RU2616512C1 - Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction - Google Patents

Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction Download PDF

Info

Publication number
RU2616512C1
RU2616512C1 RU2016115443A RU2016115443A RU2616512C1 RU 2616512 C1 RU2616512 C1 RU 2616512C1 RU 2016115443 A RU2016115443 A RU 2016115443A RU 2016115443 A RU2016115443 A RU 2016115443A RU 2616512 C1 RU2616512 C1 RU 2616512C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output signals
deviations
estimates
integral
topological
Prior art date
Application number
RU2016115443A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Шалобанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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 образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2016115443A priority Critical patent/RU2616512C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616512C1 publication Critical patent/RU2616512C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: to search for a topological defect a certain number of possible faults are fixed, the monitoring time is determined in comparison with the transient process time, the integral conversion parameter is determined, the test signal and integral signal estimates are used, the number of control points of the system is fixed, the reaction of the diagnostic object and the reaction of a good system at control points are registered in a certain way, integral estimates of the functioning system output signals are determined, registered, the integral estimates of the model output signals are determined for each of the control points obtained in a certain way, the system with the nominal characteristics is replaced with the monitored system, the input of which is given a similar test signal, the integral estimates, their deviations and normalized values of the deviations are determined, the diagnostic features and the topological defect are determined to a diagnostic sign minimum in a certain way on the basis of trial deviations.
EFFECT: reduced noise immunity of the diagnostic method for continuous automatic control systems.
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 неисправностей динамического блока в непрерывной системе (Способ поиска неисправностей динамического блока в непрерывной системе: пат. 2429518 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2010128421/08; заявл. 08.07.2010; опубл. 20.09.2011. Бюл. №26).There is a known method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system (Method for troubleshooting a dynamic unit in a continuous system: Pat. 2429518 Russian Federation: 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 позволяет находить только неисправности в виде отклонений параметров передаточной функции системы.The disadvantage of this method is that it allows you to find only malfunctions in the form of deviations of the parameters of the transfer function of the system.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений (Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений: пат. 2541857 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013149468/08; заявл. 06.11.2013; опубл. 16.01.2015. Бюл. №5).The closest technical solution (prototype) is a method for troubleshooting in a continuous dynamic system based on the introduction of test deviations (Method for troubleshooting in a continuous dynamic system based on the introduction of test deviations: Pat. 2541857 Russian Federation: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.S. - No. 2013149468/08; declared. 06.11.2013; publ. 16.01.2015. Bull. No. 5).

Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов с невысокой различимостью, то есть обладает невысокой помехоустойчивостью.The disadvantage of this method is that it provides the identification of defects with low distinguishability, that is, it has a low noise immunity.

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.The technical problem to which this invention is directed is to improve the noise immunity of the method for diagnosing continuous automatic control systems by improving the distinguishability of defects. This is achieved by repeatedly calculating the integral estimates of the dynamic characteristics for several different values of the integration parameter α 1 , α 2 ... α n .

Поставленная задача достигается тем, что регистрируют реакцию заведомо исправной системы ƒj ном(t), j=1,…,k на интервале t∈[0, ТК] в k контрольных точках, и многократно определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(αl), j=1,…, k; l=1,…, n системы для n значений параметра интегрирования αl, для чего в момент подачи входного 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

