RU2719747C1 - Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function - Google Patents

Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function Download PDF

Info

Publication number
RU2719747C1
RU2719747C1 RU2019115726A RU2019115726A RU2719747C1 RU 2719747 C1 RU2719747 C1 RU 2719747C1 RU 2019115726 A RU2019115726 A RU 2019115726A RU 2019115726 A RU2019115726 A RU 2019115726A RU 2719747 C1 RU2719747 C1 RU 2719747C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output signals
estimates
signs
integral
model
Prior art date
Application number
RU2019115726A
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 RU2019115726A priority Critical patent/RU2719747C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719747C1 publication Critical patent/RU2719747C1/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: physics.SUBSTANCE: invention relates to the diagnosis of automatic control systems. In the method of searching for a faulty unit in a continuous dynamic system, based on the sensitivity function, signs of integral estimates of output signals of the model are determined, which are obtained as a result of the structural function of sensitivity of each of the corresponding units. Elements of the deviation vector of integral estimates of output signals of the model, obtained as a result of a structural function of sensitivity and a vector of signs of deviations of integral estimates, are compared in pairs. Elements of inversion of sign vector of integral estimates of model output signals, obtained as a result of structural function of sensitivity and a vector of signs of deviations of integral estimates are matched. Binary diagnostic features are calculated, the unit value of which is used to define a structural unit with a defect.EFFECT: reduced hardware and software costs.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 на основе введения пробных отклонений (Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе введения пробных отклонений: пат. 2676365 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.С. - №2018107521; заявл. 28.02.2018; опубл. 28.12.2018, Бюл. №1).There is a method of searching for a faulty block in a continuous dynamic system based on the introduction of test deviations (Method for finding a faulty block in a continuous dynamic system based on the introduction of test deviations: Pat. 2676365 Russian Federation. IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.S. - No. 2018107521; claimed 02.28.2018; publ. 12.28.2018, Bull. No. 1).

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 неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе функции чувствительности (Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе функции чувствительности: пат. 2680928 Рос. Федерация: МПК7 G05B 23/02 (2006.01) / Шалобанов С.В., Шалобанов С.С. - №2018111888; заявл. 02.04.2018; опубл. 28.02.2019, Бюл. №7).The closest technical solution (prototype) is a method for finding a faulty unit in a continuous dynamic system based on a sensitivity function (Method for finding a faulty block in a continuous dynamic system based on a sensitivity function: Pat. 2680928 Russian Federation. IPC 7 G05B 23/02 (2006.01) / Shalobanov S.V., Shalobanov S.S. - No. 2018111888; claimed. 04/02/2018; publ. 02/28/2019, Bull. No. 7).

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 unit of the system.

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

Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной системы ƒj ном(t), j=1, …, k на интервале t∈[0, TK] в k контрольных точках, и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj 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 е-αt где

Figure 00000001
, путем подачи на первые входы k блоков перемножения сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал е-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, фиксируют число m блоков системы, определяют интегральные оценки выходных сигналов модели для каждой из k контрольных точек и каждой из m моделей с функциями структурной чувствительности для каждого из m блоков динамической системы, для чего соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели определяют вход контролируемого блока, соединяют выход первой модели со входом второй, входом второй модели становится выход контролируемого блока, 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 совмещенных моделей со структурной функцией чувствительности Vji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют, определяют знаки интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности каждого из соответствующих блоков sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m, замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный входной сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k для параметра интегрирования α, определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений ΔFj(α)=Fj(α)-Fj ном(α), j=1, …, k, определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений sign(ΔFj(α)), j=1, …, k, затем производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности каждого из соответствующих блоков из соотношения sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔFj(α)), j=1, …, k по формуле:The problem is achieved by first 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, for which, at the time of input of the input signal to the input of the system with nominal characteristics, the integration of the control system signals at each of k control points with weights e -αt starts simultaneously
Figure 00000001
, by applying the control system signals to the first inputs k of the multiplication blocks, the exponential signal e -αt is supplied to the second inputs of the multiplying blocks, the output signals of the multiplying blocks 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 the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k are recorded, the number m of system blocks is fixed, the integral estimates of the model output signals for each of k control points and each of m models with structural functions are determined sensitivity for each of the m blocks of the dynamic system, for which two models are connected: the test signal x (t) is fed to the input of the first model, the input of the controlled block is determined by the output of the first model, the output of the first model is connected to the input of the second, the output of the second model becomes the output of the controlled block, find the integrated estimates of the system output signals for 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 combined firs sensitivity with structural function V ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m register, determine the signs of the integrated estimates of the output signals of the model, obtained as a result of the structural sensitivity function of each of the corresponding blocks sign (V ji (α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, replace the system with the nominal characteristics of the controlled one, apply the same input signal x (t) to the input of the system, determine the integral estimates of the 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 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 are determined, the signs of the deviations of the integral estimates of the output signals of the controlled system for k control points from nominal s beginnings sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k, then perform the operation of pairwise comparing the elements of the vector of signs of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of the structural sensitivity function of each of the corresponding blocks from the relation sign (V 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 00000002
Figure 00000002

