RU2429518C1 - Method of fault finding in continuous system dynamic unit - Google Patents

Method of fault finding in continuous system dynamic unit Download PDF

Info

Publication number
RU2429518C1
RU2429518C1 RU2010128421/08A RU2010128421A RU2429518C1 RU 2429518 C1 RU2429518 C1 RU 2429518C1 RU 2010128421/08 A RU2010128421/08 A RU 2010128421/08A RU 2010128421 A RU2010128421 A RU 2010128421A RU 2429518 C1 RU2429518 C1 RU 2429518C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
estimates
signals
parameter
integral
deviations
Prior art date
Application number
RU2010128421/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Шалобанов (RU)
Сергей Сергеевич Шалобанов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2010128421/08A priority Critical patent/RU2429518C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2429518C1 publication Critical patent/RU2429518C1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: known good system response at check intervals in check points is registered. Integral estimates of system output signals are defined and registered. Integral transforms of model dynamic characteristics are defined for each check point. Said output signal integral estimates are defined to determine deformations of model signal integral estimates. Normalised deformation of model signal integral estimates are defined. System with rated characteristics is replaced by controlled system. Integral estimates of controlled system signals are defined for control points. Deviation of controlled system signal integral estimates are defined. Normalised deviation of controlled system signal integral estimates is defined to calculate magnitudes of diagnostic indications. ^ EFFECT: expanded operating performances. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.The invention relates to the field of monitoring and diagnosing automatic control systems and their elements.

Известен способ диагностирования динамических звеньев систем управления (Патент РФ №2110828, МКИ6 G05B 23/02, 1998), основанный на интегрировании выходного сигнала блока с весом e-αt, где α - вещественная константа.A known method for diagnosing dynamic links of control systems (RF Patent No. 2110828, MKI 6 G05B 23/02, 1998), based on the integration of the output signal of the block with a weight e- αt , where α is a real constant.

Недостатком этого способа является то, что он применим только для контроля параметров апериодического звена первого порядка.The disadvantage of this method is that it is applicable only to control the parameters of the aperiodic link of the first order.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для контроля параметров звеньев систем управления (Патент РФ №2173873, МКИ6 G05B 23/02, 2001).The closest technical solution (prototype) is a device for monitoring the parameters of the links of control systems (RF Patent No. 2173873, MKI 6 G05B 23/02, 2001).

Недостатком этого способа и устройства является то, что они применимы только для диагностирования апериодического первого порядка, апериодического второго порядка и колебательного звеньев.The disadvantage of this method and device is that they are applicable only for the diagnosis of aperiodic first order, aperiodic second order and vibrational links.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей способа для нахождения неисправностей в виде отклонений параметров передаточных функций блоков произвольной структуры в динамической системе с произвольным соединением блоков.The technical problem to which this invention is directed is to expand the functionality of the method for troubleshooting in the form of deviations of the transfer function parameters of blocks of arbitrary structure in a dynamic system with an arbitrary connection of blocks.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы fj ном(t), j=1, 2,…,k на интервале t∈[0, TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1,…,k системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, где

Figure 00000001
путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени TK, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1,…,k регистрируют, определяют интегральные преобразования динамических характеристик модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений m параметров всех блоков, для чего поочередно в каждый параметр передаточной функции блоков динамической системы вводят пробное отклонение и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра интегрирования α и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений Pji(α), j=1,…,k, i=1,…,m регистрируют, определяют деформации интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров структурных блоков ΔPji(α)=Pji(α)-Fj ном(α), j=1,…,k; i=1,…,m, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров блоков из соотношенияThe problem is achieved by pre-registering the reaction of a known-good system f j nom (t), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points and determine the integral estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k of the system, for which, at the time the test signal is input to the input of the system with nominal characteristics, the signals of the control system are simultaneously integrated at each of the k control points with weights e -αt , where
Figure 00000001
by applying the control system signals to the first inputs k of the multiplication blocks, the exponential signal e -t is supplied to the second inputs of the multiplying blocks, the output signals of the multiplying blocks are fed to the inputs of the integration blocks k, the integration is completed at time T K , obtained by integrating the output estimates signals F j prefecture (α), j = 1, ..., k register define integral transform dynamic characteristics model for each of the control points k resulting test parameter deviations of all m blocks, for which a test deviation is introduced into each parameter of the transfer function of the blocks of the dynamic system and integral estimates of the system output signals are found for the integration parameter α and test signal x (t) obtained by integrating the output signal estimate for each of the k control points and each m deviations of test P ji (α), j = 1, ..., k, i = 1, ..., m is recorded, is determined deformation signal integrated model estimates resulting test deviations of the corresponding parameters are structural blocks ΔP ji (α) = P ji (α) -F j prefecture (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, determine the normalized strain values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding block parameters from the relation