Figure 00000001
, где
Figure 00000002
путем подачи на первые входы k⋅n блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы
Figure 00000003
для n блоков интегрирования, выходные сигналы k⋅n блоков перемножения подают на входы k⋅n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(αl), j=1,…, k; l=1,…, n и регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и n параметров интегрирования, полученные в результате введения пробных отклонений топологических состояний каждой из m контролируемых связей (удаляется существующая межблочная связь или вводится новая межблочная связь), для чего поочередно для каждой контролируемой топологической связи динамических блоков системы вводят пробное отклонение состояния топологической связи и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для n параметров αl и входного сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждого из m пробных отклонений и каждого из n параметров интегрирования Pji(αl), j=1,…, k; i=1,…,m; l=1,…,n регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей блоков динамической системы ΔPji(αl)=Pji(αl)-Fj ном(αl), j=1,…, k; i=1,…, m; l=1,…, n, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей из соотношения
Figure 00000004
замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный входной сигнал x(t), определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных Fj(αl), j=1,…, k; l=1,…, n для n параметров интегрирования αl, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fj ном(αl), j=1,…, k; l=1,…, n определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для n параметров интегрирования из соотношения
Figure 00000005
определяют диагностические признаки при n параметрах интегрирования из соотношения:The problem is achieved by registering the reaction of a known-good system ƒj nom(t), j = 1, ..., k on the interval t∈ [0, TTO] at k control points, and integral estimates of the output signals F are determined repeatedlyj nom(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n of the system for n values of the integration parameter αlwhy, at the time of the input signal to the input of the system with nominal characteristics, the integration of control system signals for n integration parameters at each of k control points with weights
Figure 00000001
where
Figure 00000002
 by applying to the first inputs k⋅n of the blocks of multiplication of signals of the control system, exponential signals are fed to the second inputs of the blocks of multiplication
Figure 00000003
 for n integration blocks, the output signals k⋅n of the multiplication blocks are fed to the inputs k⋅n of the integration blocks, the integration is completed at time Ttoobtained by integrating the estimates of the output signals Fj nom(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n and register, determine the integrated estimates of the model output signals for each of k control points and n integration parameters obtained by introducing test deviations of the topological states of each of the m controlled connections (the existing inter-unit communication is deleted or a new inter-unit communication is introduced), for which, for each controlled topological connection, one by one dynamic blocks of the system introduce a test deviation of the topological connection state and find integral estimates of the system output signals for n parametersl and input signal x (t) obtained by integrating the estimates of the output signals for each of k control points, each of m test deviations, and each of n integration parameters Pji(αl), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n are recorded, deviations of the integral estimates of the model output signals are determined, obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological connections of the blocks of the dynamic system ΔPji(αl) = Pji(αl) -Fj nom(αl), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n, determine the normalized values of the deviations of the integral estimates of the output signals of the model obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological relationships from the relation
Figure 00000004
 replace the system with the nominal characteristics of the controlled, the input of the system is supplied with a similar input signal x (t), determine the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control Fj(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n for n integration parameters αl, determine the deviation of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points and n integration parameters from the nominal values ΔFj(αl) = Fj(αl) -Fj nom(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n determine the normalized values of the deviations of the integral estimates of the output signals of the controlled system for n integration parameters from the relation
Figure 00000005
 determine diagnostic features with n integration parameters from the relation:

Figure 00000006
Figure 00000006

по минимуму диагностического признака определяют топологический дефект.at the minimum of a diagnostic sign, a topological defect is determined.

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправной топологической связи блоков сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed method for finding a faulty topological connection of blocks is reduced to performing the following operations:

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых изменений топологических связей блоков m.1. As a dynamic system, consider a system consisting of randomly connected dynamic blocks, with the number of considered changes in the topological connections of blocks m.

2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.2. Pre-determine the control time T To ≥T PP , where T PP - the transition process of the system. The transient time is estimated for the nominal values of the parameters of the dynamic system.

3. Определяют n параметров, кратных 5/Tk, многократного интегрирования сигналов.3. Determine n parameters that are multiples of 5 / T k , multiple signal integration.

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

5. Предварительно определяют нормированные векторы

Figure 00000007
отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний топологических связей блоков каждой из m топологических связей блоков для номинальных состояний топологических связей блоков и n определенных выше параметров αl, для чего выполняют пункты 6-10.5. Predefined normalized vectors
Figure 00000007
deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of test deviations of the states of the topological links of the blocks of each of the m topological links of the blocks for the nominal states of the topological links of the blocks and n parameters α l defined above, for which points 6-10

6. Подают входной сигнал x(t) (единичный ступенчатый, линейно возрастающий, прямоугольный импульсный и т.д.) на вход системы управления с номинальными характеристиками. Принципиальных ограничений на вид входного тестового воздействия предлагаемый способ не предусматривает.6. The input signal x (t) (unit step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) is fed to the input of a control system with nominal characteristics. The proposed method does not provide fundamental restrictions on the type of input test exposure.

