RU2464616C1 - Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system - Google Patents

Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system Download PDF

Info

Publication number
RU2464616C1
RU2464616C1 RU2011144335/08A RU2011144335A RU2464616C1 RU 2464616 C1 RU2464616 C1 RU 2464616C1 RU 2011144335/08 A RU2011144335/08 A RU 2011144335/08A RU 2011144335 A RU2011144335 A RU 2011144335A RU 2464616 C1 RU2464616 C1 RU 2464616C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
deviations
control points
test
output signals
Prior art date
Application number
RU2011144335/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Валерьевич Киселев (RU)
Владислав Валерьевич Киселев
Сергей Сергеевич Шалобанов (RU)
Сергей Сергеевич Шалобанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2011144335/08A priority Critical patent/RU2464616C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2464616C1 publication Critical patent/RU2464616C1/en

Links

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: number of dynamic units of a controlled system is determined, reaction of a good system is recorded on an interval at control points, and integral estimates of output signals of the system are determined, for which at the moment of transmitting a test or operating signal to the input of the system with nominal characteristics, integration of signals of that system is simultaneously started for each control point with a weight function equal to the arithmetic average value of moduli of derivatives of its signals at the control points, where averaging is carried out on the number of control points.
EFFECT: broader functional capabilities of the method by applying operating diagnosis, higher noise-immunity of the method of diagnosing continuous automatic control systems by improving distinguishability of defects and lower hardware expenses on calculating the weight function.
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 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).There is a method of 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 определяет дефект с глубиной только до динамического блока и предполагает интегрирование специальных тестовых сигналов с использованием экспоненциальной весовой функции.The disadvantage of this method is that it determines a defect with a depth of only up to the dynamic block and involves the integration of special test signals using an exponential weight function.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Патент РФ на изобретение №2429518 по заявке №2010128421/08(040385), МКИ6 G05В 23/02, 2011).The closest technical solution (prototype) is a method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system (RF Patent for the invention No. 2429518 according to the application No. 201028421/08 (040385), MKI 6 G05В 23/02, 2011).

Недостатком этого способа является то, что он предполагает интегрирование специальных тестовых сигналов с использованием экспоненциальной весовой функции и обеспечивает определение дефектов с невысокой различимостью, то есть обладает невысокой помехоустойчивостью.The disadvantage of this method is that it involves the integration of special test signals using an exponential weight function and provides the identification of defects with low discrimination, that is, it has low noise immunity.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение функциональных возможностей способа путем применения рабочего диагностирования (без использования тестового воздействия), увеличение помехоустойчивости способа диагностирования непрерывных систем автоматического управления путем улучшения различимости дефектов и уменьшение аппаратных затрат на вычисление весовой функции. Это достигается с помощью замены экспоненциальной весовой функции функцией, являющейся средним арифметическим модулей производных по времени сигналов системы с номинальными характеристиками, контролируемой системы и моделей с пробными отклонениями.The technical problem to which this invention is directed is to expand the functionality of the method by applying working diagnostics (without using a test action), increasing the noise immunity of the method for diagnosing continuous automatic control systems by improving the distinguishability of defects and reducing the hardware cost of calculating the weight function. This is achieved by replacing the exponential weight function with a function that is the arithmetic mean of the modules of the time derivatives of the signals of the system with nominal characteristics, the controlled system and models with trial deviations.

Поставленная задача достигается тем, что фиксируют число m параметров всех динамических блоков контролируемой системы, регистрируют реакцию заведомо исправной системы

