RU2661180C1 - Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal - Google Patents

Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal Download PDF

Info

Publication number
RU2661180C1
RU2661180C1 RU2017110980A RU2017110980A RU2661180C1 RU 2661180 C1 RU2661180 C1 RU 2661180C1 RU 2017110980 A RU2017110980 A RU 2017110980A RU 2017110980 A RU2017110980 A RU 2017110980A RU 2661180 C1 RU2661180 C1 RU 2661180C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output signals
estimates
input signal
integral
deviations
Prior art date
Application number
RU2017110980A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Шалобанов
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 RU2017110980A priority Critical patent/RU2661180C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661180C1 publication Critical patent/RU2661180C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: control systems; computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the diagnosis of automatic control. In the method for searching for a faulty block in a continuous dynamic system, based on the change in the position of the input signal, the number of blocks included in the system is recorded, control time is determined, integral signal conversion parameter is determined. Signs of deviations of integral estimates of the output signals of the model and the controlled system are also determined. Elements of the deviation marks vector of integral estimates of the output signals of the model are compared in pairs. Binary diagnostic features are calculated. Faulty structural block with a defect is determined using the unit value of the binary diagnostic feature.
EFFECT: hardware and computing costs are reduced.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.The invention relates to the field of monitoring and diagnosing automatic control systems and their elements.

Известен способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе (Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе: пат. 2461861 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2011140376/08; заявл. 04.10.2011; опубл. 20.09.2012, Бюл. №26).There is a method of searching for a faulty block in a continuous dynamic system (Method for finding a faulty block in a continuous dynamic system: Pat. 2461861 Russian Federation: IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov SS - No. 2011 140376/08; Decl. 04.10 .2011; publ. 09/20/2012, Bull. No. 26).

Недостатком этого способа является то, что он использует вычисление знаков передач сигналов от выходов блоков до контрольных точек.The disadvantage of this method is that it uses the calculation of the signs of the transmission of signals from the outputs of the blocks to the control points.

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 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2013144231/08; заявл. 01.10.2013; опубл. 10.09.2014, Бюл. №25).The closest technical solution (prototype) is a method for finding a faulty block in a continuous dynamic system based on a change in the position of the input signal (Method for finding a faulty block in a continuous dynamic system based on a change in the position of an input signal: Pat. 2528135 Russian Federation: IPC 7 G05B 23 / 02 (2006.01) / Shalobanov S.S. - No. 2013144231/08; application. 01.10.2013; publ. September 10, 2014, Bull. No. 25).

Недостатком этого способа является то, что он предполагает использование сложных диагностических признаков наличия дефекта в структурном блоке системы.The disadvantage of this method is that it involves the use of complex diagnostic signs of a defect in the structural block of the system.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение аппаратных и вычислительных затрат, связанных с реализацией вычисления диагностических признаков наличия дефекта.The technical problem to which this invention is directed is to reduce the hardware and computing costs associated with the implementation of the calculation of diagnostic signs of a defect.

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы ƒ j ном (t), j=1, …, k на интервале t∈[0,T K ] в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов F j ном (α), j=1, …, k системы, для чего в момент подачи входного сигнала на вход системы с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e -αt, где

Figure 00000001
, путем подачи на первые входы k блоков перемножения 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 F j ном (α), j=1, …, k регистрируют, фиксируют число m блоков системы, 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 динамической системы перемещают место подачи входного сигнала на выход каждого блока, подают через сумматор входной сигнал и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и входного сигнала x(t), полученные в результате 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 Y ji (α), j = 1, …, k; i = 1, …, m регистрируют, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков ΔY ji (α)=Y ji (α)-F j ном (α), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков singn(ΔY ji (α)), j=1, …, k; i=1, …, m, 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 F j (α), j=1, …, k для параметра интегрирования α, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для к контрольных точек от номинальных значений ΔF j (α)=F j (α)-F j ном (α), j=1, …, k, определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений sign(ΔF j (α)), j = 1, …, k.The task is achieved by pre-registering the reaction of a known-good system ƒ j nom (t), j = 1, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points, and determine the integral estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k of the system, which at the moment of supplying input to the input systems with nominal characteristics simultaneously begin integration control system signals in each of the control points k with weights e -αt, wherein
Figure 00000001
By supplying to the first inputs k multiplication control system signal blocks, the second inputs of multiplying the signal blocks supplied exponential 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 output signals SG F j (α), j = 1, ..., k is recorded, the number m is fixed system blocks define integral estimates signals output pattern for each of the control points k and m each of the input positions, floor chennye resulting change in position of the input signal after each of the m blocks, which in turn for each dynamic system block is moved place input signal supplied to the output of each unit is fed through the adder input signal and are integrated evaluation system outputs to the parameter α and the input signal x (t) obtained by integrating the estimates of the output signals for each of k control points and each of m models with different (fixed at the outputs of different blocks) input signal position Y ji (α), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m are recorded, the deformations of the integral estimates of the model output signals obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks Δ Y ji (α) = Y ji (α) - F j nom (α) are determined , j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m , determine the signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks singn (Δ Y ji (α)), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m , replace the system with the nominal characteristics of the controlled one, a similar test signal x (t) is fed to the input of the system, determine the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points F j (α), j = 1, ..., k for the integration parameter α, the deviations of the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values Δ F j (α) = F j (α) - F j nom (α), j = 1, ..., k are determined, determine signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values of sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k .

