RU2453898C1 - Method of detecting faulty units in dynamic system - Google Patents

Method of detecting faulty units in dynamic system Download PDF

Info

Publication number
RU2453898C1
RU2453898C1 RU2010148468/08A RU2010148468A RU2453898C1 RU 2453898 C1 RU2453898 C1 RU 2453898C1 RU 2010148468/08 A RU2010148468/08 A RU 2010148468/08A RU 2010148468 A RU2010148468 A RU 2010148468A RU 2453898 C1 RU2453898 C1 RU 2453898C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deviations
signals
blocks
estimates
control points
Prior art date
Application number
RU2010148468/08A
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 RU2010148468/08A priority Critical patent/RU2453898C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2453898C1 publication Critical patent/RU2453898C1/en

Links

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to controlling and diagnosing ACS and its components. Unlike know methods, m trial deviations are recorded as total amount of considered single and multiple faults of units to be loaded in turn into parameters of every unit for single defects or into parameters of combinations of units for multiple defects. Minimum of diagnostic indicators is used to define availability of single of multiple defect.
EFFECT: expanded testing 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 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 G05В 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 только одиночных структурных дефектов.The disadvantage of this method is that it provides the determination of only single structural defects.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей способа для нахождения одного или сразу несколько неисправных блоков (кратных дефектов) в динамической системе с произвольным их соединением.The technical problem to which this invention is directed is to expand the functionality of the method for finding one or several faulty blocks (multiple defects) in a dynamic system with their arbitrary connection.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы fjном(t), j=1, 2,.…, k на интервале t∈[0, ТК] в k контрольных точках, и 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 e-αt, где α=

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 ТК, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1, …, k регистрируют, фиксируют число m рассматриваемых одиночных и кратных дефектов блоков, определяют интегральные оценки сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученных в результате пробных отклонений для m одиночных и кратных дефектов блоков, для чего поочередно в каждый блок или комбинацию нескольких блоков динамической системы вводят пробное отклонение параметра 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 отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений комбинаций параметров разных структурных блоков ΔРji(α)=Pji(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений для одиночных и кратных дефектов из соотношенияThe problem is achieved by first registering the reaction of a known-good system f jnom (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 jnom (α), j = 1, ..., k of the system, for which, at the moment the test signal is input to the input of the system with nominal characteristics, they simultaneously begin integrating the control system signals in each of the k control points with weights e -αt , where α =
Figure 00000001
, 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 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 K , obtained as a result of integration of the estimate the output signals F jnom (α), j = 1, ..., k are recorded, the number m of the considered single and multiple block defects is recorded, the integral estimates of the model signals for each of the k control points obtained in p are determined as a result of test deviations for m single and multiple block defects, for which a test deviation of the transfer function parameter is introduced into each block or combination of several blocks of the dynamic system and integral estimates of the system output signals for the integration parameter α and test signal x (t) obtained in the result of 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 are recorded, deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of combinations of parameters of different structural blocks ΔР ji (α) = P ji (α) -F jnom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, determine the normalized deviation values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of test deviations for single and multiple defects 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)-Fjном(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 the 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 integral 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 порядковый номер дефектного блока или комбинации дефектных блоков.at a minimum, the values of the diagnostic sign determine the serial number of the defective block or combination of defective blocks.

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

Способ основан на использовании пробных отклонений параметров модели непрерывной динамической системы.The method is based on the use of trial deviations of the model parameters of a continuous 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 00000005
Figure 00000005

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

Figure 00000006
и нормированным вектором (единичной длины) отклонений интегральных оценок сигналов модели
Figure 00000007
полученных в результате пробного отклонения i-й комбинации параметров соответствующих структурных блоков.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 00000006
and the normalized vector (unit length) of the deviations of the integral estimates of the model signals
Figure 00000007
obtained as a result of a trial deviation of the i-th combination of parameters of the corresponding structural blocks.

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 модели и отклонений 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 integral estimates of the test deviations of the model signals and deviations of the integral estimates of the signals of the diagnostic object.