Figure 00000001
, j=1, 2, …, k на интервале
Figure 00000002
в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(d), j=1, …, k системы, для чего в момент подачи тестового или рабочего сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов этой системы для каждой из k контрольных точек с весовой функцией, равной среднему арифметическому значению модулей производных ее сигналов в контрольных точках, где усреднение производится по числу контрольных точек. Для этого на первые входы k блоков перемножения подают сигналы системы, на вторые входы блоков перемножения подают среднее арифметическое значение модулей производных по времени сигналов, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj нoм(d), j=1, …, k регистрируют, одновременно определяют интегральные оценки сигналов m моделей для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений поочередноThe task is achieved in that they fix the number m of parameters of all dynamic blocks of the controlled system, record the reaction of a known-good system
Figure 00000001
, j = 1, 2, ..., k on the interval
Figure 00000002
at k control points, and determine the integral estimates of the output signals F j nom (d), j = 1, ..., k of the system, for which, at the time of supplying a test or working signal to the input of a system with nominal characteristics, the integration of the signals of this system for each of k control points with a weight function equal to the arithmetic mean value of the modules of the derivatives of its signals at control points, where averaging is performed over the number of control points. To do this, the system signals are fed to the first inputs of k multiplication blocks, the arithmetic mean of the time-derivative modules of signals is fed 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 , resulting from integrate the estimates of the output signals F j nom (d), j = 1, ..., k, register, simultaneously determine the integral estimates of the signals of m models for each of k control points obtained as a result of test loony alternately

Figure 00000003
Figure 00000003

определяют диагностические признаки:determine diagnostic signs:

Figure 00000004
Figure 00000004

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

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

Способ основан на использовании пробных отклонений параметров модели непрерывной динамической системы. Для получения диагностических признаков динамических элементов используются интегральные оценки на временном интервале Тk в k контрольных точкахThe method is based on the use of trial deviations of the model parameters of a continuous dynamic system. To obtain diagnostic signs of dynamic elements, integral estimates are used on the time interval T k at k control points

Figure 00000005
Figure 00000005

Весовая функция в формуле (4) в виде среднего значения модулей производных сигналов в контрольных точках несет информацию о важности момента времени с точки зрения скорости изменения сигналов во всех контрольных точках. Чем больше средняя скорость изменения сигналов, тем с большим весом интегрируется выходной сигнал. Используя векторную интерпретацию выражения (3), запишем его в следующем видеThe weight function in formula (4) in the form of the average value of the modules of the derived signals at the control points carries information about the importance of the time point in terms of the rate of change of signals at all control points. The higher the average rate of change of the signals, the more weight the output signal is integrated. Using a vector interpretation of expression (3), we write it in the following form

Figure 00000006
Figure 00000006

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

Figure 00000007
и нормированным вектором (единичной длины) отклонений интегральных оценок сигналов модели с элементами
Figure 00000008
, полученными в результате пробного отклонения i-го параметра.where φ i (d) is the angle between the normalized vector (unit length vector) of the deviations of the integral estimates of the object signals with elements
Figure 00000007
and a normalized vector (unit length) of the deviations of the integral estimates of the model signals with elements
Figure 00000008
obtained as a result of a trial deviation of the i-th parameter.

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

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

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправностей динамического блока сводится к выполнению следующих операций.Thus, the proposed method for troubleshooting a dynamic unit is reduced to the following operations.

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

2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где TПП - 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. Фиксируют число контрольных точек k.3. Fix the number of control points k.

4. Одновременно подают тестовый сигнал x(t) (единичный ступенчатый) или рабочий сигнал на вход системы управления с номинальными параметрами, на вход контролируемой системы, на входы m моделей с номинальными параметрами, в каждую из которых введены пробные отклонения одного параметра так, что в i-ую систему введено пробное отклонение в i-й параметр.4. At the same time, a test signal x (t) (unit step) or a working signal is input to the input of the control system with nominal parameters, to the input of the controlled system, to the inputs of m models with nominal parameters, in each of which test deviations of one parameter are introduced so that The test deviation in the i-th parameter is introduced in the i-th system.

5. Одновременно регистрируют реакцию системы с номинальными характеристиками

Figure 00000009
, реакцию контролируемой системы
Figure 00000010
, реакции моделей с пробным отклонением в i-ом параметре
Figure 00000011
в k контрольных точках j=1, 2, …, k на интервале
Figure 00000012
.5. At the same time, the response of the system with nominal characteristics is recorded.
Figure 00000009
controlled system response
Figure 00000010
, reactions of models with a trial deviation in the i-th parameter
Figure 00000011
at k control points j = 1, 2, ..., k on the interval
Figure 00000012
.

