RU2580405C1 - Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions - Google Patents
Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580405C1 RU2580405C1 RU2015110545/08A RU2015110545A RU2580405C1 RU 2580405 C1 RU2580405 C1 RU 2580405C1 RU 2015110545/08 A RU2015110545/08 A RU 2015110545/08A RU 2015110545 A RU2015110545 A RU 2015110545A RU 2580405 C1 RU2580405 C1 RU 2580405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- model
- parameter
- controlled
- output
- Prior art date
Links
Abstract
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 неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе: пат. 2429518 РФ: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2010128421/08; заявл. 08.07.2010; опубл. 20.09.2011. Бюл. №26).A known method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system (Method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system: Pat. 2429518 RF: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov SS - No. 2012828421/08; claimed 08.07.2010 ; publ. September 20, 2011. Bull. No. 26).
Недостатком этого способа является то, что он использует задание величин относительных отклонений параметров передаточных функций для моделей с пробными отклонениями.The disadvantage of this method is that it uses the task of the values of the relative deviations of the parameters of the transfer functions for models with trial deviations.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе: пат. 2450309 РФ: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2010148469/08; заявл. 26.11.2010; опубл. 10.05.2012. Бюл. №13).The closest technical solution (prototype) is a method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system (Method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system: Pat. 2450309 RF: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S. S. - No. 201484869 / 08; Declared Nov. 26, 2010; Publ. May 10, 2012. Bull. No. 13).
Недостатком этого способа является то, что он использует задание величин относительных отклонений параметров передаточных функций для моделей с пробными отклонениями.The disadvantage of this method is that it uses the task of the values of the relative deviations of the parameters of the transfer functions for models with trial deviations.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение вычислительных затрат, связанных с реализацией моделей с пробными отклонениями параметров.The technical problem to which this invention is directed is to reduce the computational cost associated with the implementation of models with trial deviations of the parameters.
Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n на интервале tl∈[0,ТК] в k контрольных точках при n дискретных моментах времени на входное воздействие x(t), определяют выходные сигналы модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно для каждого из m параметров всех блоков динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию: j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, где Wj - передаточная функция блока, в котором содержится контролируемый параметр αi, входом второй модели становится выход блока с контролируемым параметром αi, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы для каждой из k контрольных точек и каждой из m совмещенных моделей с параметрической функцией чувствительности и n дискретных значений времени Vji(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n регистрируют, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют сигналы контролируемой системы для k контрольных точек в n дискретные моменты времени Fi(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, определяют отклонения сигналов контролируемой системы для k контрольных точек в n дискретные моменты времени от номинальных значенийThe problem is achieved by first registering the reaction of a known-good system F j nom (t l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n on the interval t l ∈ [0, Т К ] at k control points for n discrete time instants on the input action x (t), determine the model output signals for each of k control points obtained as a result of using a parametric sensitivity function, for which, for each of the m parameters of all blocks of the dynamic system, two models are connected by communication: the test signal x (t) is fed to the input of the first model, the output of the block with the desired parameter becomes the output of the first model, the output of the first model is connected to the second through n redatochnuyu function: j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n, where W j is the transfer function of the block containing the controlled parameter α i , the output of the block with the controlled parameter α i becomes the input of the second model, the output signals are removed after each block of the second model, the received output signals for each from k control points and each of m combined models with a parametric sensitivity function and n discrete time values V ji (t l ), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n register, replace the system with the nominal characteristics of the controlled, the input of the system serves the same test signal x (t), determine the signals of the controlled system for k control points at n discrete time instants F i (t l ), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n, determine the deviations of the signals of the controlled system for k control points at n discrete time instants from the nominal values
ΔFi(tl)=Fj(tl)-Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n,ΔF i (t l ) = F j (t l ) -F j nom (t l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n,
определяют диагностические признаки для каждого из m параметров из соотношенияdetermine diagnostic features for each of m parameters from the ratio
по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный параметр.at a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the faulty parameter.
Выражение (1) можно представить в виде:Expression (1) can be represented as:
где:Where:
Диагностические признаки (2) лежат в фиксированном интервале значений [0, 1], поэтому различимость двух параметрических дефектов может оцениваться как разность значений соответствующих признаков.Diagnostic signs (2) lie in a fixed range of values [0, 1], therefore, the distinguishability of two parametric defects can be estimated as the difference between the values of the corresponding signs.
Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправностей сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed troubleshooting method is reduced to the following operations:
1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических элементов, передаточные функции которых в сумме содержат m параметров.1. As a dynamic system, consider a system consisting of randomly connected dynamic elements, the transfer functions of which in total contain m parameters.
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. Фиксируют число контрольных точек k.3. Fix the number of control points k.
4. Предварительно определяют векторы Yi(tl) выходных сигналов модели в l-е дискретные моменты времени, полученные в результате функций чувствительности i-го параметра каждого из m параметров всех блоков для номинальных значений параметров передаточных функций блоков, для чего выполняют пункты 5-7.4. Pre-determine the vectors Y i (t l ) of the output signals of the model at the l-th discrete time instants obtained as a result of the sensitivity functions of the i-th parameter of each of the m parameters of all blocks for the nominal values of the parameters of the transfer functions of the blocks, for which points 5 -7.
