RU2444774C1 - Method of searching for faulty module in discrete dynamic system - Google Patents

Method of searching for faulty module in discrete dynamic system Download PDF

Info

Publication number
RU2444774C1
RU2444774C1 RU2011101271/08A RU2011101271A RU2444774C1 RU 2444774 C1 RU2444774 C1 RU 2444774C1 RU 2011101271/08 A RU2011101271/08 A RU 2011101271/08A RU 2011101271 A RU2011101271 A RU 2011101271A RU 2444774 C1 RU2444774 C1 RU 2444774C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discrete
signals
estimates
deviations
control points
Prior art date
Application number
RU2011101271/08A
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 RU2011101271/08A priority Critical patent/RU2444774C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2444774C1 publication Critical patent/RU2444774C1/en

Links

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: unlike the existing method of searching for a faulty module in a continuous dynamic system, the reaction of a time-discrete system know to be properly functioning is recorded for discrete diagnosis cycles with pitch in control points; integral estimates of output signals are determined, for which at the moment of transmitting a test signal, discrete integration of signals is simultaneously initiated with pitch in each of the control points by transmitting signals to inputs of multiplier units, and a discrete exponential signal to second inputs of the multiplier units; output signals of the multiplier units are transmitted to inputs of the discrete integration units; integration is completed at the control instant; the obtained estimates are recorded; integral estimates of model signals are determined for each control point, for which a sample deviation of the parameter of the discrete transfer function is successively entered into each unit of the system and integral estimates of output signals of the system obtained as a result of integrating output signal estimates for each control point are found and each of the sample deviations is recorded; a defective module of the discrete system is determined by the minimum of the diagnostic feature.
EFFECT: possibility of searching for defects in a discrete dynamic system.
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 его применение для контроля нескольких блоков системы управления произвольной структуры приводит к необходимости интегрирования входных и выходных сигналов каждого контролируемого блока.The disadvantage of this method is that its use for monitoring several blocks of a control system of an arbitrary structure leads to the need to integrate the input and output signals of each controlled block.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправного блока в динамической системе (Положительное решение от 12.07.2010 г. о выдаче патента на изобретение по заявке №2009123999/08(033242), МКИ6 G05B 23/02, 2010).The closest technical solution (prototype) is a method for finding a faulty unit in a dynamic system (Positive decision dated July 12, 2010 on the grant of a patent for an invention according to application No. 2009123999/08 (033242), MKI 6 G05B 23/02, 2010).

Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов только в непрерывной динамической системе.The disadvantage of this method is that it provides defect detection only in a continuous dynamic system.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является применение способа для поиска дефектов в дискретной динамической системе с произвольным соединением блоков.The technical problem to which this invention is directed is the application of a method for searching for defects in a discrete dynamic system with an arbitrary connection of blocks.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы fjном(t), j=1, 2, …, k для N дискретных тактов диагностирования t∈[1,N] с дискретным постоянным шагом Ts на интервале наблюдения [0,Tk] (где Tk=Ts·N) в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов

