Zg-координаты f-й последней отображающей точки, находившейся в области G в процессе определения ее границы (t ;v-1), (в , в Затем производится сравненно координат -у-й точ. ки с координатами г-й точки. Если координаты не совпадают, то значения JT,, Jj. подаются в логический блок 12. Если точка лежит вне области работоспособности, то появляется сигнал н-автором выходе логического блока 12, который подается на четвертый вход блока 4 оперативной памяти, а через элемент ИЛИ 10, блок 8 переключений на второй вход блока 11 вычислений. В ячейках Zz, Zi, блока 4 оперативной памяти будут записаны координаты точки v (в Zg-Х, , в Z4--.XBV ) При этом, если при переходе от (v-1)-й отображающей точки, находящейся вне области G к v-й отображающей точке, также находящейся вне области G, был сделан щаг, например (-A.Xi), то блок 11 вычислений отклонений параметров вырабатывает сигнал, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (+ДХ2) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично. Если точка v лежит в области G, то появляется сигнал на первом выходе логического блока 12, который подается на третий вход блока 4 оперативной памяти, а также через элемент ИЛИ 9, блок 8 переключений - на первый вход блока II вычислений. В ячейках Zs, Z,, блока 4 оперативной памяти будут записаны координаты (v-)-й точки, лежащей вне области С, я в ячейках Z, Zz-координаты v-й точки (в Zi-J,,, , в Z-i-yiz,, )- При этом, если при переходе от (v-1)-й отображающей точки, находяидейся вне области G, был сделан, например, шаг ( к v-й отображающей точке, находящейся в области G, блок 11 вычислений вырабатывает сигнал, который подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (-Ь.Х, (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется. Если координаты v-й точки (Х,,, Х. ), снимаемые с выходов реверсивных счетчиков 1, 2, совпадают с координатами t-й точки (Ji,, 21), записанными в ячейках памяти Zb Z-i блока 4 оперативной памяти, то сигнал с третьего выхода блока 4 оперативной памяти через элемент ИЛИ 9, блок В переключений подается на первый вход блока 11 вычнслений. При этом в ячейках памяти Zz, Zi блока 4 оперативной памяти будут оставлены записанные ранее координаты точки (v-1), лежащей вне области работоспособности, а в ячейках Zi, Z будут записаны координаты v-й точки, лежащей в области G. При этом, если при переходе от (v-)-й отображающей точки, находящейся вне области G, к v-й, координаты которой совпадают с координатами г-й точки, известной, что она находится в области G, был сделан шаг, например (-AJi), то р. дапном случае блок 11 вычислений вырабатывает сигнал, который подается на суммирующий выход реверсивного счетчика 1, т. е. будет сделан щаг ( + AJ) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично. Как только отображающая точка перейдет снова в точку R (фиг. 2), то блок 6 памяти выработает сигнал совпадения, по которому в счетчик 3 будет записана единица, произойдет стирание записанных координат в блоке 4 памяти, подается сигнал в блок 8 переключений, реверсивные счетчики 1, 2 устанавливаются в исходное положение. Цикл определения гранипьт области работоспособности при другом значении Xz повторяется аналогичным образом. В результате применения данного устройства повышается быстродействие процесса определения границы области работоспособности технических объектов, что способствует сокращению времени реакции на различного рода кризисные ситуации, например отказы, возникающие в техническом объекте. Формула изобретения Устройство для определения границы обасти работоспособности технических объктов по авт. св. № 551614. отличаюееся тем, что, с целью повышения бытродействия устройства, оно содержит двя,

элемента ИЛИ и блок оперативной памяти, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, третий и четвертый - с первым и вторым выходами логического блока и первыми входами элементов ИЛИ, первый и второй выходы блока оперативной памяти соединены со входами логического блока, третий и четвертый выходы-

с вторыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока переключений.

Источники информацип, принятые во внимание прп экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 551614, кл. G 05В 23/02, 1975 (прототип) .