5. 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.5. Send a test signal x (t) (unit step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) to the input of the control system with nominal characteristics. The proposed method does not provide fundamental restrictions on the type of input test exposure.
6. Регистрируют реакцию системы с номинальными характеристиками Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n нa интервале tl∈[0,TK] в k контрольных точках для n дискретных моментов времени.6. Record the response of the system with nominal characteristics F j nom (t l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n on the interval t l ∈ [0, T K ] at k control points for n discrete time instants.
7. Определяют выходные сигналы модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования параметрической функции чувствительности, для чего поочередно для каждого из m параметров всех блоков динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход блока с искомым параметром, соединяют выход первой модели со входом второй через передаточную функцию: j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n, где Wj - передаточная функция блока, в котором содержится контролируемый параметр αi, входом второй модели становится выход блока с контролируемым параметром αi, снимают выходные сигналы после каждого блока второй модели, полученные выходные сигналы для каждой из k контрольных точек и каждой из m совмещенных моделей с параметрической функцией чувствительности и n дискретных значений времени Vji(tl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n регистрируют.7. The output signals of the model for each of the k control points are determined, obtained as a result of using the parametric sensitivity function, for which, for each of the m parameters of all blocks of the dynamic system, two models are connected by communication: the test signal x (t) is input to the first model, the output of the first model becomes the input of the block with the desired parameter, connect the output of the first model with the input of the second through the transfer function: j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n, where W j is the transfer function of the block containing the controlled parameter α i , the output of the block with the controlled parameter α i becomes the input of the second model, the output signals are removed after each block of the second model, the received output signals for each from k control points and each of m combined models with a parametric sensitivity function and n discrete time values V ji (t l ), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n is recorded.
8. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).8. Replace the system with the rated characteristics controlled. A similar test signal x (t) is supplied to the system input.
9. Определяют сигналы контролируемой системы для k контрольных точек и n моментов времени Fj(tl), j=1, …, k; 1=1, …, n, осуществляя операции, описанные в пунктах 5 и 6 применительно к контролируемой системе.9. The signals of the controlled system are determined for k control points and n time instants F j (t l ), j = 1, ..., k; 1 = 1, ..., n, performing the operations described in paragraphs 5 and 6 in relation to the controlled system.
10. Определяют отклонения сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n моментов времени от номинальных значений ΔFj(tl)=Fj(tl)-Fj ном(tl), j=1, …, k; l=1, …, n.10. Determine the deviations of the signals of the controlled system for k control points and n times from the nominal values ΔF j (t l ) = F j (t l ) -F j nom (t l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n.
11. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного параметра по формуле (1).11. Calculate the diagnostic signs of the presence of a faulty parameter by the formula (1).
12. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный параметр.12. At a minimum, the values of the diagnostic sign determine the defective parameter.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска одиночного дефекта для системы, структурная схема которой представлена на чертеже.Consider the implementation of the proposed method for finding a single defect for a system whose structural diagram is shown in the drawing.
Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:
номинальные значения параметров: k1=1 (J1); T1=5 с (J2); К2=1 (J3); Т2=1 с (J4); K3=1 (J5); Т3=5 с (J6). При поиске одиночного дефекта в виде отклонения коэффициента усиления k1=0.8 (дефект №1) в первом звене путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и Тк=10 с получены значения диагностических признаков по формуле (3) при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков. Дефект, найденный путем получения функции параметрической чувствительности и вычисленный по формуле (3), дает следующие значения диагностических признаков: J1=0.1644; J2=0.3202; J3=0.5844; J4=0.8855; J5=0.3631; J6=0.5386.nominal values of the parameters: k 1 = 1 (J 1 ); T 1 = 5 s (J 2 ); K 2 = 1 (J 3 ); T 2 = 1 s (J 4 ); K 3 = 1 (J 5 ); T 3 = 5 s (J 6 ). When searching for a single defect in the form of a deviation of the gain coefficient k 1 = 0.8 (defect No. 1) in the first link by supplying a step test input signal of unit amplitude and T k = 10 s, the values of diagnostic signs were obtained using formula (3) using three control points, located at the outputs of the blocks. The defect found by obtaining the parametric sensitivity function and calculated by the formula (3) gives the following values of diagnostic signs: J 1 = 0.1644; J 2 = 0.3202; J 3 = 0.5844; J 4 = 0.8855; J 5 = 0.3631; J 6 = 0.5386.