Figure 00000002
Figure 00000002

замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1,…,k для параметра интегрирования α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1,…,k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношенияreplace the system with the nominal characteristics of the controlled one, a similar test signal x (t) is supplied to the input of the system, determine the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points F j (α), j = 1, ..., k for the integration parameter α, determine the deviations of the integral estimates of signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F j nom (α), j = 1, ..., k, determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the controlled system from the relation

Figure 00000003
Figure 00000003

определяют диагностические признаки из соотношенияdetermine diagnostic signs from the ratio

Figure 00000004
Figure 00000004

по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный параметр.at a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the faulty parameter.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Способ основан на использовании пробных отклонений параметров модели непрерывной динамической системы. Для получения диагностических признаков динамических элементов используются преобразования по Лапласу временных функций:The essence of the proposed method is as follows. The method is based on the use of trial deviations of the model parameters of a continuous dynamic system. To obtain diagnostic signs of dynamic elements, Laplace transforms of time functions are used:

Figure 00000005
Figure 00000005

в области вещественных значений переменной Лапласа p=α в интервале 0≤α≤∞. Использование преобразования Лапласа позволяет перейти от обработки временных функций к анализу численных значений их функционалов.in the range of real values of the Laplace variable p = α in the interval 0≤α≤∞. Using the Laplace transform allows you to switch from processing time functions to analyzing the numerical values of their functionals.

Интегральные преобразования находят на временном интервале Tk в k контрольных точках:Integral transformations are found on the time interval T k at k control points:

Figure 00000006
Figure 00000006

Используя векторную интерпретацию выражения (3), запишем его в следующем виде:Using a vector interpretation of expression (3), we write it in the following form:

Figure 00000007
Figure 00000007

где φi(α) - угол между нормированным вектором (вектором единичной длины) отклонений интегральных оценок сигналов объекта

Figure 00000008
и нормированным вектором (единичной длины) отклонений интегральных оценок сигналов модели
Figure 00000009
, полученных в результате пробного отклонения i-го параметра.where φ i (α) is the angle between the normalized vector (unit length vector) of the deviations of the integral estimates of the object signals
Figure 00000008
and the normalized vector (unit length) of the deviations of the integral estimates of the model signals
Figure 00000009
obtained as a result of a trial deviation of the i-th parameter.

Таким образом, нормированный диагностический признак (3) представляет собой значение квадрата синуса угла, образованного в k-мерном пространстве (где k - число контрольных точек) нормированными векторами пробных отклонений интегральных оценок сигналов модели и реальной деформации интегральных оценок сигналов объекта диагностирования.Thus, the normalized diagnostic sign (3) is the value of the square of the sine of the angle formed in the k-dimensional space (where k is the number of control points) by the normalized vectors of test deviations of the integral estimates of the model signals and the real deformation of the integral estimates of the signals of the diagnostic object.

Пробное отклонение параметра, минимизирующее значение диагностического признака (3), указывает на наличие дефекта в этом параметре. Область возможных значений диагностического признака лежит в интервале [0, 1].A test deviation of the parameter, minimizing the value of the diagnostic sign (3), indicates the presence of a defect in this parameter. The range of possible values of a diagnostic feature lies in the interval [0, 1].