Пробное отклонение комбинации параметров соответствующих структурных блоков, минимизирующее значение диагностического признака (3), указывает на наличие дефекта или комбинации дефектных блоков. Область возможных значений диагностического признака лежит в интервале [0, 1].A test deviation of the combination of parameters of the corresponding structural blocks, minimizing the value of the diagnostic sign (3), indicates the presence of a defect or combination of defective blocks. The range of possible values of a diagnostic feature lies in the interval [0, 1].

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправных блоков сводится к выполнению следующих операций.Thus, the proposed method for finding faulty blocks is reduced to the following operations.

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых одиночных и кратных дефектов блоков m.1. As a dynamic system, consider a system consisting of randomly connected dynamic blocks, with the number of single and multiple block defects m considered.

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 00000008
.3. Determine the parameter of the integral signal conversion from the ratio
Figure 00000008
.

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

5. Предварительно определяют нормированные векторы

Figure 00000009
отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений i-го номера каждого из m одиночных и кратных дефектов блоков и определенного выше параметра интегрального преобразования α, для чего выполняют пункты 6-10.5. Predefined normalized vectors
Figure 00000009
deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the i-th number of each of m single and multiple block defects 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(α), j=1, 2,…, k на интервале t∈[0, ТК] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fjном(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 е-αt, где

Figure 00000010
, 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 Fjном(α), j=1, …, k регистрируют.7. The reaction of the system f jnom (α), j = 1, 2, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] is recorded at k control points and the integral estimates of the output signals F jnom (α), j = 1, ..., k systems. To do this, at the time of supplying the test signal to the input of the control system with nominal characteristics, the integration of the signals of the control system at each of k control points with weights e -αt begins
Figure 00000010
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 K obtained by integration estimates of the output signals F jnom (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 одиночных и кратных дефектов блоков, для чего поочередно для каждой комбинации параметров разных структурных блоков динамической системы вводят пробное отклонение этих параметров 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 Рji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют.8. Determine the integral estimates of the model signals for each of k control points obtained as a result of test deviations of each of m single and multiple block defects, for which, for each combination of parameters of different structural blocks of the dynamic system, a test deviation of these parameters of the transfer function is introduced and the points 6 and 7 for the same test signal x (t). The resulting estimates of the output signals resulting from the integration for each of the k control points and each of the m test deviations P ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded.

9. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров одного или нескольких структурных блоков ΔРji(α)=Pjt(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m.9. The deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the parameters of one or more structural blocks ΔP ji (α) = P jt (α) -F jnom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

10. Определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров одного или нескольких блоков по формуле:10. Determine the normalized deviation values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the parameters of one or more blocks by the formula:

Figure 00000011
.
Figure 00000011
.

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)-Fjном(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 jnom (α), j = 1, ..., k are determined .

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

Figure 00000012
.
Figure 00000012
.

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

16. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок или дефектные блоки.16. At a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the defective block or the defective blocks.

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

Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:

Figure 00000013
;
Figure 00000014
;
Figure 00000015
,
Figure 00000013
;
Figure 00000014
;
Figure 00000015
,