6. Одновременно определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(d), j=1, …, k системы с номинальными характеристиками, контролируемой системы Fj(d), j=1, …, k, моделей с пробными отклонениями в i-ом параметре Pji(d), j=1, …, k; i=1, …, m (формула 4). Для этого в момент подачи входного сигнала одновременно начинают интегрирование сигналов в каждой из k контрольных точек системы с номинальными характеристиками, контролируемой системы, моделей с пробными отклонениями параметров блоков с весовой функцией, равной среднему арифметическому значению модулей производных сигналов в контрольных точках, где усреднение производится по числу контрольных точек, для чего выходные сигналы каждой системы подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают среднее арифметическое значение модулей производных сигналов системы в контрольных точках, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(d), j=1, …, k, Fj(d), j=1, …, k, Pji(d), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют.6. At the same time, integral estimates of the output signals F j nom (d), j = 1, ..., k of the system with nominal characteristics, of the controlled system F j (d), j = 1, ..., k, of models with trial deviations in i- ohm parameter P ji (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m (formula 4). To do this, at the time of input signal input, the integration of signals at each of k control points of the system with nominal characteristics of the controlled system, models with test deviations of block parameters with a weight function equal to the arithmetic mean of the derivatives of the signals at the control points, where averaging is performed over the number of control points, for which the output signals of each system are fed to the first inputs of k multiplication units, to the second inputs of the multiplication units are fed the arithmetic value of the modules of the derived signals of the system at the control points, the output signals of the k multiplication blocks are fed to the inputs of the k integration blocks, the integration is completed at time T k , obtained by integrating the estimates of the output signals F j nom (d), j = 1, ... , k, F j (d), j = 1, ..., k, P ji (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded.

7. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков7. The deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of test deviations of the parameters of the corresponding blocks are determined

ΔPji(d)=Pji(d)-Fj ном(d), j=1, …, k; i=1, …, m.ΔP ji (d) = P ji (d) -F j nom (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

8. Определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров по формуле:8. Determine the normalized deviation values of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters by the formula:

Figure 00000013
, j=1, …, k; i=1, …, m.
Figure 00000013
, j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

9. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(d)=Fj(d)-Fj ном(d), j=1, …, k.9. The deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (d) = F j (d) -F j nom (d), j = 1, ..., k are determined.

10. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы по формуле:10. Calculate the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the controlled system according to the formula:

Figure 00000014
, j=1, …, k.
Figure 00000014
, j = 1, ..., k.

11. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного параметра по формуле (3).11. Calculate the diagnostic signs of the presence of a faulty parameter by the formula (3).

12. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный параметр.12. At a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the defective parameter.

Поскольку диагностические признаки (3) имеют область возможных значений, ограниченную интервалом [0, 1], то разность между ближайшим к минимальному признаку и минимальным признаком (который указывает на дефектный параметр) количественно характеризует различимость данного дефекта с учетом расположения параметра на структурной схеме, вида и остальных параметров передаточных функций блоков и всех условий диагностирования, при которых получены эти значения диагностических признаков (количество и расположение контрольных точек, величина интервала Тк). Наилучшая различимость дефектов обеспечивается тогда, когда указанная разность равна единице (в терминах векторной интерпретации нормированные векторы деформаций интегральных преобразований динамических характеристик этих параметров для пробных отклонений ортогональны). Наихудшая различимость - когда указанная разность равна нулю (в терминах векторной интерпретации нормированные векторы деформаций интегральных преобразований динамических характеристик этих параметров для пробных отклонений коллинеарные).Since the diagnostic signs (3) have a range of possible values limited by the interval [0, 1], the difference between the closest to the minimum sign and the minimum sign (which indicates a defective parameter) quantitatively characterizes the distinguishability of this defect, taking into account the location of the parameter on the structural diagram, of the form and other parameters of the transfer functions of the blocks and all the diagnostic conditions under which these values of diagnostic signs are obtained (the number and location of control points, the value and Tervala T k). The best distinguishability of defects is ensured when the indicated difference is equal to unity (in terms of vector interpretation, the normalized strain vectors of integral transformations of the dynamic characteristics of these parameters for trial deviations are orthogonal). The worst distinguishability is when the indicated difference is zero (in terms of vector interpretation, the normalized strain vectors of the integral transforms of the dynamic characteristics of these parameters are collinear for trial deviations).