Figure 00000001
j=1, …, k дискретной системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход дискретной системы с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование сигналов системы управления с шагом Ts секунд в каждой из k контрольных точек с дискретными весами
Figure 00000002
с шагом Ts секунд, где
Figure 00000003
, путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал
Figure 00000004
с шагом Ts секунд, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков дискретного интегрирования с шагом Ts секунд, дискретное интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1,…,k регистрируют, фиксируют число m рассматриваемых одиночных дефектов блоков, определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученных в результате пробных отклонений для m одиночных дефектов блоков, для чего поочередно в каждый блок дискретной динамической системы вводят пробное отклонение параметра дискретной передаточной функции и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра дискретного интегрального преобразования α и тестового сигнала x(t), полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений
Figure 00000005
j=1, …, k; i=1,…, m, регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученных в результате пробных отклонений параметров разных структурных блоков ΔPji(α)=Pji(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученных в результате пробных отклонений для одиночных дефектов из соотношенияThe task is achieved by pre-registering the reaction of a known-good discrete in time system f jnom (t), j = 1, 2, ..., k for N discrete diagnostic clock cycles t∈ [1, N] with a discrete constant step T s on the interval observations [0, T k ] (where T k = T s · N) at k control points, and determine the integral estimates of the output signals
Figure 00000001
j = 1, ..., k of a discrete system, for which, at the time of supplying a test signal to the input of a discrete system with nominal characteristics, discrete integration of the control system signals with a step of T s seconds at each of k control points with discrete weights
Figure 00000002
in steps of T s seconds, where
Figure 00000003
, by applying to the first inputs of k blocks of multiplication of signals of the control system, a discrete exponential signal is supplied to the second inputs of blocks of multiplication
Figure 00000004
with a step of T s seconds, the output signals of k multiplication blocks are fed to the inputs of k blocks of discrete integration with a step of T s seconds, discrete integration is completed at time T k , obtained by integrating the estimates of the output signals F jn (α), j = 1, ..., k are recorded, the number m of the considered single block defects is recorded, the integral estimates of the model signals for each of the k control points obtained as a result of test deviations for m single block defects are determined, for which each block is discrete the dynamic system, introduce a test deviation of the parameter of the discrete transfer function and find the integral estimates of the system output signals for the parameter of the discrete integral transformation α and the test signal x (t) obtained as a result of discrete integration of the estimate of the output signals for each of k control points and each of m test deviations
Figure 00000005
j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, register, determine the deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model obtained as a result of test deviations of the parameters of different structural blocks ΔP ji (α) = P ji (α) -F jnom (α), j = 1, ... , k; i = 1, ..., m, determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model obtained as a result of test deviations for single defects from the relation

Figure 00000006
Figure 00000006

замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k для параметра дискретного интегрального преобразования α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой дискретных системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fjном(α), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой дискретной 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 integrated estimates of the signals of the controlled discrete system for k control points F j (α), j = 1, ..., k for the parameter of the discrete integral transformation α, determining the deviation signal controlled discrete integral grading system for the control points k from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F jnom (α), j = 1, ..., k, determine the normalized integral value of deviations by controlling signals evaluations my discrete system from the relationship

Figure 00000007
Figure 00000007

определяют диагностические признаки из соотношенияdetermine diagnostic signs from the ratio

Figure 00000008
Figure 00000008

по минимуму значения диагностического признака определяют порядковый номер дефектного блока.at a minimum, the values of the diagnostic sign determine the serial number of the defective block.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Способ основан на использовании пробных отклонений параметров модели дискретной динамической системы.The method is based on the use of trial deviations of the parameters of the model of a discrete dynamic system.

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

Figure 00000009
Figure 00000009

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

Figure 00000010
и нормированным вектором (единичной длины) отклонений интегральных оценок сигналов дискретной модели
Figure 00000011
полученных в результате пробного отклонения i-го параметра соответствующего структурного блока.where φ i (α} is the angle between the normalized vector (unit length vector) of the deviations of the integral estimates of the signals of a discrete object
Figure 00000010
and the normalized vector (unit length) of the deviations of the integral estimates of the signals of the discrete model
Figure 00000011
obtained as a result of a trial deviation of the i-th parameter of the corresponding structural block.

Таким образом, нормированный диагностический признак (3) представляет собой значение квадрата синуса угла, образованного в k-мерном пространстве (где k - число контрольных точек) нормированными векторами интегральных оценок пробных отклонений сигналов дискретной модели и отклонений интегральных оценок сигналов дискретного 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 integral estimates of test deviations of the signals of the discrete model and deviations of the integral estimates of the signals of the discrete diagnostic object.

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

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправного блока сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed method for finding a faulty unit is reduced to performing the following operations:

1. В качестве дискретной динамической системы рассматривают систему, например с дискретной интерполяцией нулевого порядка, с шагом дискретизации Ts, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых одиночных дефектов блоков m.1. As a discrete dynamic system, consider a system, for example, with discrete interpolation of zero order, with a sampling step Ts, consisting of randomly connected dynamic blocks, with the number of single block defects considered m.

2. Предварительно определяют время контроля Тк≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса дискретной системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.2. Pre-determine the monitoring time T to ≥T PP , where T PP - the transition process of a discrete 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 00000012
3. Determine the parameter of the integral signal conversion from the ratio
Figure 00000012

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

5. Предварительно определяют нормированные векторы

Figure 00000013
отклонений интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученных в результате пробных отклонений параметров i-го блока и определенного выше параметра интегрального преобразования α, для чего выполняют пункты 6-10.5. Predefined normalized vectors
Figure 00000013
deviations of the integral estimates of the signals of the discrete model obtained as a result of test deviations of the parameters of the i-th block and the integral transformation 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. A test signal x (t) (unit step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) is supplied to the input of a control system with nominal characteristics. The proposed method does not provide fundamental restrictions on the type of input test exposure.