Затем производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков i-го блока sign(ΔY ji (α)), j=1, …, k; i=1, …, m и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔF j (α)), j=1, …, k, по формуле:Then pairwise comparison operation produce vector elements integral estimates signs deviations model output signals resulting from movement of the input position to position after each of the respective blocks i th block sign (Δ Y ji (α) ), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m and the vector of signs of deviations of the integral estimates sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k, according to the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

Поскольку операция ≡ есть операция эквивалентности, то выражение (1) принимает значение 1 только в том случае, когда все элементы векторов sign(ΔY ji (α)), j=1, …, k и sign(ΔF j (α)), j = 1, …, k для каждой контрольной точки попарно равны.Since the operation ≡ is an equivalence operation, expression (1) takes the value 1 only if all elements of the vectors sign (Δ Y ji (α)), j = 1, ..., k and sign (Δ F j (α) ), j = 1, ..., k for each control point are pairwise equal.

Затем производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора топологических связей i-го блока inv(sign(ΔY ji (α)), j=1, …, k; i=1, …, m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔF j (α)), j=1, …, k, по формуле:Then produce pairwise comparison operation element inversion vector topological relations i th block inv (sign (Δ Y ji ( α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, and the vector deviation marks integral sign changes ( Δ F j (α)), j = 1, ..., k , by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

Поскольку операция ≡ есть операция эквивалентности, то выражение (2) принимает значение 1 только в том случае, когда все элементы векторов inv(sign(ΔY ji (α))), j=1, …, k. и sign(ΔF j (α)), j=1, …, k, для каждой контрольной точки попарно равны.Since the operation ≡ is an equivalence operation, expression (2) takes the value 1 only if all elements of the vectors inv (sign (Δ Y ji (α))), j = 1, ..., k . and sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k , are equal in pairs for each control point.

Затем производят вычисление бинарных диагностических признаков из соотношения:Then produce the calculation of binary diagnostic features from the ratio:

Figure 00000004
Figure 00000004

Первое слагаемое формулы (3) принимает значение 1, если знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы от номинальных значений совпадают с элементами вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученных в результате перемещения позиции входного сигнала, второе слагаемое формулы (3) принимает значение 1, если знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы от номинальных значений совпадают с инвертированными элементами вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала. Инверсия вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков учитывает возможность проявления дефекта одного и того же блока как со знаком плюс (например увеличение значения параметра блока), так и со знаком минус (например уменьшение значения параметра блока).The first term of formula (3) takes the value 1 if the signs of the deviations of the integral estimates of the output signals of the controlled system from the nominal values coincide with the elements of the vector of signs of the deviations of the integral estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal, the second term of the formula (3) takes the value 1, if the signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system from the nominal values coincide with the inverted elements of the vector of signs of deviations th integral estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal. The inversion of the vector of signs of deviations of the integral estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks takes into account the possibility of a defect in the same block both with a plus sign (for example, an increase in the value of a block parameter) and with a minus sign (e.g. decreasing the value of a block parameter).

По единичному значению бинарного диагностического признака определяют структурный блок с дефектом.The unit value of the binary diagnostic feature determines the structural unit with a defect.

Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправного блока сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed method for finding a faulty unit is reduced to performing the following operations:

1. В качестве динамической системы рассматривают систему, состоящую из произвольно соединенных m динамических блоков.1. As a dynamic system, consider a system consisting of arbitrarily connected m dynamic blocks.

2. Предварительно определяют время контроля Т К Т ПП , где Т ПП - время переходного процесса системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.2. Pre-determine the monitoring time T To T PP , where T PP - the transition process of the system. Transient time is estimated for the nominal values of the parameters of the dynamic system.

3. Определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения

Figure 00000005
.3. Determine the parameter of the integral signal conversion from the ratio
Figure 00000005
.