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска одиночного параметрического дефекта для системы, структурная схема которой представлена на рисунке.Consider the implementation of the proposed method for finding a single parametric defect for a system whose structural diagram is shown in the figure.

Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:

Figure 00000015
;
Figure 00000016
;
Figure 00000017
,
Figure 00000015
;
Figure 00000016
;
Figure 00000017
,

номинальные значения параметров: T1=5 с (J1); k1=1 (J2); k2=1 (J3); T2=1 с (J4); k3=1 (J5) и Т3=5 с (J6).nominal values of parameters: T 1 = 5 s (J 1 ); k 1 = 1 (J 2 ); k 2 = 1 (J 3 ); T 2 = 1 s (J 4 ); k 3 = 1 (J 5 ) and T 3 = 5 s (J 6 ).

При моделировании в качестве входного сигнала будем использовать псевдослучайный сигнал (при моделировании использовался блок Band-Limited White Noise в среде Matlab). Время контроля выберем Тк равным 10 с.When modeling, we will use a pseudo-random signal as the input signal (when modeling, we used the Band-Limited White Noise block in the Matlab environment). The control time we choose T to equal 10 s.

Величину пробных отклонений параметров модели выбираем равной 10%.The value of the test deviations of the model parameters is chosen equal to 10%.

Моделирование процессов поиска дефектов в виде уменьшения параметра T1 на 20% приводит к вычислению диагностических признаков по формуле (3): J1=5.793e-005; J2=0.1457; J3=0.266; J4=0.3127; J5=0.1405; J6=0.2147. Различимость дефекта: ΔJ=J2-J1=0.1457.Simulation of the processes of searching for defects in the form of a decrease in the parameter T 1 by 20% leads to the calculation of diagnostic features according to the formula (3): J 1 = 5.793e-005; J 2 = 0.1457; J 3 = 0.266; J 4 = 0.3127; J 5 = 0.1405; J 6 = 0.2147. Distinctness of the defect: ΔJ = J 2 -J 1 = 0.1457.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока с использованием экспоненциального веса при одном параметре интегрирования α=0.5 (Положительное решение от 11.04.2011 г. о выдаче патента на изобретение №2429518 по заявке №2010128421/08(040385), МКИ6 G05В 23/02, 2011): J1=2.293e-008; J2=1.469e-007; J3=0.7843; J4=0.7828; J5=0.07422; J6=0.07399. Различимость дефекта ΔJ=J2-J1=1.2397e-007.For comparison, we present diagnostic signs of the presence of a faulty unit using an exponential weight with one integration parameter α = 0.5 (Positive decision dated 04/11/2011 on the grant of a patent for an invention No. 2429518 according to application No. 2010128421/08 (040385), MKI 6 G05B 23 / 02, 2011): J 1 = 2.293e-008; J 2 = 1.469e-007; J 3 = 0.7843; J 4 = 0.7828; J 5 = 0.07422; J 6 = 0.07399. Distinctness of the defect ΔJ = J 2 -J 1 = 1.2397e-007.

Приведенные результаты показывают, что фактическая различимость нахождения дефектов этим способом выше, следовательно, выше будет и помехоустойчивость способа.The above results show that the actual distinguishability of finding defects by this method is higher, therefore, the noise immunity of the method will also be higher.

