CS206758B1 - Zařízení pro automatické testování kvantilů statistického rozdělení měřených veličin - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické testování kvantilů statistického rozdělení měřených veličin.

Dosud není známé žádné zařízení pracující na principu, který byl použit u vynálezu. Testování kvantilů měřených veličin je prováděno různými statistickými testy, vyžadujícími při manuálním způsobu práci specialisty podle složité metodiky, např. procedurou Waldovy sekvenční analýzy. Automatizace těchto praeí vyžaduje počítač, avšak tímto způsobem nelze jednoduše optimalizovat rozsah prováděných měření sekvenčním testem a tak např. operativně ovládat sledované procesy nebo kontrolovat spolehlivost provozu strojních agregátů. V důsledku těchto skutečností nelze využít řadu teoretických možností diagnostiky technických systémů, protože není doposud zřejmé, jak získávané signály účelně vyhodnocovat.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro automatické testování kvantilů statistického rozdělení měřených veličin, které obsahuje dva generátory pulsů, hradlo logického součtu, vratný čítač, dekodér stavu vratného čítače, čítač pulsů, řídicí blok a indikační blok podle vynálezu, jehož podstatou je, že první generátor pulsů je připojen na jeden vstup hradla logického součtu a druhý generátor pulsů je připojen na druhý vstup hradla logického součtu a na vstup posuvu vpřed vratného čítače, jehož výstup je napojen přea dekodér stavu vratného čítače na jeden vstup řídicího bloku, který má tři výstupy napojené na indikační blok, na vstup posuvu vzad vratného čítače a na nulovací vstupy čítače pulsů a vratného čítače, přičemž výstup hradla logického součtu je připojen na druhý vstup čítače pulsů, jehož výstup je napojen na druhý vstup řídicího bloku.

Pro určitou úroveň měřených hodnot lze zařízením podle vynálezu výsledky měření sekvenčně vyhodnocovat a identifikovat odpovídající alternativy kvantilů, která se předem nastaví. Je možno takto rozlišit různá stavy měřeného objektu citlivěji než pomocí běžných měřících přístrojů. Pravděpodobnosti chybných výsledků testu, tj.rizika, že bude vybrána nesprávná alternativa, lze taktéž libovolně nastavit. Předpokládá se, že dvěma vstupy zařízení bude v podobě elektrických pulsů postupně generována informace o tom, zda právě naměřená hodnota překročila nebo nepřekročila vymezující úroveň testovaných kvantilů. V táto podobě lze daným zařízením doplňovat všechny druhy automatizačních prvků, kde je potřeba reagovat na vývoj fyzikálních veličin v čase dříve než postupné změny výrazně překročí hladinu Sumu v přenosových kanálech. Dále mohou být tímto zařízením kontrolovány parametry jakosti jakýchkoliv výrobků, zejména kvality materiálu nebo funkce elektronických přístrojů, k rychlé a spolehlivé identifikaci chybného stavu, např. pro seřizování automatických linek. Ve speciálních případech může být zařízení podle vynálezu jednoúčelovou jednotkou v hardware řídicích počítačů k prováděni optimalizačního statistického vyhodnocování měřených vstupních údajů.

Pro předpokládané alternativy kvantilů odpovídajících danému vymezení naměřených hodnot a pro hladiny spolehlivosti identifikace (rizika chyb), zařízení podle vynálezu umožňuje nastavit pomocí připojených tabulek délku posloupnosti vstupních pulsů a indikaci konce testu tak, aby sekvence měření byly postupně automaticky vyhodnocovány a dospělo se k některé z očekávaných alternativ. Výhodou zařízení je, že umožňuje formálně provádět složitý statistický test pomocí obecně jasných a známých parametrů spolehlivosti rozhodování, bez předběžných výpočtů, grafických pomůcek nebo interpretace statistických tabulek. Vzhledem k těmto výhodám lze očekávat, že aplikace vynálezu přinese rozvoj vědeckých metod řízení kvality výroby a zabezpečování vysoce exponovaných strojních agregátů precizními indikačními jednotkami, bez dodatečných kvalifikačních nároků na jejich obsluhu. Tabelované parametry pro příslušné varianty testu lze vypočítat pomocí teorie Markovových řetězců.