Моделирование процессов поиска параметрических дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования при том же ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков. При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра k2 на 20%, дефект №3): J1=0.5293; J2=0.5115; J3=0.1166; J4=0.4605; J5=0.5725; J6=0.5988. При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра k3 на 20%, дефект №5): J1=0.3884; J2=0.3854; J3=0.5064; J4=0.4734; J5=0.02149; J6=0.305.Simulation of the processes of searching for parametric defects in the second and third blocks for a given diagnostic object with the same step input signal gives the following values of diagnostic signs. If there is a defect in block No. 2 (in the form of a decrease in the parameter k 2 by 20%, defect No. 3): J 1 = 0.5293; J 2 = 0.5115; J 3 = 0.1166; J 4 = 0.4605; J 5 = 0.5725; J 6 = 0.5988. If there is a defect in block No. 3 (in the form of a decrease in the parameter k 3 by 20%, defect No. 5): J 1 = 0.3884; J 2 = 0.3854; J 3 = 0.5064; J 4 = 0.4734; J 5 = 0.02149; J 6 = 0.305.
Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный параметр.The minimum value of a diagnostic symptom in all cases correctly indicates a defective parameter.
Claims (1)
по минимуму диагностического признака определяют неисправный параметр. A method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system based on a sensitivity function, based on the fact that the number m of the transfer function parameters of the units included in the system are fixed, the monitoring time T K ≥T PP is determined, the number k of system control points is recorded, the system response is recorded and models, record the reaction of a known-good system F jnom (t l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n on the interval t l ∈ [0, Т К ] at k control points and n discrete time instants, replace the system with the nominal characteristics of the controlled one, apply a similar test signal x (t) to the input of the controlled system, determine the signals controlled system for k control points and n discrete time values F j (t l ), j = 1, ..., k; 1 = 1, ..., n, determine the deviations of the signals of the controlled system for k control points and n discrete time values from the nominal values ΔF j (t l ) = F j (t l ) -F j nom (t l ), j = 1 , ..., k; l = 1, ..., n, determine the diagnostic sign, by the minimum of the diagnostic sign, determine the faulty parameter, characterized in that the output signals of the model for each of the k control points are determined by using the parametric sensitivity function, for which, for each parameter, all blocks of a dynamic system connect two models by communication: a test signal is fed to the input of the first model, the output of the first model becomes the input of the block with the desired parameter, the output of the first model is connected to the input th through the second transfer function: j = 1, ..., k; i = 1, ... m; l = 1, ..., n, where W j is the transfer function of the block containing the controlled parameter α i , the input of the second model is the output of the block with the desired parameter α i , the output signals are removed after each block of the second model, the received output signals for each from k control points and each of m combined models with a parametric sensitivity function and n discrete time values V ji (t l ), j = 1, ..., k; i = 1, ... m; l = 1, ..., n, and register, determine the diagnostic signs from the ratio
at the minimum of a diagnostic symptom, a faulty parameter is determined.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110545/08A RU2580405C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015110545/08A RU2580405C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2580405C1 true RU2580405C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015110545/08A RU2580405C1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580405C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680928C1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function |
RU2710998C1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of troubleshooting dynamic unit in continuous system based on introduction of trial deviations |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1718190A1 (en) * | 1990-01-29 | 1992-03-07 | Нижегородский политехнический институт | Method of dynamic entity failure diagnostics and device thereof |
WO2005071582A2 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | British Telecommunications Public Limited Company | Detection of abnormal behaviour in dynamic systems |
RU2450309C1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system |
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 |
-
2015
- 2015-03-24 RU RU2015110545/08A patent/RU2580405C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1718190A1 (en) * | 1990-01-29 | 1992-03-07 | Нижегородский политехнический институт | Method of dynamic entity failure diagnostics and device thereof |
WO2005071582A2 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | British Telecommunications Public Limited Company | Detection of abnormal behaviour in dynamic systems |
RU2450309C1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system |
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 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680928C1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function |
RU2710998C1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of troubleshooting dynamic unit in continuous system based on introduction of trial deviations |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2450309C1 (en) | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system | |
RU2429518C1 (en) | Method of fault finding in continuous system dynamic unit | |
RU2541857C1 (en) | Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations | |
RU2439647C1 (en) | Method to search for faulty block in continuous dynamic system | |
RU2009123999A (en) | METHOD FOR SEARCHING FAULT BLOCK IN DYNAMIC SYSTEM | |
RU2528135C1 (en) | Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal | |
EP2987039B1 (en) | Method and device for co-simulating two subsystems | |
RU2439648C1 (en) | Method to search for faulty block in dynamic system | |
RU2473105C1 (en) | Method of detecting faults in units in continuous dynamic system | |
RU2580405C1 (en) | Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions | |
RU2444774C1 (en) | Method of searching for faulty module 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 | |
RU2613630C1 (en) | Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations | |
RU2579543C1 (en) | Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input | |
CN103092762A (en) | Real-time software defect detection method applicable to rapid software development model | |
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 | |
RU2453898C1 (en) | Method of detecting faulty units in dynamic system | |
RU2464616C1 (en) | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system | |
RU2541896C1 (en) | Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs | |
RU2613402C1 (en) | Search method of topological defects in continuous dynamic system based on sensitivity functions | |
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 | |
RU2562429C1 (en) | Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170325 |