7. Регистрируют реакцию системы fjном(t), j=1, 2, …, k на интервале t∈[1,N] с дискретным шагом Ts секунд на интервале наблюдения [0,Tk] (где Tk=Ts·N) в k контрольных точках и определяют дискретные интегральные оценки выходных сигналов

Figure 00000014
j=1, …, k системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование сигналов системы управления с шагом Ts секунд в каждой из k контрольных точек с дискретными весами
Figure 00000015
с дискретным шагом Ts секунд, где
Figure 00000016
для чего сигналы системы управления подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал с шагом Ts секунд, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков дискретного интегрирования с шагом Ts секунд, дискретное интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1, …, k регистрируют.7. The reaction of the system f jnom (t), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [1, N] with a discrete step T s seconds on the observation interval [0, T k ] (where T k = T s · N) at k control points and determine the discrete integral estimates of the output signals
Figure 00000014
j = 1, ..., k of the system. To do this, at the time of supplying the test signal to the input of the control system with nominal characteristics, discrete integration of the control system signals with a step of T s seconds at each of k control points with discrete weights
Figure 00000015
with a discrete step T s seconds, where
Figure 00000016
why the control system signals are fed to the first inputs of the multiplication units, the discrete exponential signal is supplied to the second inputs of the multiplication units in increments of T s seconds, the output signals of the multiplication units are fed to the inputs of discrete integration blocks k in increments of T s seconds, the discrete integration is completed in point in time T to obtained as a result of discrete integration of the estimates of the output signals F jnom (α), j = 1, ..., k register.

8. Определяют интегральные оценки сигналов дискретной модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений каждого из m одиночных дефектов блоков, для чего поочередно для параметра каждого структурного блока дискретной динамической системы вводят пробное отклонение этого параметра дискретной передаточной функции и выполняют пункты 6 и 7 для одного и того же тестового сигнала x(t). Полученные в результате дискретного интегрирования, с шагом Ts секунд, оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений

Figure 00000017
j=1,…, k; i=1, …, m регистрируют.8. Determine the integral estimates of the signals of the discrete model for each of the k control points obtained as a result of the test deviations of each of the m single block defects, for which the test deviation of this parameter of the discrete transfer function is introduced for the parameter of each structural block of the discrete dynamic system and items 6 are performed and 7 for the same test signal x (t). Obtained as a result of discrete integration, with a step of T s seconds, estimates of the output signals for each of k control points and each of m test deviations
Figure 00000017
j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded.

9. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученные в результате пробных отклонений параметров одного структурного блока ΔPji(α)=Pji(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m.9. The deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model are determined, obtained as a result of trial deviations of the parameters of one structural block ΔP ji (α) = P ji (α) -F jnom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

10. Определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученные в результате пробных отклонений параметров одного блока по формуле:10. Determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model obtained as a result of trial deviations of the parameters of one block by the formula:

Figure 00000018
Figure 00000018

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 дискретной системы для k контрольных точек

Figure 00000019
j=1, …, k, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.12. Determine the integrated signal estimates of the controlled discrete system for k control points
Figure 00000019
j = 1, ..., k, performing the operations described in clauses 6 and 7 in relation to the controlled system.

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

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

Figure 00000020
Figure 00000020

15. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного структурного блока по формуле (3).15. Calculate the diagnostic signs of a faulty structural unit according to the formula (3).

16. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.16. At the minimum, the values of the diagnostic sign determine the defective block.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефекта для дискретной системы, структурная схема которой представлена на рисунке (см. фиг. Структурная схема объекта диагностирования).Consider the implementation of the proposed method for finding a defect for a discrete system, the structural diagram of which is shown in the figure (see. Fig. The structural diagram of the diagnostic object).