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

5. Предварительно определяют векторы знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели sing(ΔY i (α)), i = 1, …, m, полученные в результате перемещения 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 6-10.5. Preliminarily determine the sign vectors of the deviations of the integrated estimates of the output signals of the model sing (Δ Y i (α)), i = 1, ..., m , obtained by moving the position of the input signal to the position after the i- th block of each of m blocks for nominal the values of the parameters of the transfer functions of the blocks and the parameter α defined above, for which paragraphs 6-10 are performed.

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.6. A test signal x (t) (unit step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) is supplied 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 ƒ j ном (t), j=1, …, k, на интервале t∈[0,Т К ] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов F j ном (α), j=1, …, k, системы. Для этого в момент подачи тестового сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами e -αt, где

Figure 00000006
, для чего сигналы системы управления подают на первые входы k блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал e -αt, выходные сигналы к блоков перемножения подают на входы k блоков интегрирования, интегрирование завершают в момент времени Т κ , полученные в результате интегрирования оценки выходных сигналов F j ном (α), j=1, …, k 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), j = 1 are determined , ..., k , systems. To do this, at the time of supplying a test signal to the input of the control system with nominal characteristics, the integration of the output signals of the control system at each of k control points with weights e -αt starts simultaneously
Figure 00000006
For which the control system signals are supplied to first inputs of multiplying the k blocks, the second inputs of multiplying the signal blocks supplied exponential e -αt, outputs to the multiplying unit is supplied to the inputs k of integration blocks, integration is completed at time T κ, obtained by integrating the estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k are recorded.

8. Определяют интегральные оценки выходных сигналов 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 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 интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с перемещенной позицией входного сигнала Y ji (α), j=1, …, k; i=1, …, m, регистрируют.8. Integral estimates of the model output signals for each of k control points are determined, obtained as a result of moving the position of the input signal to the position after each of m blocks, for which, for each block of the dynamic system, the position of the input signal is transferred to the output of the block, fed through the input adder signal and perform paragraphs 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 and each of m models with a displaced position of the input signal Y ji (α), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m , register.

9. Определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала со входа на позицию после каждого из соответствующих блоков ΔY ji (α) = Y ji (α)-F j ном (α), j=1, …, k; i=1, …, m.9. Determine the deformations of the integral estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal from the input to the position after each of the corresponding blocks Δ Y ji (α) = Y ji (α) - F j nom (α), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m .

10. Определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков sign(ΔY ji (α)), j=1, …, k; i=1, …, m.10. Determine the signs of deviations of the integrated estimates of the model output signals obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks sign (Δ Y ji (α)), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m .

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 F j (α), j=1, …, k, 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 F j (α), j = 1, ..., k, performing the operations described in paragraphs 6 and 7 with respect to the controlled system.

13. Определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔF j (α) = F j (α)-F j ном (α), j=1, …, k.13. The deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values Δ F j (α) = F j (α) - F j nom (α), j = 1, ..., k are determined .

14. Определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений sign(ΔF j (α)), j=1, …, k.14. Determine the signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values of sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k .

15. Производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала i-го блока sign(ΔY ji (α)), j=1, …, k; i =1, …, m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔF j (α)), j=1, …, k, по формуле:15. Perform the operation of pairwise comparing the elements of the vector of the signs of the deviations of the integral estimates of the output signals of the model, obtained by changing the position of the input signal of the i- th block sign (Δ Y ji (α)), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m , and the vector of signs of deviations of the integral estimates sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k , according to the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

16. Производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала i-го блока inv(sign(ΔY ji (α))), j=1, …, k; i=1, …, m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔF j (α)), j=1, …, k, по формуле:16. The operation of pairwise comparing the elements of the inversion of the vector of signs of deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of changing the position of the input signal of the i- th block inv (sign (Δ Y ji (α))), j = 1, ..., k ; i = 1, ..., m , and the vector of signs of deviations of the integral estimates sign (Δ F j (α)), j = 1, ..., k , according to the formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

17. Производят вычисление бинарных диагностических признаков из соотношения:17. Perform the calculation of binary diagnostic features from the ratio:

Figure 00000009
Figure 00000009

18. По единичному значению бинарного диагностического признака определяют структурный блок с дефектом.18. The unit value of the binary diagnostic feature determines the structural unit with a defect.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефекта для системы, структурная схема которой представлена на рисунке (см. фиг. Структурная схема объекта диагностирования).Consider the implementation of the proposed method for finding a defect for a system whose structural diagram is shown in the figure (see. Fig. The structural diagram of the diagnostic object).