7. Регистрируют реакцию системы ƒj ном(t), j=1,…, k на интервале t∈[0, ТК] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(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 к контрольных точек с весами

Figure 00000008
, для чего сигналы системы управления подают на первые входы k⋅n блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы
Figure 00000009
, выходные сигналы k⋅n блоков перемножения подают на входы k⋅n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов Fj ном(αl), j=1,…, k; l=1,…, n регистрируют.7. The reaction of the system ƒ j nom (t), j = 1, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points is recorded and the integral estimates of the output signals F j nom (α l ), j = 1 are determined , ..., k; l = 1, ..., n of the system. To do this, at the time of supplying a test signal to the input of the control system with nominal characteristics, the integration (at n parameters α l ) of the control system signals at each of the k control points with weights
Figure 00000008
why the control system signals are fed to the first inputs k⋅n of the multiplication blocks, exponential signals are fed to the second inputs of the multiplication blocks
Figure 00000009
, the output signals k⋅n of the multiplication blocks are fed to the inputs k⋅n of the integration blocks, the integration is completed at time T k , obtained by integrating the estimates of the output signals F j nom (α l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n is recorded.

8. Определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и каждого из n значений параметра интегрирования αl, полученные в результате каждого из m пробных отклонений состояний топологических связей, для чего поочередно изменяют состояние каждой топологической связи блоков динамической системы (например, из состояния «есть связь» в состояние «нет связи» или наоборот) и выполняют пункты 6 и 7 для одного и того же входного сигнала x(t). Полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждого из m пробных отклонений и каждого из n параметров интегрирования Pji(αl), j=1,…, k; i=1,…,m; l=1,…,n регистрируют.8. Determine the integral estimates of the model output signals for each of k control points and each of n values of the integration parameter α l , obtained as a result of each of m test deviations of the states of topological links, for which the state of each topological link of the blocks of the dynamic system is changed in turn (for example, from the state “there is a connection” to the state “no connection” or vice versa) and perform steps 6 and 7 for the same input signal x (t). Estimates of the output signals obtained as a result of integration for each of k control points, each of m test deviations, and each of n integration parameters P ji (α l ), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n is recorded.

9. Определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний топологических связей блоков динамической системы ΔPji(αl)=Pji(αl)-Fj ном(αl), j=1,…, k; i=1,…,m; l=1,…,n 9. The deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of the test deviations of the states of the topological connections of the blocks of the dynamic system ΔP ji (α l ) = P ji (α l ) -F j nom (α l ), j = 1, ..., k are determined ; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n

10. Определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей блоков по формуле

Figure 00000010
10. Determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the output signals of the model obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological links of the blocks by the formula
Figure 00000010

11. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t).11. Replace the system with the rated characteristics controlled. A similar test signal x (t) is supplied to the system input.

12. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования Fj ном(αl), j=1,…,k; l=1,…,n, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.12. Determine the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control points and n integration parameters F j nom (α l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n, performing the operations described in paragraphs 6 and 7 in relation to the controlled system.

13. Определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fj ном(αl), j=1,…,k; l=1,…,n.13. The deviations of the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control points and n integration parameters from the nominal values ΔF j (α l ) = F j (α l ) -F j nom (α l ), j = 1, ..., k are determined ; l = 1, ..., n.

14. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы по формуле

Figure 00000011
14. The normalized values of the deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system are calculated by the formula
Figure 00000011

15. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправности (при n параметрах интегрирования) по формуле

Figure 00000012
15. Calculate the diagnostic signs of a malfunction (with n integration parameters) by the formula
Figure 00000012

16. По минимуму значения диагностического признака определяют топологический дефект.16. At a minimum, the values of a diagnostic feature determine a topological defect.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска топологического дефекта для системы, структурная схема которой представлена на чертеже (см. чертеж. Структурная схема объекта диагностирования).Consider the implementation of the proposed method for searching for a topological defect for a system whose structural diagram is shown in the drawing (see drawing. Structural diagram of the diagnostic object).

Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:

Figure 00000013
Figure 00000013

номинальные значения параметров: T1=5 с; k1=l; k2=1; Т2=1 с; k3=1; Т3=5 с. При поиске топологического дефекта в виде обрыва или появления связи между структурными блоками, путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегрального преобразования сигналов для параметров α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5, а также времени контроля Тк=10 с получены значения диагностических признаков на основе пробных отклонений состояний топологической связи при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков.nominal values of parameters: T 1 = 5 s; k 1 = l; k 2 = 1; T 2 = 1 s; k 3 = 1; T 3 = 5 s. When searching for a topological defect in the form of a break or the appearance of a connection between structural blocks, by supplying a step test input signal of unit amplitude and integral signal conversion for parameters α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5, as well as the monitoring time Т к = 10 s, the values of diagnostic signs were obtained on the basis of test deviations of the topological connection states using three control points located at the outputs of the blocks.