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправностей сводится к выполнению следующих операций.Thus, the proposed troubleshooting method is reduced to the following operations.

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических элементов, передаточные функции которых содержат m параметров.1. As a dynamic system, consider a system consisting of arbitrarily connected dynamic elements, the transfer functions of which contain m parameters.

2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.2. Pre-determine the control time T To ≥T PP , where T PP - the transition process of the system. The transient time is estimated for the nominal values of the parameters of the dynamic system.

3. Определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения

Figure 00000010
.3. Determine the parameter of the integral signal conversion from the ratio
Figure 00000010
.

4. Фиксируют число контрольных точек k.4. Fix the number of control points k.

5. Предварительно определяют нормированные векторы

Figure 00000009
деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений i-го параметра каждого из m параметров блоков для номинальных значений параметров передаточных функций блоков и определенного выше параметра α, для чего выполняют пункты 6-10.5. Predefined normalized vectors
Figure 00000009
deformations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of test deviations of the i-th parameter of each of the m block parameters for the nominal values of the parameters of the transfer functions of the blocks and the parameter α defined above, for which points 6-10 are performed.

6. Подают тестовый сигнал x(t) (единичный ступенчатый, линейно возрастающий, прямоугольный импульсный и т.д.) на вход системы управления с номинальными характеристиками. Принципиальных ограничений на вид входного тестового воздействия предлагаемый способ не предусматривает.6. The test signal x (t) (unit step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) is supplied to the input of the control system with nominal characteristics. The proposed method does not provide fundamental restrictions on the type of input test exposure.

7. Регистрируют реакцию системы fj ном(t), j=1, 2,…,k на интервале t∈[0, TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1,…,k системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, где

Figure 00000011
, для чего сигналы системы управления подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1,…,k регистрируют.7. The response of the system f j nom (t), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points is recorded and the integral estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k of the system. To do this, at the time of supplying a test signal to the input of the control system with nominal characteristics, the integration of the control system signals at each of k control points with weights e -αt starts simultaneously
Figure 00000011
why the control system signals are fed to the first inputs of the multiplication blocks, the exponential signal e -αt is supplied to the second inputs of the multiplication blocks, the output signals of the multiplication blocks are fed to the inputs of the integration blocks k, the integration is completed at time T to , obtained as a result of integration estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k are recorded.

8. Определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений каждого из m параметров блоков, для чего поочередно для каждого параметра блока динамической системы вводят пробное отклонение этого параметра передаточной функции и выполняют пункты 6 и 7 для одного и того же тестового сигнала x(t). Полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений Pji(α), j=1,…,k; i=1,…,m регистрируют.8. Determine the integral estimates of the model signals for each of the k control points obtained as a result of the test deviations of each of the m block parameters, for which, for each parameter of the dynamic system block, a test deviation of this parameter of the transfer function is introduced and steps 6 and 7 are performed for one and the same test signal x (t). Estimates of the output signals obtained as a result of integration for each of k control points and each of m test deviations P ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded.

9. Определяют деформации интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков ΔPji(α)=Pji(α)-Fj ном(α), j=1,…,k; i=1,…,m.9. The deformations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of test deviations of the parameters of the corresponding blocks ΔP ji (α) = P ji (α) -F j nom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

10. Определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров блоков по формуле10. Determine the normalized strain values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters of the blocks by the formula

Figure 00000012
.
Figure 00000012
.

11. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).11. Replace the system with the rated characteristics controlled. A similar test signal x (t) is supplied to the system input.

12. Определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1,…,k, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.12. Determine the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points F j (α), j = 1, ..., k, performing the operations described in paragraphs 6 and 7 with respect to the controlled system.

13. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1,…,k.13. The deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F j nom (α), j = 1, ..., k are determined.

14. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы по формуле14. The normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the controlled system are calculated by the formula

Figure 00000013
Figure 00000013

15. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного параметра по формуле (3).15. Calculate the diagnostic signs of a faulty parameter by the formula (3).

16. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный параметр.16. At a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the defective parameter.

Поскольку диагностические признаки (3) имеют область возможных значений, ограниченную интервалом [0, 1], то разность между ближайшим к минимальному признаку и минимальным признаком (который указывает на дефектный параметр) количественно характеризует различимость данного дефекта с учетом расположения параметра блока на структурной схеме, вида и параметров передаточных функций блоков и всех условий диагностирования, при которых получены эти значения диагностических признаков (вид тестового сигнала, величина параметра α, количество и расположение контрольных точек, величина интервала Тк). Наилучшая различимость - когда указанная разность равна единице (в терминах векторной интерпретации нормированные векторы деформаций интегральных оценок сигналов, соответствующих этим параметрам для пробных отклонений, ортогональны). Наихудшая различимость - когда указанная разность равна нулю (в терминах векторной интерпретации нормированные векторы деформаций интегральных оценок сигналов, соответствующих этим параметрам для пробных отклонений, коллинеарные). Поэтому применение нормированных диагностических признаков позволяет сравнивать результаты диагностирования для выбора оптимальных режимов поиска дефектов.Since diagnostic signs (3) have a range of possible values limited by the interval [0, 1], the difference between the closest to the minimum sign and the minimum sign (which indicates a defective parameter) quantitatively characterizes the distinguishability of this defect, taking into account the location of the block parameter on the structural diagram, the type and parameters of the transfer functions of the blocks and all the diagnostic conditions under which these values of the diagnostic signs are obtained (type of test signal, parameter value α, number and size the position of the control points, the value of the interval T to ). The best distinguishability is when the indicated difference is equal to unity (in terms of vector interpretation, the normalized strain vectors of integral signal estimates corresponding to these parameters for test deviations are orthogonal). The worst distinguishability is when the indicated difference is zero (in terms of vector interpretation, the normalized strain vectors of the integral signal estimates corresponding to these parameters for test deviations are collinear). Therefore, the use of normalized diagnostic features allows you to compare the diagnostic results to select the optimal defect search modes.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска одиночного дефекта для системы, структурная схема которой представлена на чертеже (см. чертеж. Структурная схема объекта диагностирования).Consider the implementation of the proposed method for finding a single defect for a system whose structural diagram is shown in the drawing (see drawing. Structural diagram of the diagnostic object).

Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:

Figure 00000014
;
Figure 00000015
;
Figure 00000016
,
Figure 00000014
;
Figure 00000015
;
Figure 00000016
,

номинальные значения параметров: Т1'=5 с (J1); b1=1(J2); T1''=1 с (J3); K2=1 (J4); Т2=1 с (J5); b2=1 (J6); К3=1 (J7); Т3=5 с (J8) и b3=1 (J9). При поиске одиночного дефекта в виде отклонения постоянной времени Т1=4 (дефект №1) с в первом звене путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегральной оценки сигналов для параметра α=0.5 и Тк=10 с получены значения диагностических признаков по формуле (3) при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков. Дефект, найденный путем получения пробных отклонений на величину 10% и вычислений по формуле (3), дает следующие значения диагностических признаков: J1=2.28e-008; J2=1.421e-007; J3=5.444e-008; J4=0.7841; J5=0.7822; J6=0.7849; J7=0.07426; J8=0.07403; J9=0.07481. Анализ значений диагностических признаков показывает, что различимость параметрических дефектов, расположенных в разных блоках, значительно лучше различимости параметрических дефектов, расположенных в одном блоке. Следует отметить, что способ работоспособен и при больших значениях величин пробных отклонений параметров (10-40%). Ограничением на величину пробного отклонения является необходимость сохранения устойчивости модели с пробным отклонением.nominal values of parameters: T 1 '= 5 s (J 1 ); b1 = 1 (J 2 ); T 1 ″ = 1 s (J 3 ); K 2 = 1 (J 4 ); T 2 = 1 s (J 5 ); b2 = 1 (J 6 ); K 3 = 1 (J 7 ); T 3 = 5 s (J 8 ) and b3 = 1 (J 9 ). When searching for a single defect in the form of a deviation of the time constant T 1 = 4 (defect No. 1) s in the first link by supplying a step test input signal of unit amplitude and integral signal estimation for parameter α = 0.5 and T to = 10 s, the values of diagnostic signs were obtained by formula (3) when using three control points located at the outputs of the blocks. The defect found by obtaining test deviations of 10% and calculations by the formula (3), gives the following values of diagnostic signs: J 1 = 2.28e-008; J 2 = 1.421e-007; J 3 = 5.444e-008; J 4 = 0.7841; J 5 = 0.7822; J 6 = 0.7849; J 7 = 0.07426; J 8 = 0.07403; J 9 = 0.07481. An analysis of the values of diagnostic features shows that the distinguishability of parametric defects located in different blocks is much better than the distinguishability of parametric defects located in one block. It should be noted that the method is workable even with large values of the test deviations of the parameters (10-40%). A limitation on the value of the test deviation is the need to maintain the stability of the model with a test deviation.

