Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов Советский патент 1982 года по МПК G07C11/00 G06F11/24 

Изобретение относится к устройствам технической диагностики.

По основному авт.св. № 558280 известно устройство для определения границы области работоспособности технических объектов, содержащее делители напряжения, выполненные на потенциометрах, подви.жные контакты которых соединены с входс1ми блока установки допусков, логический и регистрирующий блоки, а также генератор линейно-изменяющегося нап-ряжения и блок совпадения, выходы которого соединены с соответствующими входами регистрирующего блока, установочные входы с СООТВёТСТВ5т)ЩИМИ выходами блока установки допусков, а управляющий вход - с выходом логического блока, входы которого соединены с соответствующими подвижными контактами потенциометров делителей напряжения, выходы которых соединены .с выходами генератора . линейно-изменяющегос:я напряжения 1

Недостатком известного устройства является ограниченное быстродействие, обусловленное теМ, что непроизводительное время тратится на проверку условий работоспособности при значениях первичных параметров,

лежащих за пределами их допустимых пределов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введен п-входовый элемент ИЛИ, к входам которого подключеньл выходы п максимальных уставок блока установки допусков, а

10 выход подключен к входу генератора линейно-изменяющегося напряжения.

Hei фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - график зависимости от времени выходного напря15жения генератора линейно-изменяющегося напряжения; на фиг.З - график процесса построения границы области работоспособности технических объектов в двухмерном пространстве пер20вичных параметров при трех циклах (I, II и III) определения граничных точек.