Моделирование процессов поиска топологического дефекта в виде обрыва связи между первым и вторым блоками приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (1): J1=0, J2=0.7795 (обрыв связи между вторым и третьим блоком), J3=0.8141 (обрыв связи между третьим и первым блоком). Различимость дефекта: ΔJ=J2-J1=0.7795.Modeling the search for a topological defect in the form of a break in the connection between the first and second blocks leads to the calculation of diagnostic features with three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to the formula (1): J 1 = 0, J 2 = 0.7795 (communication break between the second and third block), J 3 = 0.8141 (communication break between the third and first block). Distinguishability of the defect: ΔJ = J 2 -J 1 = 0.7795.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия топологического дефекта между первым и вторым блоками при одном параметре интегрирования α=0.5 как в прототипе (Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений: пат. 2541857 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С.- №2013149468/08; заявл. 06.11.2013; опубл. 16.01.2015. Бюл. №5): J1=0, J2=0.7499, J3=0.7847. Различимость дефекта ΔJ= J2-J1=0.7499.For comparison, we present diagnostic signs of the presence of a topological defect between the first and second blocks with one integration parameter α = 0.5 as in the prototype (Method for troubleshooting in a continuous dynamic system based on the introduction of trial deviations: Pat. 2541857 Ros. Federation: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.S.- No. 2013149468/08; claimed 06.11.2013; publ. 01.16.2015. Bull. No. 5): J 1 = 0, J 2 = 0.7499, J 3 = 0.7847. Distinctness of the defect ΔJ = J 2 -J 1 = 0.7499.

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 топологического дефекта в виде обрыва связи между вторым и третьим блоками приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (1): J1=0.7795 (обрыв связи между первым и вторым блоком), J2=0, J3=0.07359 (обрыв связи между третьим и первым блоком). Различимость дефекта: ΔJ=J3-J2=0.07359.Modeling the search for a topological defect in the form of a break in the connection between the second and third blocks leads to the calculation of diagnostic features with three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to the formula (1): J 1 = 0.7795 ( break in communication between the first and second block), J 2 = 0, J 3 = 0.07359 (break in communication between the third and first block). Distinguishability of the defect: ΔJ = J 3 -J 2 = 0.07359.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия топологического дефекта между вторым и третьим блоками при одном параметре интегрирования α=0.5 как в прототипе (Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений: пат. 2541857 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013149468/08; заявл. 06.11.2013; опубл. 16.01.2015. Бюл. №5): J1=0.7499, J2=0, J3=0.0704. Различимость дефекта Δ=J3-J2=0.0704.For comparison, we present diagnostic signs of the presence of a topological defect between the second and third blocks with one integration parameter α = 0.5 as in the prototype (Method for troubleshooting in a continuous dynamic system based on the introduction of trial deviations: Pat. 2541857 Ros. Federation: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.S. - No. 2013149468/08; claimed 06.11.2013; published on January 16, 2015. Bull. No. 5): J 1 = 0.7499, J 2 = 0, J 3 = 0.0704. Distinctness of the defect Δ = J 3 -J 2 = 0.0704.

Моделирование процессов поиска топологического дефекта в виде обрыва связи между третьим и первым блоками приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (1): J1=0.8141 (обрыв связи между первым и вторым блоком), J2=0.07359 (обрыв связи между вторым и третьим блоком), J3=0. Различимость дефекта: ΔJ=J2-J3=0.07359.Modeling the processes of searching for a topological defect in the form of a break in the connection between the third and first blocks leads to the calculation of diagnostic features with three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to formula (1): J 1 = 0.8141 ( break in communication between the first and second block), J 2 = 0.07359 (break in communication between the second and third block), J 3 = 0. Distinguishability of the defect: ΔJ = J 2 -J 3 = 0.07359.