Поскольку операция

Figure 00000003
есть операция эквивалентности, то выражение (1) принимает значение 1 только в том случае, когда все элементы векторов sign(Vji(α)), j=1, …, k. и sign(ΔFj(α)), j=1, …, k для каждой контрольной точки попарно равны.Since the operation
Figure 00000003
is an equivalence operation, then expression (1) takes the value 1 only if all elements of the vectors sign (V ji (α)), j = 1, ..., k. and sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k for each control point are pairwise equal.

Затем производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора структурной функции чувствительности для i-го блока inv(sign(Vji(α))), j=1, …, k; i=1, …, m и вектора знаков отклонений интегральных оценок sing(ΔFj(α)), j=1,…, k по формуле:Then, the operation of pairwise comparing the elements of the inversion of the vector of the structural function of the sensitivity for the ith block inv (sign (V ji (α))), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m and the vector of signs of deviations of the integral estimates sing (ΔF j (α)), j = 1, ..., k according to the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Поскольку операция

Figure 00000003
есть операция эквивалентности, то выражение (2) принимает значение 1 только в том случае, когда все элементы векторов inv(sign(Vji(α))), j=1, …, k. и sign(ΔFj(α)), j=1, …, k для каждой контрольной точки попарно равны.Since the operation
Figure 00000003
is an equivalence operation, then expression (2) takes the value 1 only if all elements of the vectors inv (sign (V ji (α))), j = 1, ..., k. and sign (ΔF j (α)), j = 1, ..., k for each control point are pairwise equal.

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

Figure 00000005
Figure 00000005

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 функции чувствительности разных структурных блоков, 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 функции чувствительности разных структурных блоков. Инверсия вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате функции чувствительности разных структурных 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 as a result of the sensitivity function of different structural blocks, the second term of the formula (3) takes 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 values These are deviations of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of the sensitivity function of different structural blocks. The inversion of the vector of signs of deviations of the integrated estimates of the output signals of the model obtained as a result of the sensitivity function of different structural 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 a minus sign (for example a decrease in 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 структурного дефекта сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed method for searching for a structural defect is reduced to performing the following operations:

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

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 параметр интегрального преобразования сигналов из соотношения

Figure 00000006
.3. Determine the parameter of the integral signal conversion from the ratio
Figure 00000006
.

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 sign(Vi(α)), i=1, …, m, полученные в результате интегрирования функций чувствительности 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 deviations of the integrated estimates of the output signals of the model sign (V i (α)), i = 1, ..., m, obtained by integrating the sensitivity functions of the i-th block of each of m blocks for the nominal values of the parameters of the transfer functions of the blocks and the parameter α defined above, for which points 6-10 are performed.

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, TK] в k контрольных точках и определяют интегральные оценки выходных сигналов Fj ном(α), j=1, …, k системы. Для этого в момент подачи входного сигнала на вход системы управления с номинальными характеристиками одновременно начинают интегрирование выходных сигналов системы управления в каждой из k контрольных точек с весами е-αt, где

Figure 00000007
, для чего сигналы системы управления подают на первые входы к блоков перемножения, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал е-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.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, ..., k systems. For this, at the moment of supplying the input 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 00000007
why the control system signals are fed to the first inputs of the multiplication 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 estimates of the output signals F j nom (α), j = 1, ..., k are recorded.