Моделирование процессов поиска дефектов в виде уменьшения параметра Т2 на 20% для данного объекта диагностирования с использованием дифференциального веса и при таком же входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков: J1=0.2086; J2=0.7451; J3=0.006981; J4=0.001517; J5=0.7004; J6=0.6441.Simulation of defects search processes in the form of a decrease in the parameter T 2 by 20% for a given diagnostic object using a differential weight and with the same input signal gives the following values of diagnostic signs: J 1 = 0.2086; J 2 = 0.7451; J 3 = 0.006981; J 4 = 0.001517; J 5 = 0.7004; J 6 = 0.6441.

Различимость дефекта ΔJ=J3-J4=0.005464.Distinctness of the defect ΔJ = J 3 -J 4 = 0.005464.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока с использованием экспоненциального веса при одном параметре интегрирования α=0.5: J1=0.7828; J2=0.7825; J3=3.695e-006; J4=1.52e-008; J5=0.7455; J6=0.7462. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J4=3.6798e-006.For comparison, we present diagnostic signs of a faulty unit using an exponential weight with one integration parameter α = 0.5: J 1 = 0.7828; J 2 = 0.7825; J 3 = 3.695e-006; J 4 = 1.52e-008; J 5 = 0.7455; J 6 = 0.7462. Distinctness of the defect: ΔJ = J 3 -J 4 = 3.6798e-006.

Моделирование процессов поиска дефектов в виде уменьшения параметра Т3 на 20% для данного объекта диагностирования при тех же состояниях дает следующие значения:Modeling of defects search processes in the form of a decrease in the parameter T 3 by 20% for a given diagnostic object under the same conditions gives the following values:

J1=0.2186; J2=0.1878; J3=0.5691; J4=0.6809; J5=0.003594; J6=2.192e-005.J 1 = 0.2186; J 2 = 0.1878; J 3 = 0.5691; J 4 = 0.6809; J 5 = 0.003594; J 6 = 2.192e-005.

Различимость дефекта: ΔJ=J5-J6=0.003594.Distinctness of the defect: ΔJ = J 5 -J 6 = 0.003594.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока при одном параметре интегрирования α=0.5:For comparison, we present the diagnostic signs of a faulty unit with one integration parameter α = 0.5:

J1=0.07407; J2=0.07384; J3=0.7476; J4=0.7457; J5=7.831e-007; J6=1.531e-010.J 1 = 0.07407; J 2 = 0.07384; J 3 = 0.7476; J 4 = 0.7457; J 5 = 7.831e-007; J 6 = 1.531e-010.

Различимость дефекта ΔJ=J5-J6=7.829469е-007.Distinctness of the defect ΔJ = J 5 -J 6 = 7.829469е-007.

Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный блок, а данный способ во всех случаях улучшает фактическую различимость дефектов, следовательно, увеличивает помехоустойчивость диагностирования.The minimum value of the diagnostic sign in all cases correctly indicates a defective unit, and this method in all cases improves the actual distinguishability of defects, therefore, increases the noise immunity of the diagnosis.

Кроме того, заявляемый способ позволяет осуществлять диагностирование в условиях реального функционирования объекта диагностирования (рабочее диагностирование).In addition, the inventive method allows diagnosing in the conditions of the real functioning of the diagnostic object (working diagnosis).

Claims (1)

1. Способ поиска неисправного блока в динамической системе, основанный на том, что фиксируют число m параметров, входящих в состав системы, определяют время контроля Tk≥ТПП, используют входной сигнал x(t) на интервале t∈[0, TK], фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию контролируемой системы fj(t), j=1, 2, …, k, регистрируют реакцию системы с номинальными характеристиками fj ном(t), j=1, 2, …, k, на интервале t∈[0, Tk] в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов системы, для чего в момент подачи сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы в каждой из k контрольных точек путем подачи на первые входы k блоков перемножения выходных сигналов системы, на вторые входы блоков перемножения подают весовую функцию, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений каждого из m параметров всех блоков, для чего в каждый параметр динамической системы вводят его пробное отклонение и находят интегральные оценки выходных сигналов модели для весовой функции и входного сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k каждого из m параметров всех блоков, для чего в каждую i-ю модель поочередно вводят соответствующее пробное отклонение i-го параметра передаточной функции всех блоков динамической системы и находят интегральные оценки выходных сигналов систем с пробными отклонениями при том же тестовом или рабочем сигнале x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек каждого из m пробных отклонений Pji(d), j=1, …, k; i=1, …, m, регистрируют, одновременно на вход контролируемой системы подают тестовый или рабочий сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(d), j=1, …, k, полученные значения регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров всех блоков ΔPji(d)=Pji(d)-Fj ном(d), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров всех блоков
Figure 00000018

определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек ΔFj(d)=Fj(d)-Fj ном(d), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы контрольных точек и каждое из m пробных отклонений регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров ΔPji(d)=Pji(d)-Fj ном(d), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений соответствующих параметров из соотношения
Figure 00000019

определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(d), j=1, …, k, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(d)=Fj(d)-Fj ном(d), j=1, …, k, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношения
Figure 00000020

определяют диагностические признаки из соотношения
Figure 00000021

по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр, отличающийся тем, что одновременно подают тестовый или рабочий сигнал x(t) на вход системы с номинальными характеристиками, на вход контролируемой системы, на входы m моделей с номинальными характеристиками, в каждую из которых введено пробное отклонение одного из параметров так, что в i-ю систему введено пробное отклонение в i-й параметр, в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки, полученные для весовой функции, равной среднему арифметическому модулей производных по времени от выходных сигналов системы в различных контрольных точках, из соотношения
Figure 00000022

определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(d), j=1, …, k, системы с номинальными характеристиками, для чего в момент подачи входного сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы в каждой из k контрольных точек для весовой функции, путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы на вторые входы блоков перемножения подают среднее арифметическое модулей производных по времени от выходных сигналов системы с номинальными характеристиками, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(d), j=1, …, k регистрируют, аналогично определяют интегральные оценки сигналов m моделей для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений каждого из m параметров, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждого из m пробных отклонений Pji(d), j=1, …, k; i=1, …, m, используют для вычисления диагностических признаков.
1. The way to find a faulty block in a dynamic system, based on the fact that the number m of parameters included in the system is fixed, the monitoring time T k ≥T PP is determined, the input signal x (t) is used on the interval t∈ [0, T K ], fix the number k of control points of the system, register the response of the controlled system f j (t), j = 1, 2, ..., k, record the reaction of the system with nominal characteristics f j nom (t), j = 1, 2, ..., k, on the interval t∈ [0, T k ] at k control points, determine the integral estimates of the output signals of the system, for which, at the time of the signal at the input of a system with nominal characteristics, the integration of system signals at each of k control points is simultaneously started by applying the output signals of the system to the first inputs of k multiplication blocks, the weight function is fed 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 integrating the evaluation of the output signals recorded determine integral evaluation of the output signals to a model for each of k control points obtained as a result of test deviations of each of the m parameters of all blocks, for which a test deviation is introduced into each parameter of the dynamic system and integral estimates of the model output signals for the weight function and input signal x (t) obtained as a result are found integrating the estimates of the output signals for each of k of each of the m parameters of all blocks, for which the corresponding test deviation of the i-th parameter of the transfer function of all blocks is dynamically introduced into each i-th model th system and find the integral estimates of the output signals of systems with test deviations for the same test or working signal x (t) obtained by integrating the estimates of the output signals for each of the k control points of each of the m test deviations P ji (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, register, at the same time, the test or operating signal x (t) is fed to the input of the controlled system, the integral estimates of the signals of the controlled system are determined for k control points F j (d), j = 1, ..., k, obtained the values are recorded, the deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of the trial deviations of the corresponding parameters of all blocks ΔP ji (d) = P ji (d) -F j nom (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, determine the normalized deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters of all blocks
Figure 00000018

determine the deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points ΔFj (d) = F j (d) -F j nom (d), j = 1, ..., k, determine the normalized values of the deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system of control points and each from m test deviations are recorded, deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of test deviations of the corresponding parameters ΔP ji (d) = P ji (d) -F j nom (d), j = 1, ..., k are determined; i = 1, ..., m, determine the normalized deviations of the integral estimates of the model signals obtained as a result of trial deviations of the corresponding parameters from the relation
Figure 00000019

