RU2486568C1 - Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе - Google Patents
Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486568C1 RU2486568C1 RU2012120458/08A RU2012120458A RU2486568C1 RU 2486568 C1 RU2486568 C1 RU 2486568C1 RU 2012120458/08 A RU2012120458/08 A RU 2012120458/08A RU 2012120458 A RU2012120458 A RU 2012120458A RU 2486568 C1 RU2486568 C1 RU 2486568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- integration
- signals
- determined
- blocks
- block
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Областью применения является область контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Техническим результатом является улучшение помехоустойчивости способа диагностирования непрерывных систем автоматического управления путем улучшения различимости дефектов. Результат достигается за счет того, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы на интервале в контрольных точках и многократно определяют (одновременно) интегральные оценки выходных сигналов системы для значений параметра интегрирования, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления для параметров интегрирования в каждой из контрольных точек с весами путем подачи на первые входы блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы для блоков интегрирования, выходные сигналы блоков перемножения подают на входы блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов регистрируют, фиксируют число блоков системы, определяют элементы топологических связей каждого блока, входящего в состав системы для каждой контрольной точки, элементы определяют из множества значений {-1,0,1}, значение -1 определяют, если знак передачи сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отрицательный, значение 0 определяют, если передача сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отсутствует, значение l определяют, если знак передачи сигнала от выход�
Description
Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.
Известен способ поиска неисправного блока в динамической системе (Патент на изобретение №2439648 от 10.01.2012 по заявке №2010142159/08(060530), МКИ6 G05B 23/02, 2012), основанный на многократном интегрировании выходного сигнала блока с весами
, где αl - вещественная константа, l - количество констант.
Недостатком этого способа является то, что он использует несколько моделей с пробными отклонениями параметров передаточных функций блоков.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе (Патент на изобретение №2439647 от 10.01.2012 по заявке №2011100409/08(000540), МКИ6 G05B 23/02, 2012).
Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов с невысокой различимостью, то есть обладает невысокой помехоустойчивостью.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является улучшение помехоустойчивости способа диагностирования непрерывных систем автоматического управления путем улучшения различимости дефектов. Это достигается путем применения многократного вычисления интегральных оценок динамических характеристик для нескольких различных значений параметра интегрирования α1, α2…αn.
Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы fjном(t), j=1, 2, …, k на интервале t∈[0,TK] в k контрольных точках и многократно определяют (одновременно) интегральные оценки выходных сигналов Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n системы для n значений параметра интегрирования αl, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления для n параметров интегрирования в каждой из k контрольных точек с весами
путем подачи на первые входы k·n блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы
для n блоков интегрирования, выходные сигналы k·n блоков перемножения подают на входы k·n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n регистрируют, фиксируют число m блоков системы, определяют элементы топологических связей каждого блока, входящего в состав системы для каждой контрольной точки Pji, j=1, 2, …, k; i=1, 2, …, m, элементы Pji определяют из множества значений {-1,0,1}, значение -1 определяют, если знак передачи сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отрицательный, значение 0 определяют, если передача сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отсутствует, значение 1 определяют, если знак передачи сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки положительный. Затем определяют нормированные значения вектора топологических связей для каждого блока из соотношения
замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы Fj(αl), j=1, …, k; l=1, …, n для k контрольных точек и для n параметров интегрирования αl, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений
ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n,
определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы для n параметров интегрирования из соотношения
определяют диагностические признаки при n параметрах интегрирования из соотношения
по минимуму значения диагностического признака определяют порядковый номер дефектного блока.
Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправного блока сводится к выполнению следующих операций.
1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых блоков m.
2. Предварительно определяют время контроля TK≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.
3. Определяют n параметров кратных 5/Tk многократного интегрирования сигналов.
4. Фиксируют число контрольных точек k.
5. Предварительно определяют элементы топологических связей каждого блока, входящего в состав системы для каждой контрольной точки Pji, j=1, 2, …, k; i=1, 2, …, m, элементы Pji определяют из множества значений {-1,0,1}, значение -1 определяют, если знак передачи сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отрицательный, значение 0 определяют, если передача сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки отсутствует, значение 1 определяют, если знак передачи сигнала от выхода i-го блока до j-й контрольной точки положительный.
6. Определяют нормированные значения элементов вектора топологических связей для каждого блока из соотношения
7. 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.
8. Регистрируют реакцию системы fjном(t), j=1, 2, …, k на интервале t∈[0,TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fjном (αl), j=1, …, k; l=1, …, n системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование (при n параметрах αl) сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами
для чего сигналы системы управления подают на первые входы k·n блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы
, выходные сигналы k·n блоков перемножения подают на входы k·n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Tк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n регистрируют.
9. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).
10. Определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования Fj(αl), j=1, …, k; l=1, …, n, осуществляя операции, описанные в пункте 8 применительно к контролируемой системе.
11. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений
ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n.
12. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы по формуле
13. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного структурного блока (при n параметрах интегрирования) по формуле (3).
14. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефекта для системы, структурная схема которой представлена на чертеже (см. фиг. Структурная схема объекта диагностирования).
Передаточные функции блоков
где номинальные значения параметров: T1=5 с; K1=1; K2=1; Т2=1 с; K3=1; Т3=5 с.
При моделировании в качестве входного сигнала будем использовать единичное ступенчатое воздействие. Время контроля Тк выберем равным 10 с.
Определим элементы топологических связей каждого блока, входящего в состав системы для каждой контрольной точки Pji, j=1, 2, 3; i=1, 2, 3, знак передачи сигнала от выхода первого блока (1) до первой контрольной точки положителен, поэтому P11=1, знак передачи сигнала от выхода первого блока до второй контрольной точки положителен, поэтому P21=1, знак передачи сигнала от выхода первого блока до третьей контрольной точки положителен, поэтому P31=1, таким образом, вектор топологических связей первого блока будет иметь вид P1=(1,1,1). Для второго блока (2) знак передачи сигнала от его выхода до первой контрольной точки отрицателен, а для второй и третьей контрольных точек - положителен, поэтому вектор топологических связей для второго блока будет иметь вид P2=(-1,1,1). Для третьего блока (3) вектор топологических связей будет иметь вид P3=(-1,-1,1).
Моделирование процессов поиска дефектов в первом блоке (в виде уменьшения параметра k1 на 20%) приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (3): J1=0.248, J2=0.9372, J3=0.5806. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.3326.
Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока (в виде уменьшения параметра k1 на 20%) при одном параметре интегрирования α=0.5: J1=0.2237; J2=0.9954; J3=0.5093. Различимость дефекта ΔJ=J3-J1=0.2856.
Приведенные результаты показывают, что фактическая различимость нахождения дефектов этим способом выше, следовательно, выше будет и помехоустойчивость способа.
Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный блок.
Таким образом, различимость дефектов при реализации заявляемого способа выше, чем при реализации прототипа.
Claims (1)
- Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе, основанный на том, что фиксируют число блоков m, входящих в состав системы, определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы, определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения
ΔFj(α1)=Fj(α1)-Fjном(α1), j=1, …, k; l=1, …, n,
определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой системы из соотношения:
определяют диагностические признаки из соотношения:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120458/08A RU2486568C1 (ru) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120458/08A RU2486568C1 (ru) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486568C1 true RU2486568C1 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012120458/08A RU2486568C1 (ru) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486568C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541896C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе анализа знаков передач сигналов |
RU2586859C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6519704B1 (en) * | 1992-07-17 | 2003-02-11 | Sun Microsystems, Inc. | System and method for driving a signal to an unbuffered integrated circuit |
US6760868B2 (en) * | 1999-08-09 | 2004-07-06 | Sun Microsystems, Inc. | Diagnostic cage for testing redundant system controllers |
US7451005B2 (en) * | 1991-12-23 | 2008-11-11 | Hoffberg Steven M | Vehicular information system and method |
RU2429518C1 (ru) * | 2010-07-08 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе |
RU2439648C1 (ru) * | 2010-10-13 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в динамической системе |
RU2439647C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
RU2450309C1 (ru) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе |
-
2012
- 2012-05-17 RU RU2012120458/08A patent/RU2486568C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7451005B2 (en) * | 1991-12-23 | 2008-11-11 | Hoffberg Steven M | Vehicular information system and method |
US6519704B1 (en) * | 1992-07-17 | 2003-02-11 | Sun Microsystems, Inc. | System and method for driving a signal to an unbuffered integrated circuit |
US6760868B2 (en) * | 1999-08-09 | 2004-07-06 | Sun Microsystems, Inc. | Diagnostic cage for testing redundant system controllers |
RU2429518C1 (ru) * | 2010-07-08 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе |
RU2439648C1 (ru) * | 2010-10-13 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в динамической системе |
RU2450309C1 (ru) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе |
RU2439647C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541896C1 (ru) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе анализа знаков передач сигналов |
RU2586859C1 (ru) * | 2015-03-11 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3454289A1 (en) | Plant abnormality detection method and system | |
RU2429518C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе | |
RU2541857C1 (ru) | Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2528135C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2439648C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2009123999A (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2439647C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе | |
RU2444774C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2461861C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе | |
RU2586859C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2613630C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2486568C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе | |
RU2464616C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе | |
RU2506623C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2676365C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2541896C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе анализа знаков передач сигналов | |
RU2579543C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
CN108345289B (zh) | 一种基于替代数据法的工业过程平稳性检测方法 | |
RU2451319C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2680928C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе функции чувствительности | |
RU2453898C1 (ru) | Способ поиска неисправных блоков в динамической системе | |
RU2562428C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2486570C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2486569C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2616512C1 (ru) | Способ поиска топологического дефекта в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140518 |