На графиках {фиг.2 и 3) приняты обозначения: U,(t) - выходное напряжение генератора линейно-изме25няющегося напряжения (ГЛИН) в функции времени; t|c , t - моменты времени, при которых одно из значений (или несколько одновременно) первич.ных параметров выходит за свои до30пустимые пределы; t, t - момент времени начала работы ГЛИН; , (ичи соотйетственно максимальное и минимальное допустимые значения .первичного параметра Х,; Ха,сц ,X,j соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра Х ,xlj - координа граничных значений параметров Устройство (фиг.1) содержит гене ратор 1 линейно-изменяющегося надря женин (ГЛИН), логический блок 2, блок 3 установки допусков, имеющий п уставок 4, блок 5 совпадений, имеющий п+1 входовый элемент И 7, регистрирующий блок 8, п-входовый элемент ИЛИ 6 и п Потенциометров R, R.j,...,R и R, причем выходы потенциометров соединены с входами ГЛИН 1, а их подвижные контакты сое динены с соответствующими входами логического блока 2 и уставок 4 бло ка J установки допусков, выходы мак симальных уставок 4 соединены с соответствующими п-входами элемента ИЛИ 6, а выхода минимальных уставок 4 соединены с соответствующими входами регистрирующего бЛока 8 и пвходами элемента И 7 блока 5 совпадений, с (п+1) входом которого соединен выход логического блока 2, вы ходы элементов И 7 и ИЛИ б подаются соответственно на ()-tt вход регистрирующего блока 8 и на вход генератора 1 линейно-изменяющегося напряжения. Принцип работы устройства состои в реализации зависимости всех первичных параметров, определяютцих работоспособность/ технического объекта, от одного дополнительного параметра в соответствии с уравнениямиf Xij-r b f X,j- -г аГ, где X: - вектор, определяющий некоторые произвольные значения первичных параметров, - (,2,..,); a,b -векторы, определяющие предельные значения (максимальные или минимальные, соответственно) функции работоспособности, назьгоае мые условиями работоспособ ности, т.е. те ограничения накладываемые на выходные параметры объекта, нарушен которых приводит к потере работоспособности объекта т; - безразмерный параметр, из меняющийся от О до п; - функция работоспособности объекта, которая определяе цель и назначение объекта и изменяетсяВ заранее заданных пределах, определяемых условиями работоспособности . Приведенные векторные выражения справедливы только для непрерывных объектов и представляют собой совокупность прямых, соединяющих начало координат с. точками xj, (К 1,2,...), лежащими на границе области А работоспособности. Эти прямые как бы рассекают область работоспособности. Количество таких прямых может быть произвольным. Точки, лежащие на границе области работоспособности, соот1з е ствующие определеннал значениям первичных параметров, находятся при решении уравнений (1) и (2) при определением т.. При этом должно удовлетворяться неравенство S Х « hiOfl где векторы, определяющие предельные (максимальные или минимальные) значения первичных параметров. В i-ю уставку 4 (i 1,п) блока 3 вйодят два пороговых значения XiiwinH где Х;, ,ях- минимальное и максимальное нормированные допустимые значения i-го параметра первичного параметра соответственно. На потенциометрах RJ . устанавливается первая комбинация норвлированных произвольных значений первичных параметров Хч.(Х, ,...,Х., ,...,)} на ..., на ..., на - Xi f на Затем с выхода ГЛИН i в момент времени tj (фиг.2) подается линейно-изменяющееся напряжение %,) где 17 С t; с - некоторая постоянная (в частности с 1); t - время. Максимальное значение выходного напряжения ГЛИН 1 х,(1 - с подвижного контакта 1-го потенциометра R снимается величина yijXi tr , которая подается на 1-й вход блока 2,реализующего функцию работоспособности f, и на вход i-й уставки 4i блока 3, которая контролирует нахождениевеличины Т в заранее заданных пределах, т.е. T(;V,-N™.,, ТГ- ii - ivna Если неравенство (3) удовлетворяется, то на соответствующих первых выходах блока 3 появляются сигналы, равные f , которые подаются на соответствующие п-входы элемент И 7 блока 5. Если хотя бы одно из неравенств (3) не удовлетворяется, например, для v-1 I то сигнал на первом выходе (1+1)-й уставки равен нулю. Б 2 непрерывно вычисляет величину ,Г1.,,, момент выполнения равенства функции работоспособности одному из услов ий работоспособности, например, f а (при ,-) , с выхода блока 2 подается сигнал на управляющий вход.блока 5, т.. иа (п+1) вход элемента И 7. При iTetT в блоке 3 проверяется справедливость выполнения неравенств ... Если неравенства удовлетворяютс то с первых выходов блока 4 подают ся сигналь, равнь , на соответствующие входы элемента И 7 бло ка 5. Если в момент времени ТГ Удовлетворяется система неравенств (5 то с выхода элемента И 7 на соотв тствующий вход блока 8 подается сигнал, по которому блок 8 регистрирует координаты граничной точки (,Xn uiCii(-«X4 4Ctf,-. которые лежат на границе области работоспособности. При этом определяется первая точка, лежащая на границе области работоспособности Аналогично при F b в момент времени t при удовлетворении неравенств.o. регистрируются значения первичных параметров ; Y х , С ,г ., «-ii , иг), лежащих на границе области работоспособности и т.д. Процесс определения граничных точек, принадлежащих области работоспособности продолжается до тех пор, пока одно из значений первичных параметров Х,Х,...,ху,...,Х не выйдет за свои допустимые пределы, что соответствует невыполнению неравеиства (4) , при этом t (фиг.2). Если неравенство (4) не выполняется, например для i-ro параметр то на втором выходе i-й уставки 4 блока 3 появится сигнал, который подается на i-й вход элемента ИЛИ 6, выходной сигнал с которого подается на ГЛИН I, при этом выходное напряжение ГЛИН изменяется сигйалом от некоторой величины, соответствующей i времени tx до 0. При О неравенство (4) выполняется и сигнал на выходе элемента ИЛИ б отсутствует. В промежутках времени (tjttr на потенциометрах R ,Ra, ... ,R;;, . Л ,R устанавливается вторая комбинация нормированных произвольных значений первичных параметров у(х ,..., ,, .. .,J . Затем при t,(фиг.2) с выхода ГЛИН 1 подается сигнал (t) тг и цикл измерения повторяется для следующих- точек, лежащих на границе области работоспособности технических объектов. Процесс повторяется до тех пор, пока ие будет определена граница области работоспособности с заданной точностью. Соединяя граничные точки, получают границу области работоспособности в виде многогранника, который лежит в истинной области работоспособности . В результате применения,предлагаемого устройства повышается быстродействие определения границы области работоспособности непрерыв%maicНых технических объектов в л мячи раз, где )(- наибольшее из максиМсшьных значений первичных параметров, - минимальное значение i-ro. первичного паргииетра; S - количество секущих, что способствует сокращению времени реагирования на различного рода кризисные ситуации, например, отказы, возникающие, в объекте. Формула изобретения Устройство для определения границы Области работоспособности технических объектов по авт.св. 558280, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия в него введен И-входовый элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам (о максимальных- уставок блока установки допусков, а выход сэдключен к входу генератора линейноизменяющегося напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 558280, кл. G 06 F 15/46, 1975 (прототип) .

М

ef

I

А h М/

Л

г1

Sf,Xfi):

и так

1 f lifti iat iln

фаг.

Л

(риг.г.