Na připojených výkresech je na obr. 1 znázorněno obecné blokové schéma zařízeni podle vynálezu a na obr. 2 jeho konkrétní provedení.

Na obr. 1 je Ol první generátor pulsů odpovídající naměření hodnoty nepřekračující testovaný kvantil, G2 druhý generátor pulsů odpovídající naměření větší hodnoty než testovaný kvantil, H hradlo logického součtu, P vratný čítač, D dekodér stavu vratného čítače,

N čítač délky posloupnosti vstupních pulsů, £ řídicí blok a R indikační blok. Pro zjednodušení byly v konkrétním provedení generátory vstupních impulsů ovládány manuálně (tlačítky), velikost vratného čítače P byla zvolena pro 32 stavů a délka vstupní posloupnosti vyhodnocované sekvence do 16 pulsů. Vstupními signály jsou impulsy z tlačítka Ol pro měření nepřekračující úroveň testovaného kvantilů a z tlačítka G2 pro naměření hodnoty větší než testovaný kvantil. Impulsy z tlačítek jsou upraveny v obvodech GL* a G2 * pro korekci tvaru impulsu. Výstupy z těchto obvodů jsou sečteny v hradle H logického součtu. Výstup z obvodu G2^# je veden do čtyřbitového binárního obousměrného čítače P na vstup pro počítání vpřed, který tak kumuluje počet měření překračujících testovaný kvantil. Výstup hradla

H je veden na vstup čtyřbitového binárního čítače N, který kumuluje počet všech měření v nastavené délce sekvence. Na výstupy čítače N jsou připojeny přepínače Cl pro předvolbu délky vstupní posloupnosti jako jedné sekvence měření. Po dosažení předvoleného počtu vstupních impulsů se na výstupu přepínačů Cl objeví impuls, který je veden do hradel logického součinu C5 a C6, a do zpožáovacího obvodu C2. Obvod C2 je tvořen dvěma za sebou zapojenými monostabilními klopnými obvody a na jeho výstupu je impuls pro nulování čítačů P a N. Zpoždění obvodu musí být větší než čas potřebný pro vyhodnocení každé sekvence měření.

Na výstupy čítače P je zapojen dekodér D2 nulového stavu čítače P a dekodér Dl. kdy stav čítače P odpovídá číslu jedna. Výstupy obou těchto obvodů jsou vedeny přen negovací hradla C3 a C4 do hradla C5 logického součinu. Při dosažení předvoleného počtu

-i měření (podle nastavení přepínačů Cl) se tedy na výstupu hradla C5 objeví impuls, když v tomto okamžiku není stav čítače P nula nebo jedna, což by znamenalo, že během zpracovávané sekvence měření nebyl testovaný kvantil překročen více než’ jedenkrát. Impuls START, na výstupu hradla C5 nahodí klopný obvod C7 pro ovládání generátoru C8 impulsů. Klopný Obvod C7 je před zahájením své činnosti vynulován a generátor C8 impulsů neběží. Po signálu START se generátor C8 rozběhne a pulsy na jeho výstupu se vedou jednak na vstup pro počítání vzad čítače P a jednak na vstup pro počítání vpřed pětibitového binárního obousměrného čítače Rl s možností nastavení jeho počátečního stavu. Na paralelní vstupy pro nastavení počátečního stavu tohoto čítače jsou připojeny obvody R2 pro předvolbu počátečního stavu (přepínače a tlačítko předvolby), na vstup pro počítání vzad je připojen výstup hradla C6. Na výstupy čítače Rl jsou připojeny přeš dekodér R3 typu 1 ze 32 přepínače R4 a R5 pro nastavení koneových stavů testu odpovídajících výběru některé z alternativ kvantilových hladin.

Přepínače R2, R4 a R5 lze nastavit v rozmezí stavů 0 až 31 čítače Rl. Dosažení konečných výsledků testu je indikováno obvody R6 a R7.