номинальные значения параметров: T1'=5 с; T1''=1 с; K2=1; Т2=1 с; K3=1; Т3=5 с. Определим варианты (m=7) пробных отклонений в виде уменьшения коэффициентов усиления (k1, …, k3) каждого динамического блока и комбинаций блоков на 10%: k1=0.9 (i=1); k2=0.9 (i=2); k3=0.9 (i=3); k1=0.9 и k2=0.9 (i=4); k2=0.9 и k3=0.9 (i=5); k1=0.9 и k3=0.9 (i=6); k1=0.9, k2=0.9 и k3=0.9 (i=7). При поиске кратного дефекта в виде отклонения коэффициентов усиления на 20% k1=0.8, k2=0.8 и k3=0.8 (кратный дефект №7) в первом, втором и третьем 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=0.9262; J2=0.08897; J3=8552; J4=0,4849; J5=0.398; J6=07402; J7=0.03559. Анализ значений диагностических признаков показывает, что кратный дефект в первом, втором и третьем структурных блоках 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 parameters: T 1 '= 5 s; T 1 '' = 1 s; K 2 = 1; T 2 = 1 s; K 3 = 1; T 3 = 5 s. We define the variants (m = 7) of test deviations in the form of a decrease in the gain (k 1 , ..., k 3 ) of each dynamic block and combinations of blocks by 10%: k 1 = 0.9 (i = 1); k 2 = 0.9 (i = 2); k 3 = 0.9 (i = 3); k 1 = 0.9 and k 2 = 0.9 (i = 4); k 2 = 0.9 and k 3 = 0.9 (i = 5); k 1 = 0.9 and k 3 = 0.9 (i = 6); k 1 = 0.9, k 2 = 0.9 and k 3 = 0.9 (i = 7). When searching for a multiple defect in the form of a deviation of the gain by 20%, k 1 = 0.8, k 2 = 0.8 and k 3 = 0.8 (multiple defect No. 7) in the first, second, and third link, when a step test input signal of unit amplitude and integral estimates of the signals for the parameter α = 0.5 and T K = 10 s, using three control points located at the outputs of the blocks, using test deviations of 10%, the values of diagnostic signs were obtained by the formula (3): J 1 = 0.9262; J 2 = 0.08897; J 3 = 8552; J 4 = 0.4849; J 5 = 0.398; J 6 = 07402; J 7 = 0.03559. Analysis of the values of diagnostic signs shows that a multiple defect in the first, second and third structural blocks of the monitored system is located correctly. 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 одновременно нескольких дефектов согласно предлагаемому способу применительно к объекту диагностирования, представленному на рисунке, сводится к выполнению следующих операций:The search for several defects at once according to the proposed method as applied to the diagnostic object shown in the figure is reduced to the following operations:

1. Фиксируют число контролируемых одиночных и кратных дефектов m=7.1. The number of monitored single and multiple defects is fixed m = 7.

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 ТК≥ТПП. Для данного примера ТК=10 с.2. By analyzing the graphs of the nominal transient characteristics, determine the time of the transition process of the system. For this example, the transient time is T PP = 8 s. Fix the monitoring time T To ≥T PP . For this example, T K = 10 s.

3. Определяют параметр интегрирования сигналов

Figure 00000016
. Для данного примера α=0.5.3. Determine the signal integration parameter
Figure 00000016
. 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 и кратных 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 the test deviations of the parameters of all the controlled single and multiple defects. The value of the test deviations is chosen equal to 10%.

6. Находят нормированные векторы

Figure 00000017
отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученных в результате пробных отклонений соответствующих параметров всех контролируемых одиночных и кратных дефектов по формуле (1).6. Find normalized vectors
Figure 00000017
deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters of all monitored single and multiple defects according to formula (1).

7. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, в которую введены отклонения параметров первого, второго и третьего блоков 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 parameters of the first, second and third blocks 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 00000018
по формуле (2).9. The normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the controlled system are calculated
Figure 00000018
by the formula (2).

10. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправных блоков по формуле (3): J1=0.9262; J2=0.08897; J3=8552; J4=0.4849; J5=0.398; J6=0.7402; J7=0.03559, где J1 указывает на дефект в первом блоке, J2 соответственно указывает на дефект во втором, J3 указывает на дефект в третьем, J4 указывает на дефекты в первом и втором блоках, J5 - на дефекты во втором и третьем блоках, J6 - на дефекты в первом и третьем блоках, a J7 - соответственно на дефекты в первом, втором и третьем блоках.10. Calculate the diagnostic signs of the presence of faulty units according to the formula (3): J 1 = 0.9262; J 2 = 0.08897; J 3 = 8552; J 4 = 0.4849; J 5 = 0.398; J 6 = 0.7402; J 7 = 0.03559, 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, J 4 indicates defects in the first and second blocks, J 5 - defects in the second and the third blocks, J 6 - for defects in the first and third blocks, and J 7 - for defects in the first, second and third blocks, respectively.