Поиск параметрической неисправности согласно предлагаемому способу применительно к объекту диагностирования, представленному на чертеже, сводится к выполнению следующих операций:The search for a parametric malfunction according to the proposed method as applied to the diagnostic object shown in the drawing is reduced to the following operations:

1. Фиксируют число параметров динамических элементов m=9.1. Fix the number of parameters of dynamic elements m = 9.

2. Путем анализа графиков номинальных переходных характеристик определяют время переходного процесса системы. Для данного примера время переходного процесса составляет ТПП=8 с. Фиксируют время контроля Tk≥ТПП. Для данного примера Tk=10 с.2. By analyzing the graphs of the nominal transient characteristics, the time of the transition process of the system is determined. For this example, the transient time is T PP = 8 s. The monitoring time T k ≥T PP is fixed. For this example, T k = 10 s.

3. Определяют параметр интегрирования сигналов

Figure 00000017
. Для данного примера α=0.5.3. Determine the signal integration parameter
Figure 00000017
. For this example, α = 0.5.

4. Фиксируют контрольные точки на выходах блоков: k=3.4. Fix the control points at the outputs of the blocks: k = 3.

5. Предварительно находят элементы векторов ΔP1(α), ΔP2(α), ΔP3(α) деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров. Величину пробных отклонений выбирают равной 10%:5. Preliminarily find the elements of the vectors ΔP 1 (α), ΔP 2 (α), ΔP 3 (α) of strains of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters. The value of the test deviations is chosen equal to 10%:

Figure 00000018
Figure 00000018

6. Находят нормированные векторы

Figure 00000009
деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров:6. Find normalized vectors
Figure 00000009
deformations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters:

Figure 00000019
Figure 00000019

7. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, в которой введено отклонение параметра T1 первого блока от номинального на 20%. На вход системы подаем аналогичный тестовый сигнал x(t).7. Replace the system with the nominal characteristics of the controlled, in which the deviation of the parameter T 1 of the first block from the nominal by 20% is introduced. At the input of the system we apply a similar test signal x (t).

8. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для трех контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, 2, 38. The deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system for three control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F j nom (α), j = 1, 2, 3 are determined

ΔF1(α)=0.4002, ΔF2(α)=0.2667, ΔF3(α)=0.07619.ΔF 1 (α) = 0.4002, ΔF 2 (α) = 0.2667, ΔF 3 (α) = 0.07619.

9. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных преобразований динамических характеристик контролируемой системы

Figure 00000020
9. Calculate the normalized values of the deviations of the integral transforms of the dynamic characteristics of the controlled system
Figure 00000020

Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
.
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
.

10. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного блока по формуле (3): J1=2.28e-008; J2=1.421e-007; J3=5.444e-008; J4=0.7841; J5=0.7822; J6=0.7849; J7=0.07426; J8=0.07403; J9=0.07481.10. Calculate the diagnostic signs of a faulty unit by the formula (3): J 1 = 2.28e-008; J 2 = 1.421e-007; J 3 = 5.444e-008; J 4 = 0.7841; J 5 = 0.7822; J 6 = 0.7849; J 7 = 0.07426; J 8 = 0.07403; J 9 = 0.07481.

11. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный параметр (в данном случае №1).11. At the minimum, the values of the diagnostic sign determine the defective parameter (in this case, No. 1).

Моделирование процессов поиска параметрических дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования при том же параметре интегрирования СС и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков.Modeling the processes of searching for parametric defects in the second and third blocks for a given diagnostic object with the same SS integration parameter and with a single step input signal gives the following values of diagnostic signs.

При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра Т2 на 20%, дефект №5): J1=0.7821; J2=0.7819; J3=0.7822; J4=6.319e-006; J5=4.41e-008; J6=1.23e-005; J7=0.7448; J8=0.7455; J9=0.743.If there is a defect in block No. 2 (in the form of a decrease in the parameter T 2 by 20%, defect No. 5): J 1 = 0.7821; J 2 = 0.7819; J 3 = 0.7822; J 4 = 6.319e-006; J 5 = 4.41e-008; J 6 = 1.23e-005; J 7 = 0.7448; J 8 = 0.7455; J 9 = 0.743.

При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра Т3 на 20%, дефект №8): J1=0.07407; J2=0.07384; J3=0.07406; J4=0.7476; J5=0.7457; J6=0.7485; J7=7.831e-007; J8=1.531e-010; J9=9.831e-006.If there is a defect in block No. 3 (in the form of a decrease in the parameter T 3 by 20%, defect No. 8): J 1 = 0.07407; J 2 = 0.07384; J 3 = 0.07406; J 4 = 0.7476; J 5 = 0.7457; J 6 = 0.7485; J 7 = 7.831e-007; J 8 = 1.531e-010; J 9 = 9.831e-006.

Минимальное значение диагностического признака в обоих случаях правильно указывает на дефектный параметр.The minimum value of a diagnostic sign in both cases correctly indicates a defective parameter.

Анализ значений диагностических признаков также показывает, что различимость параметрических дефектов, расположенных в разных блоках, значительно лучше различимости параметрических дефектов, расположенных в одном блоке.An analysis of the values of diagnostic features also shows that the distinguishability of parametric defects located in different blocks is much better than the distinguishability of parametric defects located in one block.

Claims (1)

Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе, основанный на том, что фиксируют число m параметров, входящих в состав системы, определяют время контроля ТK≥ТПП, определяют параметр интегрирования сигналов из соотношения
Figure 00000024
, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0, ТK], вычисляют интегральные оценки сигналов, полученные для вещественных значений параметра интегрирования α, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию системы и модели, определяют диагностический признак, по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр, отличающийся тем, что регистрируют реакцию заведомо исправной системы fj ном(t), j=1, 2, …, k на интервале t∈[0, ТK] в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы в каждой из k контрольных точек с весами е-αt, путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал е-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени ТK, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k регистрируют, определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений каждого из m параметров, для чего поочередно для каждого параметра динамического блока системы вводят пробное отклонение параметра его передаточной функции и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра интегрирования α и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений Pji(α), j=1, …, k, i=1, …, m регистрируют, определяют деформации интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров ΔPji(α)=Pji(α)-Fj ном(α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров из соотношения
Figure 00000025
замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход контролируемой системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k для параметра интегрирования α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношения
Figure 00000026
определяют диагностические признаки из соотношения
Figure 00000027
по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр.
A method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system, based on the fact that the number m of parameters included in the system is fixed, the monitoring time T K ≥T PP is determined, the signal integration parameter is determined from the relation
Figure 00000024
, use the test signal in the interval t∈ [0, T K ], calculate the integral signal estimates obtained for real values of the integration parameter α, fix the number k of control points of the system, record the response of the system and models, determine the diagnostic sign, determine the minimum diagnostic sign faulty parameter, characterized in that the reaction of a known-good system f j nom (t), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points is recorded, integral estimates of the output signals F j are determined nom (α), j = 1, ..., k of the system, for which, at the time of feeding a test signal to the input of a system with nominal characteristics, they simultaneously begin integrating the system signals at each of k control points with weights e -αt , by applying k multiplying blocks of the system signals to the first inputs the second inputs of the multiplication units supply an exponential signal e -t , the output signals of the multiplying units are fed to the inputs of the integration units k, the integration is completed at time T K , obtained by integrating the estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k are recorded, integral estimates of the model signals for each of the k control points are determined, obtained as a result of test deviations of each of the m parameters, for which, for each parameter of the dynamic block of the system, a test deviation of its parameter is introduced transfer function and find the integrated estimates of the system output signals for the integration parameter α and the test signal x (t) obtained by integrating the estimates of the output signals for each of k control points and each of m test deviations P ji (α), j = 1, ..., k, i = 1, ..., m is recorded, is determined deformation integral model estimations of signals resulting test deviations of the corresponding parameters ΔP ji (α) = P ji (α) - F j nom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, determine the normalized strain values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters from the relation
Figure 00000025
replace the system with the nominal characteristics of the controlled system, the analogous test signal x (t) is fed to the input of the controlled system, the integral estimates of the signals of the controlled system are determined for k control points F j (α), j = 1, ..., k for the integration parameter α, the deviations are determined integral estimates of the signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F j nom (α), j = 1, ..., k, determine the normalized deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system from the relation
Figure 00000026
determine diagnostic signs from the ratio
Figure 00000027
at the minimum of a diagnostic symptom, a faulty parameter is determined.
RU2010128421/08A 2010-07-08 2010-07-08 Method of fault finding in continuous system dynamic unit RU2429518C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128421/08A RU2429518C1 (en) 2010-07-08 2010-07-08 Method of fault finding in continuous system dynamic unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128421/08A RU2429518C1 (en) 2010-07-08 2010-07-08 Method of fault finding in continuous system dynamic unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2429518C1 true RU2429518C1 (en) 2011-09-20

Family

ID=44758791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010128421/08A RU2429518C1 (en) 2010-07-08 2010-07-08 Method of fault finding in continuous system dynamic unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2429518C1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461861C1 (en) * 2011-10-04 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2464616C1 (en) * 2011-11-01 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2486569C1 (en) * 2012-05-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in discrete dynamic system
RU2486570C1 (en) * 2012-05-18 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in discrete dynamic system
RU2486568C1 (en) * 2012-05-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2513504C1 (en) * 2013-05-07 2014-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system
RU2519435C1 (en) * 2012-12-10 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units in continuous dynamic system
RU2541896C1 (en) * 2013-10-24 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2541857C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2676365C1 (en) * 2018-02-28 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461861C1 (en) * 2011-10-04 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2464616C1 (en) * 2011-11-01 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2486569C1 (en) * 2012-05-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in discrete dynamic system
RU2486568C1 (en) * 2012-05-17 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2486570C1 (en) * 2012-05-18 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method to search for faulty block in discrete dynamic system
RU2519435C1 (en) * 2012-12-10 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units in continuous dynamic system
RU2513504C1 (en) * 2013-05-07 2014-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system
RU2541896C1 (en) * 2013-10-24 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2541857C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2676365C1 (en) * 2018-02-28 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2429518C1 (en) Method of fault finding in continuous system dynamic unit
RU2435189C2 (en) Method of searching for faulty unit in dynamic system
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
EP3454289A1 (en) Plant abnormality detection method and system
RU2541857C1 (en) Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2439647C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete dynamic system
RU2473105C1 (en) Method of detecting faults in units in continuous dynamic system
RU2613630C1 (en) Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations
RU2528135C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2586859C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2461861C1 (en) Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic system
RU2579543C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input
RU2464616C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2680928C1 (en) Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2541896C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2506622C1 (en) Method of finding faulty units in discrete dynamic system
RU2658547C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in input position
RU2661180C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2562429C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120709