Для сравнения приведем диагностические признаки наличия топологического дефекта между третьим и первым блоками при одном параметре интегрирования α=0.5 как в прототипе (Способ поиска неисправностей в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений: пат. 2541857 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013149468/08; заявл. 06.11.2013; опубл. 16.01.2015. Бюл. №5): J1=0.7847, J2=0.0704, J3=0. Различимость дефекта ΔJ=J2-J3=0.0704.For comparison, we present diagnostic signs of the presence of a topological defect between the third and first blocks with one integration parameter α = 0.5 as in the prototype (Method for troubleshooting in a continuous dynamic system based on the introduction of trial deviations: Pat. 2541857 Ros. Federation: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.S. - No. 2013149468/08; claimed 06.11.2013; published on January 16, 2015. Bull. No. 5): J 1 = 0.7847, J 2 = 0.0704, J 3 = 0. Distinctness of the defect ΔJ = J 2 -J 3 = 0.0704.

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

Claims (6)

Способ поиска топологического дефекта в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений, основанный на том, что фиксируют число возможных неисправностей m, определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы, определяют параметр интегрального преобразования сигналов α, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0,TК], в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки сигналов, полученные для вещественных значений параметра интегрального преобразования α, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию объекта диагностирования ƒj(t), j=l, …, k и реакцию заведомо исправной системы ƒjном(t), j=l, …, k на интервале t∈[0,ТК] в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов исправной системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e-αt, путем подачи на первые входы k блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e-αt, выходные сигналы k блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате пробных отклонений топологических состояний каждой из m возможных связей, для чего поочередно для каждой возможной топологической связи динамических блоков системы вводят пробное отклонение состояния топологической связи и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждого из m пробных отклонений регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей блоков динамической системы, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек для параметра α, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы, определяют диагностические признаки, по минимуму диагностического признака определяют топологический дефект, отличающийся тем, что определяют n параметров интегрирования сигналов
Figure 00000014
, кратных
Figure 00000015
, в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки, полученные для n вещественных значений
Figure 00000014
, и определяют интегральные оценки выходных сигналов
Figure 00000016
, j=1, …, k;
Figure 00000017
системы, для чего в момент подачи тестового сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек для n параметров интегрирования с весами
Figure 00000018
,
Figure 00000017
, путем подачи на первые входы k·n блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальные сигналы
Figure 00000018
,
Figure 00000017
, выходные сигналы k·n блоков перемножения подают на входы k·n блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Тк, полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов
Figure 00000016
, j=1, …, k;
Figure 00000017
регистрируют, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и n параметров интегрирования, полученные в результате пробных отклонений топологических состояний каждой из m контролируемых связей, для чего поочередно для каждой контролируемой топологической связи динамических блоков системы вводят пробное отклонение состояния топологической связи и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для n параметров
Figure 00000014
и тестового сигнала x(t), полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждого из m пробных отклонений и каждого из n параметров интегрирования
Figure 00000019
, j=1, …, k; i=1, …, m;
Figure 00000017
регистрируют, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей блоков динамической системы
Figure 00000020
, j=1, …, k; i=1, …, m;
Figure 00000017
, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате пробных отклонений состояний соответствующих топологических связей из соотношения
Figure 00000021
,A method for searching for a topological defect in a continuous dynamic system based on the introduction of test deviations, based on the fact that the number of possible faults m is fixed, the monitoring time T K ≥T PP is determined, where T PP is the transient time of the system, the integral signal conversion parameter α is determined, use a test signal on the interval t∈ [0, T K ], as the dynamic characteristics of the system use integral signal estimates obtained for real values of the integral transformation parameter α , fix the number k of control points of the system, record the reaction of the diagnostic object ƒ j (t), j = l, ..., k and the reaction of a known-good system ƒ jnom (t), j = l, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points, determine the integral estimates of the output signals of a working system, for which at the time of supplying a test signal to the input of a system with nominal characteristics, integration of the output signals of the control system at each of k control points with weights e -αt is started by feeding the first inputs of k blocks of multiplication output control system signals to the second inputs of multiplying units fed exponential signal e -αt, output signals k multiplying unit is supplied to the inputs k of integration blocks, integration is completed at time T k obtained by integrating the evaluation of the output signals recorded determine integral evaluation of the output signals models for each of k control points obtained as a result of trial deviations of the topological states of each of the m possible connections, for which, for each possible t of the logical connection of the dynamic blocks of the system, a test deviation of the topological communication state is introduced and integral estimates of the system output signals for the parameter α and the test signal x (t) are found, obtained by integrating the output signal estimate for each of the k control points and each of the m test deviations, determine the deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological links of the blocks of the dynamic system, normalized deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of test deviations of the states of the corresponding topological connections are assigned; for parameter α, the deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal value are determined GOVERNMENTAL values, normalized values determined deviations integral estimates of the output signals controlled system is determined diagnostic symptoms, by determining a minimum diagnostic feature topological defect, characterized in that the determined parameter n of integration of signals
Figure 00000014
multiples
Figure 00000015
, as the dynamic characteristics of the system use integral estimates obtained for n real values
Figure 00000014
, and determine the integrated estimates of the output signals
Figure 00000016
, j = 1, ..., k;
Figure 00000017
systems, for which, at the time of supplying a test signal to the input of a system with nominal characteristics, they simultaneously begin integrating the output signals of the control system in each of k control points for n integration parameters with weights
Figure 00000018
,
Figure 00000017
, by applying to the first inputs k · n of the multiplication blocks the output signals of the control system, exponential signals are fed to the second inputs of the multiplying blocks
Figure 00000018
,
Figure 00000017
, the output signals k · n of the multiplication blocks are fed to the inputs k · n of the integration blocks, the integration is completed at time T k , obtained by integrating the estimates of the output signals
Figure 00000016
, j = 1, ..., k;
Figure 00000017
register, determine the integral estimates of the model output signals for each of k control points and n integration parameters obtained as a result of test deviations of the topological states of each of the m controlled connections, for which, for each controlled topological connection of the dynamic blocks of the system, a test deviation of the state of the topological connection is introduced and find integral estimates of the system output signals for n parameters
Figure 00000014
and test signal x (t) obtained by integrating the estimates of the output signals for each of k control points, each of m test deviations, and each of n integration parameters
Figure 00000019
, j = 1, ..., k; i = 1, ..., m;
Figure 00000017
register, determine the deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological connections of the blocks of the dynamic system
Figure 00000020
, j = 1, ..., k; i = 1, ..., m;
Figure 00000017
, determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the output signals of the model, obtained as a result of trial deviations of the states of the corresponding topological relationships from the relation
Figure 00000021
, определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования
Figure 00000022
, j=1, …, k;
Figure 00000017
,determine the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control points and n integration parameters
Figure 00000022
, j = 1, ..., k;
Figure 00000017
, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений
Figure 00000023
, j=1, …, k;
Figure 00000017
,the deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points and n integration parameters from the nominal values are determined
Figure 00000023
, j = 1, ..., k;
Figure 00000017
, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы из соотношения:
Figure 00000024
,determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system from the ratio:
Figure 00000024
, определяют диагностические признаки из соотношения:
Figure 00000025
, i=1, …, m, determine diagnostic signs from the ratio:
Figure 00000025
, i = 1, ..., m, по минимуму диагностического признака определяют топологический дефект.at the minimum of a diagnostic sign, a topological defect is determined.
RU2016115443A 2016-04-20 2016-04-20 Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction RU2616512C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115443A RU2616512C1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115443A RU2616512C1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616512C1 true RU2616512C1 (en) 2017-04-17

