RU2579543C1 - Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала - Google Patents
Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579543C1 RU2579543C1 RU2014150981/28A RU2014150981A RU2579543C1 RU 2579543 C1 RU2579543 C1 RU 2579543C1 RU 2014150981/28 A RU2014150981/28 A RU 2014150981/28A RU 2014150981 A RU2014150981 A RU 2014150981A RU 2579543 C1 RU2579543 C1 RU 2579543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discrete
- output signals
- estimates
- input signal
- blocks
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов. Предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы для дискретных тактов диагностирования с дискретным постоянным шагом на интервале наблюдения в контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов дискретной системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход дискретной системы с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из контрольных точек с дискретными весами путем подачи на первые входы блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал, выходные сигналы блоков перемножения подают на входы блоков дискретного интегрирования. Дискретное интегрирование завершают в момент времени, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов регистрируют, фиксируют число рассматриваемых одиночных дефектов блоков, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из контрольных точек и каждой из позиций входного сигнала, полученные в результате смены позиции входного сигнала после каждого из блоков. Для этого поочередно для каждого блока дискретной динамической системы перемещают место подачи входного сигнала на выход каждого блока, подают через сумматор входной сигнал и находят дискретные интегральные оценки выходных сигналов системы для тестового сигнала, полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из контрольных точек и каждой из моделей с различной позицией входного сигнала регистрируют, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков. Определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой дискретной системы для контрольных точек. Определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой дискретной системы для контрольных точек от номинальных значений. Определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов контролируемой дискретной системы. Определяют диагностические признаки, по минимуму значения диагностического признака определяют порядковый номер дефектного блока. Технический результат заключается в возможности применения способа для поиска дефектов в дискретной динамической системе с произвольным соединением блоков. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.
Известен способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе (Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе: патент 2444774 РФ, МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2011101271/08; заявл. 13.01.2011; опубл. 10.03.2012, бюл. №7).
Недостатком этого способа является то, что он использует задание величин относительных отклонений параметров передаточных функций для моделей с пробными отклонениями.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала (Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала: пат. 2528135 РФ, МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013144231/08; заявл. 01.10.2013; опубл. 10.09.2014, бюл. №25).
Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов только в непрерывной динамической системе.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является применение способа для поиска дефектов в дискретной динамической системе с произвольным соединением блоков.
Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы fjном(t), j=1,..., k для N дискретных тактов диагностирования t∈[1,N] с дискретным постоянным шагом TS на интервале наблюдения [0,Tk] (где Tk=TS·N) в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов дискретной системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход дискретной системы с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование выходных сигналов системы управления с шагом Ts секунд в каждой из k контрольных точек с дискретными весами с шагом TS секунд, где , путем подачи на первые входы k блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал с шагом TS секунд, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков дискретного интегрирования с шагом TS секунд, дискретное интегрирование завершают в момент времени ТК, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1, …, k регистрируют, фиксируют число m рассматриваемых одиночных дефектов блоков, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и каждой из m позиций входного сигнала, полученные в результате смены позиции входного сигнала после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока дискретной динамической системы перемещают место подачи входного сигнала на выход каждого блока, подают через сумматор входной сигнал и находят дискретные интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и тестового сигнала x(t), полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с различной (зафиксированной на выходах разных блоков) позицией входного сигнала j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков ΔYji(α)=Yji(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков из соотношения
замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k для параметра дискретного интегрального преобразования α, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)Fj(α)-Fjном(α), j=1, …, k, определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов контролируемой дискретной системы из соотношения
определяют диагностические признаки 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 дискретной динамической системы рассматривают систему, например, с дискретной интерполяцией нулевого порядка, с шагом дискретизации TS, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых одиночных дефектов блоков m.
2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса дискретной системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.
4. Фиксируют число контрольных точек k.
5. Предварительно определяют нормированные векторы ΔYi(α) деформаций интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала на позицию после i-го блока каждого из m блоков для номинальных значений параметров передаточных функций блоков и определенного выше параметра α, для чего выполняют пункты 6-10.
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.
7. Регистрируют реакцию системы fjном(t), j=1, …, k на интервале t∈[1, N] с дискретным шагом TS секунд на интервале наблюдения [0, Tk] (где Tk=TS·N) в k контрольных точках и определяют дискретные интегральные оценки выходных сигналов j=1, …, k системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают дискретное интегрирование выходных сигналов системы управления с шагом TS секунд в каждой из k контрольных точек с дискретными весами , с дискретным шагом TS секунд, где для чего выходные сигналы системы управления подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают дискретный экспоненциальный сигнал с шагом TS секунд, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков дискретного интегрирования с шагом TS секунд, дискретное интегрирование завершают в момент времени ТК, полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов Fjном(α), j=1, …, k регистрируют.