Дискретные передаточные функции блоков:Discrete transfer functions of blocks:

Figure 00000021
;
Figure 00000022
;
Figure 00000023
,
Figure 00000021
;
Figure 00000022
;
Figure 00000023
,

номинальные значения параметров: К1=5; Z1=0.98; К2=0.09516; Q2=O.9048; К3=0.0198; Q3=0.9802. При поиске одиночного структурного дефекта в виде отклонения коэффициента усиления на 20% (k1=4) в первом звене, при подаче ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегральных оценок сигналов для параметра α=0.5 и Тк=10 с, при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков, используя пробные отклонения величиной 10%, получены значения диагностических признаков по формуле (3): J1=0; J2=03587; J3=0.1605. Анализ значений диагностических признаков показывает, что дефект в первом структурном блоке контролируемой системы находится правильно. Следует отметить, что способ работоспособен и при больших значениях величин пробных отклонений параметров (10-40%). Ограничением на величину пробного отклонения является необходимость сохранения устойчивости моделей с пробными отклонениями.nominal values of the parameters: K 1 = 5; Z 1 = 0.98; K 2 = 0.09516; Q 2 = O.9048; K 3 = 0.0198; Q 3 = 0.9802. When searching for a single structural defect in the form of a deviation of the gain by 20% (k 1 = 4) in the first link, when applying a step test input signal of unit amplitude and integral signal estimates for the parameter α = 0.5 and T to = 10 s, using three control points located at the outputs of the blocks, using test deviations of 10%, the values of diagnostic signs are obtained by the formula (3): J 1 = 0; J 2 = 03587; J 3 = 0.1605. The analysis of the values of diagnostic signs shows that the defect in the first structural block of the monitored system is correctly located. 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 trial deviation is the need to maintain the stability of models with trial deviations.

Поиск одиночных структурных дефектов согласно предлагаемому способу применительно к дискретному объекту диагностирования, представленному на рисунке, сводится к выполнению следующих операций:The search for single structural defects according to the proposed method as applied to the discrete diagnostic object shown in the figure is reduced to the following operations:

1. Фиксируют число контролируемых одиночных дефектов m=3.1. The number of monitored single defects is fixed m = 3.

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 00000024
Для данного примера α=0.5.3. Determine the signal integration parameter
Figure 00000024
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 ΔPi(α) отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений параметров всех контролируемых одиночных дефектов. Величину пробных отклонений выбирают равной 10%.5. Preliminarily find the elements of the vectors ΔP i (α) of the deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the parameters of all the monitored single defects. The value of the test deviations is chosen equal to 10%.

6. Находят нормированные векторы

Figure 00000025
отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений соответствующих параметров всех контролируемых одиночных дефектов по формуле (1).6. Find normalized vectors
Figure 00000025
deviations of the integral estimates of model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters of all monitored single defects according to formula (1).

7. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, в которую введено отклонение параметра 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, which introduced the deviation of the parameter of the first block from the nominal by 20%. 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)-Fjном(α), j=1, 2, 3.8. Determine the deviation of the integrated estimates of the signals of the controlled system for three control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α) -F jnom (α), j = 1, 2, 3.

9. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы

Figure 00000026
по формуле (2).9. The normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the controlled system are calculated
Figure 00000026
by the formula (2).

10. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправных блоков по формуле (3): J1=0; J2=0.3587; J3=0.1605, где J1 указывает на дефект в первом блоке, J2 соответственно указывает на дефект во втором, J3 - на дефект в третьем блоке.10. Calculate the diagnostic signs of the presence of faulty blocks according to the formula (3): J 1 = 0; J 2 = 0.3587; J 3 = 0.1605, where J 1 indicates a defect in the first block, J 2 respectively indicates a defect in the second, J 3 indicates a defect in the third block.

11. По минимуму значения диагностического признака определяют дефект (в данном случае дефект в первом структурном блоке).11. At a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the defect (in this case, the defect in the first structural unit).

Моделирование процессов поиска структурного дефекта при других случаях его проявления для данного дискретного объекта диагностирования при том же параметре интегрального преобразования α и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков.Simulation of the structural defect search processes in other cases of its manifestation for a given discrete diagnostic object with the same integral transformation parameter α and with a single step input signal gives the following values of diagnostic features.

При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра k2 на 20%, дефект №2): J1=0.3557; J2=0; J3=0.6732.If there is a defect in block No. 2 (in the form of a decrease in the parameter k 2 by 20%, defect No. 2): J 1 = 0.3557; J 2 = 0; J 3 = 0.6732.