Family

ID=58642649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115443A RU2616512C1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616512C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
EP0969341A2 (en) * 1998-07-01 2000-01-05 Adaptive Audio, Inc. Method and apparatus for dynamical system analysis
RU2435189C2 (en) * 2009-06-23 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in dynamic system
RU2473106C1 (en) * 2012-02-28 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units in dynamic 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

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
EP0969341A2 (en) * 1998-07-01 2000-01-05 Adaptive Audio, Inc. Method and apparatus for dynamical system analysis
RU2435189C2 (en) * 2009-06-23 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in dynamic system
RU2473106C1 (en) * 2012-02-28 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of finding faulty units in dynamic 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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20190101908A1 (en) Plant abnormality detection method and system
RU2541857C1 (en) Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations
RU2429518C1 (en) Method of fault finding in continuous system dynamic unit
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2528135C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete dynamic system
CN103608815B (en) Method and diagnostic system for supporting the controlled fault detection in technical systems
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
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
RU2464616C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
RU2616512C1 (en) Method of searching topological defect in continuous dynamic system based on trial deviations introduction
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2680928C1 (en) Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic 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
RU2486568C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2580405C1 (en) Method for troubleshooting dynamic block in a continuous system based on sensitivity functions
RU2579543C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input
RU2506622C1 (en) Method of finding faulty units in discrete dynamic system

Legal Events

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

Effective date: 20180421