8. Определяют интегральные оценки выходных сигналов дискретной модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока дискретной динамической системы перемещают позицию входного сигнала на выход блока, подают через сумматор входной сигнал и выполняют пункты 6 и 7 для одного и того же входного сигнала x(t). Полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с перемещенной позицией входного сигнала Yji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют.
9. Определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала от входа на позицию после каждого из соответствующих блоков ΔYji(α)=Yji(α)-Fjном(α), j=1, …, k; i=1, …, m.
10. Определяют нормированные значения деформаций интегральных оценок выходных сигналов дискретной модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после соответствующих блоков по формуле:
11. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).
12. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек j=1,…, k, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.
13. Определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fjном(α), j=1, …, k.
14. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой дискретной системы по формуле:
15. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного структурного блока по формуле (3).
16. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефекта для дискретной системы, структурная схема которой представлена на рисунке (см. фиг.).
Дискретные передаточные функции блоков:
номинальные значения параметров: k1=5; Z1=0.98; k2=0.09516; Q2=0.9048; k3=0.0198; Q3=0.9802. При поиске одиночного структурного дефекта в виде отклонения параметра первого блока на 10% (Q1=0.8), 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, путем смены позиции входного сигнала получены значения диагностических признаков по формуле (3): J1=0.056; J2=0.177; J3=0.090. Разность между третьим и первым диагностическим признаком может характеризовать апостериорную (практическую) различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.034.
Моделирование процессов поиска структурного дефекта при других случаях его проявления для данного дискретного объекта диагностирования, при том же параметре интегрального преобразования и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков.
При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра Q2 на 10%, дефект №2): J1=0.616; J2=0.422; J3=0.579. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J2=0.157.
При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра Q3 на 10%, дефект №3): J1=0.081; J2=0.156; J3=0.039. ΔJ=J1-J3=0.043.
Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный блок.
Claims (1)
- Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала, основанный на том, что фиксируют число блоков m, входящих в состав системы, определяют время контроля
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150981/28A RU2579543C1 (ru) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150981/28A RU2579543C1 (ru) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579543C1 true RU2579543C1 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150981/28A RU2579543C1 (ru) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579543C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2658547C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
RU2662380C1 (ru) * | 2017-04-05 | 2018-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
RU2721217C1 (ru) * | 2019-05-27 | 2020-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала и анализа знаков передач |
Citations (4)
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 |
RU2199776C2 (ru) * | 2001-03-12 | 2003-02-27 | Хабаровский государственный технический университет | Способ поиска неисправного блока в динамической системе |
RU2473949C1 (ru) * | 2012-01-30 | 2013-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе |
RU2506622C1 (ru) * | 2012-10-08 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе |
-
2014
- 2014-12-16 RU RU2014150981/28A patent/RU2579543C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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 |
RU2199776C2 (ru) * | 2001-03-12 | 2003-02-27 | Хабаровский государственный технический университет | Способ поиска неисправного блока в динамической системе |
RU2473949C1 (ru) * | 2012-01-30 | 2013-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе |
RU2506622C1 (ru) * | 2012-10-08 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662380C1 (ru) * | 2017-04-05 | 2018-07-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
RU2658547C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала |
RU2721217C1 (ru) * | 2019-05-27 | 2020-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала и анализа знаков передач |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2429518C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе | |
RU2541857C1 (ru) | Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2435189C2 (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2450309C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе | |
RU2444774C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2528135C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2439647C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе | |
RU2579543C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2439648C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2613630C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2461861C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе | |
RU2473105C1 (ru) | Способ поиска неисправностей блоков в непрерывной динамической системе | |
RU2586859C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2506623C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе | |
RU2541896C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе анализа знаков передач сигналов | |
RU2676365C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений | |
RU2453898C1 (ru) | Способ поиска неисправных блоков в динамической системе | |
RU2680928C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе функции чувствительности | |
RU2464616C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе | |
RU2451319C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в динамической системе | |
RU2506622C1 (ru) | Способ поиска неисправных блоков в дискретной динамической системе | |
RU2658547C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2562429C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала | |
RU2580405C1 (ru) | Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе на основе функции чувствительности | |
RU2486568C1 (ru) | Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161217 |