При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра k3 на 20%, дефект №3): J1=0.1652; J2=0.668; J3=0.If there is a defect in block No. 3 (in the form of a decrease in the parameter k 3 by 20%, defect No. 3): J 1 = 0.1652; J 2 = 0.668; J 3 = 0.

Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный блок.The minimum value of the diagnostic sign in all cases correctly indicates a defective block.

Claims (1)

Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе, основанный на том, что фиксируют число m динамических элементов, входящих в состав системы, определяют время контроля Тк≥ТПП, определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения
Figure 00000027
, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0,ТK], в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки, полученные для вещественных значений α переменной Лапласа, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию объекта диагностирования и модели, регистрируют реакцию заведомо исправной системы fjном(t), j=1, 2,…, k на интервале t∈[0,ТK] в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов Fjном(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 е-αt, где
Figure 00000028
путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, 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 Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1, …, k регистрируют, фиксируют число различных пробных отклонений m, определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений параметров блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы вводят пробное отклонение параметра его передаточной функции и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α, и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и пробного отклонения каждого из m блоков Pji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков ΔРji(α)=Рji(α)-Fiном(α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков из соотношения
Figure 00000029
, 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 α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fjном(α), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношения
Figure 00000030
, определяют диагностические признаки из соотношения
Figure 00000031
, i=1, …, m, по минимуму диагностического признака определяют дефект, отличающийся тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы fjном(t), j=1, 2, …, k для N дискретных тактов диагностирования t∈[1, N] с дискретным постоянным шагом Ts на интервале наблюдения [0, Тk] (где Tk=Ts·N) в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов
Figure 00000032
, j-1, …, k дискретной системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход дискретной системы с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование сигналов системы управления с шагом Ts секунд в каждой из k контрольных точек с дискретными весами
Figure 00000033
с шагом Ts секунд, где
Figure 00000034
, путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал
Figure 00000035
с шагом Ts секунд, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков дискретного интегрирования с шагом Ts секунд, дискретное интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов
Figure 00000036
, j=1, …, k регистрируют, определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученных в результате пробных отклонений для m одиночных дефектов блоков, для чего поочередно в каждый блок дискретной динамической системы вводят пробное отклонение параметра дискретной передаточной функции и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра дискретного интегрального преобразования α и тестового сигнала x(t), полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений
Figure 00000037
j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют, по минимуму диагностического признака определяют дефектный блок дискретной системы. The method of searching for a faulty block in a discrete dynamic system, based on the fact that the number m of dynamic elements included in the system is fixed, the monitoring time T to ≥T PP is determined, the integral signal conversion parameter is determined from the relation
Figure 00000027
, use the test signal on the interval t∈ [0, T K ], use the integral estimates obtained for real values of the Laplace variable as the dynamic characteristics of the system, fix the number k of control points of the system, record the reaction of the diagnostic object and model, record the reaction that is known to be working systems f jnom (t), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points, determine the integral estimates of the output signals F jnom (α), j = 1, ..., k of the system , for which at the time of the test signal at the input of the system with a nominal GOVERNMENTAL characteristics simultaneously begin integration control system signals in each of the control points k with weights e -αt, wherein
Figure 00000028
by applying the control system signals to the first inputs k of the multiplication blocks, the exponential signal e -αt 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 to , obtained by integrating the output estimates signals F jnom (α), j = 1, ..., k are recorded, the number of different test deviations m is fixed, the integral estimates of the model signals for each of the k control points obtained as a result of test deviations are determined of parameters of the blocks, for which, for each block of the dynamic system, a test deviation of the parameter of its transfer function is introduced and integral estimates of the system output signals for parameter α and the test signal x (t) are obtained by integrating the estimate of the output signals for each of the k control points and trial deviation of each of m blocks P ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded, deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the parameters of the corresponding blocks ΔР ji (α) = Р ji (α) -Fin (α), j = 1, ..., k are determined ; i = 1, ..., m, determine the normalized deviation values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the parameters of the corresponding blocks from the relation
Figure 00000029
, replace the system with the nominal characteristics of the controlled one, apply a similar test signal x (t) 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 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 jn (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 00000030
, determine the diagnostic signs from the ratio
Figure 00000031
, i = 1, ..., m, a defect is determined by the minimum of a diagnostic sign, characterized in that the reaction of a known-good discrete in time system f jnom (t), j = 1, 2, ..., k for N discrete diagnostic cycles t ∈ [1, N] with a discrete constant step Ts on the observation interval [0, T k ] (where T k = T s · N) at k control points, determine the integral estimates of the output signals
Figure 00000032
, j-1, ..., k of a discrete system, for which, at the moment of supplying a test signal to the input of a discrete system with nominal characteristics, discrete integration of the control system signals with a step of Ts seconds at each of k control points with discrete weights
Figure 00000033
in steps of Ts seconds, where
Figure 00000034
, by applying to the first inputs of k blocks of multiplication of signals of the control system, a discrete exponential signal is supplied to the second inputs of blocks of multiplication
Figure 00000035
with a step Ts of seconds, the output signals of k multiplication blocks are fed to the inputs of k blocks of discrete integration with a step of Ts seconds, discrete integration is completed at time T k , obtained by integrating the estimates of the output signals
Figure 00000036
, j = 1, ..., k are recorded, integral estimates of the model signals are determined for each of the k control points obtained as a result of test deviations for m single block defects, for which a test deviation of the parameter of the discrete transfer function is introduced into each block of the discrete dynamic system and find the integrated estimates of the output signals of the system for the parameter of the discrete integral transform α and the test signal x (t) obtained as a result of discrete integration of the estimates of the output signals for each th of k control points and each of m test deviations
Figure 00000037
j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded, at the minimum of a diagnostic sign, the defective block of the discrete system is determined.
RU2011101271/08A 2011-01-13 2011-01-13 Method of searching for faulty module in discrete dynamic system RU2444774C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011101271/08A RU2444774C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method of searching for faulty module in discrete dynamic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011101271/08A RU2444774C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method of searching for faulty module in discrete dynamic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2444774C1 true RU2444774C1 (en) 2012-03-10