determine the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points F j (d), j = 1, ..., k, determine the deviations of the integral estimates of the signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (d) = F j (d) - F j nom (d), 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 00000020

determine diagnostic signs from the ratio
Figure 00000021

at the minimum of the diagnostic sign, a faulty parameter is determined, characterized in that at the same time a test or operating signal x (t) is supplied to the input of the system with nominal characteristics, to the input of the controlled system, to the inputs of m models with nominal characteristics, in each of which a test deviation of one from the parameters so that a trial deviation is introduced into the i-th system in the i-th parameter, as the dynamic characteristics of the system, integral estimates are used obtained for the weight function equal to the arith average eticheskomu modules time derivatives of the output signals of the system in various control points from the relationship
Figure 00000022

determine the integrated estimates of the output signals F j nom (d), j = 1, ..., k, of the system with nominal characteristics, for which, at the time of the input signal to the input of the system with nominal characteristics, the integration of the system signals in each of k control points at the same time begins weight function, by applying to the first inputs of k blocks of multiplication of the system signals to the second inputs of the blocks of multiplication serves the arithmetic average of the time derivatives of the output signals of the system with nominal characteristics, output e signals k multiplying unit is supplied to the inputs k of integration blocks the integration is completed at time T k obtained by integrating the evaluation of the output signals F j prefecture (d), j = 1, ..., k are recorded similarly define integral evaluation signal m Models for each of k control points, obtained as a result of test deviations of each of m parameters, obtained by integrating an estimate of the output signals for each of k control points, of each of m test deviations P ji (d), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, is used to calculate diagnostic features.
RU2011144335/08A 2011-11-01 2011-11-01 Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system RU2464616C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144335/08A RU2464616C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144335/08A RU2464616C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464616C1 true RU2464616C1 (en) 2012-10-20

Family

ID=47145527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011144335/08A RU2464616C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464616C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541857C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
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
RU2762532C1 (en) * 2021-02-11 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method for searching faulty block in continuous dynamical system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4851985A (en) * 1985-04-15 1989-07-25 Logitek, Inc. Fault diagnosis system for comparing counts of commanded operating state changes to counts of actual resultant changes
EP1324165A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Proteo S.p.A. Automatic system for determining the optimum strategy for controlling a complex industry system in particular for managing water supply networks by means of an ecosystem model
JP2009290349A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Denso Corp Failure diagnosis 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
RU2429518C1 (en) * 2010-07-08 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of fault finding in continuous system dynamic unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4851985A (en) * 1985-04-15 1989-07-25 Logitek, Inc. Fault diagnosis system for comparing counts of commanded operating state changes to counts of actual resultant changes
EP1324165A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Proteo S.p.A. Automatic system for determining the optimum strategy for controlling a complex industry system in particular for managing water supply networks by means of an ecosystem model
JP2009290349A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Denso Corp Failure diagnosis 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
RU2429518C1 (en) * 2010-07-08 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of fault finding in continuous system dynamic unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541857C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
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
RU2762532C1 (en) * 2021-02-11 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method for searching faulty block in continuous dynamical system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2429518C1 (en) Method of fault finding in continuous system dynamic unit
CN101299004B (en) Vibrating failure diagnosis method based on determined learning theory
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
RU2541857C1 (en) Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2009123999A (en) METHOD FOR SEARCHING FAULT BLOCK IN DYNAMIC SYSTEM
RU2464616C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
US20160098637A1 (en) Automated Data Analytics for Work Machines
RU2439647C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2528135C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete dynamic system
RU2473105C1 (en) Method of detecting faults in units in continuous dynamic system
RU2613630C1 (en) Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
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
RU2562429C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2680928C1 (en) Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic system
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2579543C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input
RU2669035C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2616512C1 (en) Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction
RU2486568C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system

Legal Events

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

Effective date: 20131102