Popsané zařízení pracuje tak, že vždy po dosažení nastavené délky vstupní posloupnosti (sekvence měření) na čítači N, se spustí generátor C8 impulsů a dojde k posuvu čítače Rl vpřed a čítače P vzad. Generátor C8 impulsů je spuštěn v případě, že všechny tři vstupy hradla C5 jsou pozitivní, což znamená, že bylo dosaženo nastavené délky vstupní posloupnosti na čítači N a stav čítače P je větší než jedu».

Jestliže je na čítači P dosaženo stavu jedna, dekodér Dl vyšle impuls STOP, překlopí klopný obvod C7 a tak zastaví generátor Cg. Při stavu jedna čítače J již při dosažení nastavené délky vstupní sekvence, stav čítače Rl se nezmění, protože dekodér Dl blokuje hradlo Cg přes negovací hradlo C4. 7 případě, že na čítači P je stav nula, dekodér D2 přes negovací hradlo C3 blokuje hradlo Cg a impuls čítače N je propuštěn hradlem C6 na vstup čítače Rl pro posuv vzad. Tímto postupem je zpracována každé sekvence měření a před vstupem nové sekvence jsou čítače P a N vynulovány impulsem na výstupu zpožďovacího obvodu C2. Dosažení koncových stavů čítače Rl, nastavených přepínači R4 a Rg na dekodéru R3 je indikováno obvody R6 a R7.

Jestliže se označí písmenem n počet měření, která v určité sekvenci překročila testovaný kvantil (odpovídá stavu čítače P), lze funkci posuvu čítače Bl jednoduše vyjádřit jako posuv o n-1 stavů vpřed, když za záporný posuv při n = 0 se považuje posuv vzad. Následující tabulka pro ilustraci, uvádí příklad některých variant testu, s parametry spolehlivosti identifikacé hladiny alternativního kvantilu k určité úrovni měřené veličiny jako předpokládaného (testovaného) kvantilu, a příslušné nastavení přepínačů Cl. B2 a R5. přičemž

předvolba přepínače	R4 odpovídá stavu nula'čítače	Rl.
	Tabulka ·	variant pro	testování	.kvantilů	statistického	rozdělení
hladina	al terna·	- riziko	riziko	nastavení		střední počet měření
testovaného	tivní	nespr.	nespr.	přepínačů při
kvantilu	hladina	přijetí	zamít-	(R4) - l	0
%	%	alterna-	nutí	(Cl)	(R2)	(R5)	k zamítnutí	k přijetí
		tivy	alterna-				alternativy	alternativy
			tivy
60	40	0,01	0,01	2	6	12	60	60
60	40	0,01	0,001	2	9	15	90	60
60	40	0,001	0,001	2	9	18	90	90
55	45	0,01	0,01	2	12	24	*240	240
90	80	0,01	0,01	6	10	14	150	126
90	' 80	0,004	0,004	6	12	17	180	156
90	80	3.1Ο“4	3.1Ο**4	8	7	24	280	240
80	90	5.1Ο7	0,01	7	6	23	112	392
		P	Sedm®	T V Y N	Á L E	Z U

Zařízení pro automatické testování kvantilů statistického rozdělení měřených veličin,

Claims (1)

1. Zařízení pro automatické testování kvantilů statistického rozdělení měřených veličin, které obsahuje dva generátory pulsů, hradlo logického součtu, vratný čítač, dekodér stavu vratného čítače, čítač pulsů, řídící blok a indikační blok, vyznačující se tím, že první generátor 01 pulsů je připojen na jeden vstup hradla H logického souítu a druhý generátor 32 pulsů je připojen na druhý vstup hradla H logického součtu a na vstup posuvu vpřed vratného čítače P, jehož výstup je napojen přes dekodér £ stavu vratného čítače na jeden vstup řídicího bloku C, který mé tři výstupy napojené postupně na indikační blok R, na vstup posuvu vzad vratného čítače Pana nulovací vstupy čítače N pulsů a vratného čítače P, přičemž rýstup hradla H logického součtu je připojen na druhý vstup čítače N pulsů, jehož výstup je napojen na druhý vstup řídicího bloku C.