11. По минимуму значения диагностического признака определяют комбинацию кратного дефекта (в данном случае - №7).11. At a minimum, the values of the diagnostic sign determine the combination of a multiple defect (in this case, No. 7).

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

При наличии дефектов в блоках №1 и №3 (в виде уменьшения параметров k1 и k3 на 20%, кратный дефект №6): J1=0.9973; J2=0.9474; J3=896; J4=0.9661; J5=0.8994; J6=0.1254; J7=0.7995.If there are defects in blocks No. 1 and No. 3 (in the form of a decrease in the parameters k 1 and k 3 by 20%, a multiple defect No. 6): J 1 = 0.9973; J 2 = 0.9474; J 3 = 896; J 4 = 0.9661; J 5 = 0.8994; J 6 = 0.1254; J 7 = 0.7995.

При наличии дефектов в блоках №2 и №3 (в виде уменьшения параметров k2 и k3 на 20%, дефект №5): J1=0.3599; J2=0.2114; J3=2875; J4=0.9719; J5=0.001142; J6=0.6733; J7=0.2007.If there are defects in blocks No. 2 and No. 3 (in the form of a decrease in the parameters k 2 and k 3 by 20%, defect No. 5): J 1 = 0.3599; J 2 = 0.2114; J 3 = 2875; J 4 = 0.9719; J 5 = 0.001142; J 6 = 0.6733; J 7 = 0.2007.

При наличии дефектов в блоках №1 и №2 (в виде уменьшения параметров k1 и k2 на 20%, дефект №4): J1=0.7204; J2=0.7441; J3=0.7929; J4=0.009458; J5=0.9985; J6=0.9989; J7=0.7533.If there are defects in blocks No. 1 and No. 2 (in the form of a decrease in the parameters k 1 and k 2 by 20%, defect No. 4): J 1 = 0.7204; J 2 = 0.7441; J 3 = 0.7929; J 4 = 0.009458; J 5 = 0.9985; J 6 = 0.9989; J 7 = 0.7533.

Покажем, что данный способ работоспособен и для поиска одиночных структурных дефектов.We show that this method is also functional for searching for single structural defects.

При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра k3 на 20%, дефект №3): J1=0.07426; J2=0.7469; J3=0; J4=0.8629; J5=0.2574; J6=0.5945; J7=0.7014.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 = 0.07426; J 2 = 0.7469; J 3 = 0; J 4 = 0.8629; J 5 = 0.2574; J 6 = 0.5945; J 7 = 0.7014.

При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра k2 на 20%, дефект №2): J1=0.7842; J2=0; J3=0.747; J4=0.6549; J5=0.2397; J6=0.8593; J7=0.05451.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 = 0.7842; J 2 = 0; J 3 = 0.747; J 4 = 0.6549; J 5 = 0.2397; J 6 = 0.8593; J 7 = 0.05451.

При наличии дефекта в блоке №1 (в виде уменьшения параметра k1 на 20%, дефект №1): J1=0; J2=0.7841; J3=0.07425; J4=0.8032; J5=0.3313; J6=0.8379; J7=0.8003.If there is a defect in block No. 1 (in the form of a decrease in the parameter k 1 by 20%, defect No. 1): J 1 = 0; J 2 = 0.7841; J 3 = 0.07425; J 4 = 0.8032; J 5 = 0.3313; J 6 = 0.8379; J 7 = 0.8003.

Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектные блоки.The minimum value of a diagnostic sign in all cases correctly indicates defective blocks.