Передаточные функции блоков:Transfer functions of blocks:

Figure 00000010
;
Figure 00000011
;
Figure 00000012
,
Figure 00000010
;
Figure 00000011
;
Figure 00000012
,

номинальные значения параметров: k 1 =1; T 1 =5 с; k 2 =1; Т 2 =1 с; k 3 =1; Т 3 =5 с. nominal values of the parameters: k 1 = 1; T 1 = 5 s; k 2 = 1; T 2 = 1 s; k 3 = 1; T 3 = 5 s.

При поиске одиночного дефекта в виде отклонения постоянной времени Т 1 =4с (дефект №1) в первом звене путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегральных оценок сигналов для параметра α=0.5 и Т κ =10 с получены значения бинарных диагностических признаков наличия дефекта по формуле (3) при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков. Дефект, вычисленный по формуле (3), дает следующие значения бинарных диагностических признаков: J 1 =1; J 2 =0; J 3 =0.When searching for a single defect in the form of a deviation of the time constant T 1 = 4s (defect No. 1) in the first link by supplying a step test input signal of unit amplitude and integral signal estimates for the parameter α = 0.5 and T κ = 10 s , the values of binary diagnostic signs of presence defect according to the formula (3) when using three control points located at the outputs of the blocks. The defect calculated by the formula (3) gives the following values of binary diagnostic features: J 1 = 1; J 2 = 0; J 3 = 0 .

Моделирование процессов поиска дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования, при том же параметре интегрирования α и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения бинарных указателей:Modeling of the defect search processes in the second and third blocks for a given diagnostic object, with the same integration parameter α and with a single step input signal, gives the following values of binary pointers:

При наличии дефекта в блоке №2 (в виде уменьшения параметра Т 2 на 20%, дефект №2): J 1 =0; J 2 =1; J 3 =0.If there is a defect in block No. 2 (in the form of a decrease in the parameter T 2 by 20%, defect No. 2): J 1 = 0; J 2 = 1; J 3 = 0 .

При наличии дефекта в блоке №3 (в виде уменьшения параметра Т 3 на 20%, дефект №3): J 1 =0; J 2 =0; J 3 =1.If there is a defect in block No. 3 (in the form of a decrease in the parameter T 3 by 20%, defect No. 3): J 1 = 0; J 2 = 0; J 3 = 1 .

Единичное значение бинарного диагностического признака во всех случаях правильно определяет дефектный блок.The single value of the binary diagnostic feature in all cases correctly determines the defective block.

Claims (9)

Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе смены позиции входного сигнала, основанный на том, что фиксируют число блоков m, входящих в состав системы, определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса системы, определяют параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения
Figure 00000013
, используют тестовый сигнал на интервале t∈[0, TК], в качестве динамических характеристик системы используют интегральные оценки сигналов, полученные для вещественных значений параметра α, фиксируют число k контрольных точек системы, регистрируют реакцию объекта диагностирования и реакцию заведомо исправной системы ƒj ном(t), j=1, …, k на интервале t∈[0, ТK] в k контрольных точках, определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k 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, где
Figure 00000014
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 Fj ном(α), j=1, …, k, регистрируют, 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 Fj(α), j=1, …, k для параметра α, определяют отклонения интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, …, k, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек, полученные в результате смены позиции входного сигнала на позицию после каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы перемещают позицию входного сигнала на позиции после каждого рассматриваемого блока, подают туда через сумматор входной сигнал x(t) и находят интегральные оценки выходных сигналов системы для параметра α и входного сигнала x(t), полученные в результате 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, определяют деформации интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков ΔYji(α)=Yji(α)-Fj ном(α), j=1, …, k; i=1, …, m,
A method for finding a faulty block in a continuous dynamic system based on a change in the position of the input signal, based on the fact that the number of blocks m that are part of the system is fixed, the monitoring time T K ≥T PP is determined, where T PP is the system transition time, the parameter is determined integral signal conversion from the ratio
Figure 00000013
, use a test signal on the interval t∈ [0, T K ], use the integral signal estimates obtained for real values of the parameter α as the dynamic characteristics of the system, fix the number k of control points of the system, record the reaction of the diagnostic object and the reaction of a known-good system ƒ j nom (t), j = 1, ..., k on the interval t∈ [0, T K ] at k control points, determine the integral estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k of a working system, for which at the time of the test signal at the input of the system with nominal characteristics simultaneously begin integration of the output signals of the control system in each of k control points with weights e -αt , where
Figure 00000014
by supplying the output signals of the control system to the first inputs k of the multiplying units, the exponential signal e -αt is supplied to the second inputs of the multiplying units, the output signals of the multiplying units are fed to the inputs of the integration blocks k, the integration is completed at time T to , obtained as a result of integration of the estimate output signals F j nom (α), j = 1, ..., k, 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 integral output estimates data of the controlled system for k control points F j (α), j = 1, ..., k for parameter α, the deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values ΔF j (α) = F j (α ) -F j nom (α), j = 1, ..., k, determine the integral estimates of the model output signals for each of the k control points obtained by changing the position of the input signal to the position after each of the m blocks, for which each unit of the dynamic system move the position of the input signal at position n after each block under consideration, the input signal x (t) is fed through the adder there and the integral estimates of the system output signals for the parameter α and the input signal x (t) are obtained by integrating the estimates of the output signals for each of k control points and each of m models with a shifted input signal position Y ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m register, determine the deformation of the integral estimates of the output signals of the model obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks ΔY ji (α) = Y ji (α) -F j nom (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m,
отличающийся тем, что определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате перемещения позиции входного сигнала на позицию после каждого из соответствующих блоков:characterized in that the signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the model are determined, obtained by moving the position of the input signal to the position after each of the corresponding blocks: sign(ΔYji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m, определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений sign(ΔFj(α)), j=1, …, k, производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала i-го блока sign(ΔYji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔFj(α)), j=1, …, k, по формуле:sign (ΔY ji (α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, determine the signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the controlled system for k control points from the nominal values of sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k, perform the operation of pairwise comparing the elements of the vector of signs of the integral deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of a change in the position of the input signal of the ith block sign (ΔY ji (α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, and the vector of signs of deviations of the integral estimates sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k, according to the formula:
Figure 00000015
, i=1, …, m,
Figure 00000015
, i = 1, ..., m,
производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате смены позиции входного сигнала i-го блока inv(sign(ΔYji(α))), j=1, …, k; i=1, … m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔFj(α)), j=1, …, k по формуле:perform the operation of pairwise comparing the elements of the inversion of the vector of signs of deviations of the integral estimates of the output signals of the model obtained by changing the position of the input signal of the i-th block inv (sign (ΔY ji (α))), j = 1, ..., k; i = 1, ... m, and the vector of signs of deviations of the integral estimates sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k according to the formula:
Figure 00000016
, i=1, …, m,
Figure 00000016
, i = 1, ..., m,
производят вычисление бинарных диагностических признаков из соотношения:calculate binary diagnostic features from the ratio:
Figure 00000017
, i=1, …, m,
Figure 00000017
, i = 1, ..., m,
по единичному значению бинарного диагностического признака определяют структурный блок с дефектом.the unit value of the binary diagnostic feature determines the structural unit with a defect.
RU2017110980A 2017-03-31 2017-03-31 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal RU2661180C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110980A RU2661180C1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110980A RU2661180C1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661180C1 true RU2661180C1 (en) 2018-07-12

Family

ID=62916906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017110980A RU2661180C1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661180C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719747C1 (en) * 2019-05-22 2020-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1324165A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Proteo S.p.A. Automatic system for determining the optimum strategy for controlling a complex industry system in particular for managing water supply networks by means of an ecosystem model
RU2429518C1 (en) * 2010-07-08 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of fault finding in continuous system dynamic unit
RU2464616C1 (en) * 2011-11-01 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2613402C1 (en) * 2016-04-12 2017-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Search method of topological defects in continuous dynamic system based on sensitivity functions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1324165A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-02 Proteo S.p.A. Automatic system for determining the optimum strategy for controlling a complex industry system in particular for managing water supply networks by means of an ecosystem model
RU2429518C1 (en) * 2010-07-08 2011-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of fault finding in continuous system dynamic unit
RU2464616C1 (en) * 2011-11-01 2012-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2613402C1 (en) * 2016-04-12 2017-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Search method of topological defects in continuous dynamic system based on sensitivity functions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719747C1 (en) * 2019-05-22 2020-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2429518C1 (en) Method of fault finding in continuous system dynamic unit
RU2435189C2 (en) Method of searching for faulty unit in dynamic system
RU2528135C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
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
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic system
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2461861C1 (en) Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2444774C1 (en) Method of searching for faulty module in discrete 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
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2661180C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2473105C1 (en) Method of detecting faults in units in continuous dynamic system
RU2680928C1 (en) Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
Sheptunov et al. Simulating reliability of the robotic system software on the basis of artificial intelligence
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2464616C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2579543C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system
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
RU2562429C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2658547C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in input position
RU2719747C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Legal Events

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

Effective date: 20190401