8. Определяют интегральные оценки выходных сигналов модели чувствительности для каждой из k контрольных точек, полученные в результате использования структурной функции чувствительности каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока динамической системы соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход контролируемого блока, соединяют выход первой модели со входом второй, входом второй модели становится выход контролируемого блока, 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 совмещенных моделей со структурной функцией чувствительности Vji(α), j=1, …, k; i=1, …, m регистрируют.8. Integral estimates of the output signals of the sensitivity model for each of the k control points are determined, obtained as a result of using the structural sensitivity function of each of the m blocks, for which two models are connected in turn for each block of the dynamic system: a test signal x ( t), the output of the first model becomes the input of the controlled unit, connect the output of the first model with the input of the second, the input of the second model becomes the output of the controlled unit, 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 and each of m combined models with the structure sensitivity function V ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m are recorded.

9. Определяют знаки интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате использования структурной функции чувствительности по формуле9. Determine the signs of the integrated estimates of the model output signals obtained as a result of using the structural sensitivity function by the formula

sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m.sign (V ji (α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m.

10. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный входной сигнал x(t).10. Substitute a system with controlled ratings. A similar input signal x (t) is supplied to the system input.

11. Определяют интегральные оценки выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек Fj(α), j=1, …, k, осуществляя операции, описанные в пунктах 6 и 7 применительно к контролируемой системе.11. 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 in relation to the controlled system.

12. 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.12. 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 are determined.

13. Определяют знаки отклонений интегральных оценок выходных сигналов контролируемой системы для k контрольных точек от номинальных значений sign(ΔFj(α)), j=1, …, k.13. 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.

14. Производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной чувствительности i-го блока sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔFj(α)), j=1, …, k по формуле:

Figure 00000008
14. Perform the operation of pairwise comparison of the elements of the vector of signs of the integral estimates of the output signals of the model obtained as a result of the structural sensitivity of the i-th block of sign (V 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 00000008

15. Производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора знаков интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности i-го блока inv(sign(Vji-(α))), j=1, …, k; i=1, …, m и вектора знаков отклонений интегральных оценок sign(ΔFj(α)), j=1, …, k по формуле:

Figure 00000009
15. Perform the operation of pairwise comparison of the inversion elements of the vector of signs of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of the structural sensitivity function of the ith block inv (sign (V 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 00000009

16. Производят вычисление бинарных диагностических признаков из соотношения:16. Binary diagnostic features are calculated from the ratio:

Figure 00000010
Figure 00000010

17. По единичному значению бинарного диагностического признака определяют структурный блок с дефектом.17. The unit value of the binary diagnostic feature determines the structural unit with a defect.

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

Передаточные функции блока 1:

Figure 00000011
; блока 2:
Figure 00000012
; блока 3:
Figure 00000013
, номинальные значения параметров: Т1=5 с; k1=1; k2=1; Т2=1 с; k3=1; Т3=5 с. При поиске одиночного дефекта в виде отклонения постоянной времени Т1=4 с (дефект №1) в первом блоке путем подачи ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегральных преобразований сигналов для параметра α=0.5 и Тк=10 с получены значения бинарных диагностических признаков наличия дефекта по формуле (3) при использовании трех контрольных точек (КТ1, КТ2 и КТ3), расположенных на выходах блоков. Дефект, вычисленный по формуле (3), дает следующие значения бинарных диагностических признаков: J1=1;J2=0;J3=0.Transfer functions of block 1:
Figure 00000011
; block 2:
Figure 00000012
; block 3:
Figure 00000013
, nominal values of parameters: T 1 = 5 s; k 1 = 1; k 2 = 1; T 2 = 1 s; k 3 = 1; T 3 = 5 s. When searching for a single defect in the form of a deviation of the time constant T 1 = 4 s (defect No. 1) in the first block by supplying a step test input signal of unit amplitude and integral signal transformations for the parameter α = 0.5 and T to = 10 s, the values of binary diagnostic signs are obtained the presence of a defect according to formula (3) when using three control points (CT1, CT2 and CT3) located at the outputs of the blocks. The defect calculated by 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:Simulation 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 Т2 на 20%, дефект №2): J1=0, J2=1; J3=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 Т3 на 20%, дефект №3): J1=0; J2=0; J3=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 (5)