Family

ID=46029162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011101271/08A RU2444774C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method of searching for faulty module in discrete dynamic system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2444774C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2506623C1 (en) * 2012-10-08 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
RU2506622C1 (en) * 2012-10-08 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units 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
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
RU2711000C1 (en) * 2019-05-27 2020-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for a faulty unit in a continuous dynamic system based on introduction of trial deviations and analysis of transmission signs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138072C1 (en) * 1998-08-17 1999-09-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for diagnosing dynamic feedback entity
RU2156494C1 (en) * 1999-08-04 2000-09-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for checking parameters of control system sections
WO2008083019A1 (en) * 2007-01-02 2008-07-10 Hypertherm, Inc. Automated self test for a thermal processing system
RU2009123999A (en) * 2009-06-23 2010-12-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тихоокеанский Государственный Университет" (Ru) METHOD FOR SEARCHING FAULT BLOCK IN DYNAMIC SYSTEM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138072C1 (en) * 1998-08-17 1999-09-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for diagnosing dynamic feedback entity
RU2156494C1 (en) * 1999-08-04 2000-09-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for checking parameters of control system sections
WO2008083019A1 (en) * 2007-01-02 2008-07-10 Hypertherm, Inc. Automated self test for a thermal processing system
RU2009123999A (en) * 2009-06-23 2010-12-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Тихоокеанский Государственный Университет" (Ru) METHOD FOR SEARCHING FAULT BLOCK IN DYNAMIC SYSTEM

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2506623C1 (en) * 2012-10-08 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
RU2506622C1 (en) * 2012-10-08 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units 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
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
RU2711000C1 (en) * 2019-05-27 2020-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for a faulty unit in a continuous dynamic system based on introduction of trial deviations and analysis of transmission signs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete dynamic system
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
RU2541857C1 (en) Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
Karra et al. Comprehensive methodology for detection and diagnosis of oscillatory control loops
RU2439647C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
US10025296B2 (en) Servo control apparatus having function of obtaining frequency characteristics of machine on line
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
RU2613630C1 (en) Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic system
RU2473105C1 (en) Method of detecting faults in units in continuous dynamic system
Younis et al. Prediction of fatigue crack growth rate in aircraft aluminum alloys using radial basis function neural network
RU2461861C1 (en) Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
CN116089870A (en) Industrial equipment fault prediction method and device based on meta-learning under small sample condition
RU2586859C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
RU2579543C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input
RU2506622C1 (en) Method of finding faulty units in discrete dynamic system
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
RU2541896C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2658547C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in input position

Legal Events

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

Effective date: 20130114