Claims (1)

Способ поиска неисправных блоков в динамической системе, основанный на том, что фиксируют число динамических элементов, входящих в состав системы, определяют время контроля ТК≥ТПП, определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения
Figure 00000019
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, и 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 00000020
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 каждого пробного отклонения 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)-Fjном(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 00000021
, 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 00000022
определяют диагностические признаки из соотношения
Figure 00000023
, i=1, …, m, по минимуму диагностического признака определяют дефект, отличающийся тем, что фиксируют число m пробных отклонений как общее количество рассматриваемых одиночных и кратных дефектов блоков, пробные отклонения вводят поочередно в параметры каждого блока для одиночных дефектов или в параметры комбинации блоков для кратных дефектов, по минимуму диагностического признака определяют наличие одиночного либо кратного дефекта. The method of searching for faulty blocks in a dynamic system, based on the fact that the number of dynamic elements included in the system is fixed, the monitoring time T K ≥T PP is determined, the integral signal conversion parameter is determined from the relation
Figure 00000019
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 models, record the reaction of a knownly good system f jnom (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 jnom (α), j = 1, ..., k of the system , for which at the time of the test signal to the system input with a nominal nymi characteristics simultaneously begin integration control system signals in each of the control points k with weights e -αt, wherein
Figure 00000020
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 the 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 the parameter α and test signal x (t) are obtained by integrating the estimate of the output signals for each of the k control points and each trial deviation 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 test deviations of the parameters of the corresponding blocks ΔР ji (α) = Р ji (α) -F jnom (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 00000021
, 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 00000022
determine diagnostic signs from the ratio
Figure 00000023
, i = 1, ..., m, a defect is determined by the minimum of a diagnostic sign, characterized in that the number m of test deviations is recorded as the total number of single and multiple block defects considered, trial deviations are introduced alternately in the parameters of each block for single defects or in combination parameters blocks for multiple defects, the minimum diagnostic feature determines the presence of a single or multiple defect.
RU2010148468/08A 2010-11-26 2010-11-26 Method of detecting faulty units in dynamic system RU2453898C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010148468/08A RU2453898C1 (en) 2010-11-26 2010-11-26 Method of detecting faulty units in dynamic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010148468/08A RU2453898C1 (en) 2010-11-26 2010-11-26 Method of detecting faulty units in dynamic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2453898C1 true RU2453898C1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46681191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010148468/08A RU2453898C1 (en) 2010-11-26 2010-11-26 Method of detecting faulty units in dynamic system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2453898C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
RU2586859C1 (en) * 2015-03-11 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2744823C1 (en) * 2020-06-22 2021-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method for finding faulty blocks in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084945C1 (en) * 1994-03-25 1997-07-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for troubleshooting of dynamic objects
RU2153188C1 (en) * 1999-03-18 2000-07-20 Хабаровский государственный технический университет Method of diagnostics of dynamic objects
US20020091493A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-11 Christopher Gary L. Apparatus and a method for determining an electrical state of a pushbutton switch in an electronic system
RU2199776C2 (en) * 2001-03-12 2003-02-27 Хабаровский государственный технический университет Troubleshooting method for dynamic system unit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084945C1 (en) * 1994-03-25 1997-07-20 Хабаровский государственный технический университет Method and device for troubleshooting of dynamic objects
RU2153188C1 (en) * 1999-03-18 2000-07-20 Хабаровский государственный технический университет Method of diagnostics of dynamic objects
US20020091493A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-11 Christopher Gary L. Apparatus and a method for determining an electrical state of a pushbutton switch in an electronic system
RU2199776C2 (en) * 2001-03-12 2003-02-27 Хабаровский государственный технический университет Troubleshooting method for dynamic system unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
RU2586859C1 (en) * 2015-03-11 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2744823C1 (en) * 2020-06-22 2021-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method for finding faulty blocks 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
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete dynamic system
RU2541857C1 (en) Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2435189C2 (en) Method of searching for faulty unit in dynamic system
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2439647C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic system
RU2613630C1 (en) Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations
RU2473105C1 (en) Method of detecting faults in units in continuous dynamic system
RU2528135C1 (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
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
RU2464616C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous 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
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2680928C1 (en) Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2541896C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2658547C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in input position
RU2580405C1 (en) Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions
RU2562429C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
Bregon et al. Generating Possible Conflicts From Bond Graphs Using Temporal Causal Graphs.

Legal Events

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

Effective date: 20121127