Способ поиска неисправного блока в непрерывной динамической системе на основе функции чувствительности, 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 00000014
, 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 е-αt, где
Figure 00000015
, путем подачи на первые входы k блоков перемножения выходных сигналов системы управления, на вторые входы блоков перемножения подают экспоненциальный сигнал е-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 использования функции структурной чувствительности каждого из m блоков динамической системы, для чего соединяют связью две модели: на вход первой модели подают тестовый сигнал x(t), выходом первой модели становится вход контролируемого блока, соединяют выход первой модели со входом второй, входом второй модели становится выход контролируемого блока, 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 совмещенных моделей со структурной функцией чувствительности Vji(α), j=1, …, k; i=1, …, m, регистрируют, вычисляют диагностические признаки наличия дефекта, отличающийся тем, что определяют знаки интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности каждого из соответствующих блоков sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m, производят операцию попарного сравнения элементов вектора знаков отклонений интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности i-го блока sign(Vji(α)), j=1, …, k; i=1, …, m, и вектора знаков отклонений интегральных оценок по формуле
Figure 00000016
,
The method of searching for a faulty block in a continuous dynamic system based on the sensitivity function, 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 transient time, the integral conversion parameter is determined signals from the ratio
Figure 00000014
, 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 to the input of the system with nominal characteristics simultaneously begin integration of the output signals of the control system in each of the k control points with weights e -αt , where
Figure 00000015
, by supplying the control system output signals to the first inputs of the multiplication blocks, the exponential signal e -t is supplied to the second inputs of the multiplication blocks, the output signals of the multiplication blocks are fed to the inputs of the integration blocks k, the integration is completed at time T k obtained by integration evaluation of the output signals SG F j (α), j = 1, ..., k, are recorded, the system is substituted with nominal characteristics of controlled, is fed to the input of the system a similar test signal x (t), define the integral estimates you -period signal controlled system for k checkpoint F j (α), j = 1, ..., k, for the parameter α, is determined deflection of integral estimates controlled system output signals for k of 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 using the structural sensitivity function of each of the m blocks of a dynamic system, for which two models: test signal is input to the first model l x (t), the output of the first model becomes the input of the controlled unit, connect the output of the first model with the input of the second, the input of the second model becomes the output of the controlled unit, and find the integral estimates of the system output signals for parameter α and the input signal x (t) obtained in the result of integrating the estimates of the output signals for each of k control points and each of m combined models with the structural sensitivity function V ji (α), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, register, calculate diagnostic signs of the presence of a defect, characterized in that they determine the signs of the integrated estimates of the model output signals obtained as a result of the structural sensitivity function of each of the corresponding blocks sign (V ji (α)), j = 1 , ..., k; i = 1, ..., m, 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 as a result of the structural sensitivity function of the i-th block sign (V ji (α)), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, and the vector of signs of the deviations of the integral estimates by the formula
Figure 00000016
,
производят операцию попарного сравнения элементов инверсии вектора знаков интегральных оценок выходных сигналов модели, полученные в результате структурной функции чувствительности i-го блока inv(sign(Vji(α))), j=1, …, k; i=1, …, m, и вектора знаков отклонении интегральных оценок по формуле perform the operation of pairwise comparison of the inversion elements of the vector of signs of the integral estimates of the model output signals obtained as a result of the sensitivity structure function of the ith block inv (sign (V ji (α))), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m, and the vector of signs of the deviation of the integral estimates by the formula
Figure 00000017
,
Figure 00000017
,
производят вычисление бинарных диагностических признаков:calculate binary diagnostic features:
Figure 00000018
, по единичному значению бинарного диагностического признака определяют структурный блок с дефектом.
Figure 00000018
, a unit value of a binary diagnostic feature determines the structural block with a defect.
RU2019115726A 2019-05-22 2019-05-22 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function RU2719747C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115726A RU2719747C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115726A RU2719747C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719747C1 true RU2719747C1 (en) 2020-04-22

Family

ID=70415529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115726A RU2719747C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719747C1 (en)

Citations (6)

* 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
JP2009290349A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Denso Corp Failure diagnosis system
RU2461861C1 (en) * 2011-10-04 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2676365C1 (en) * 2018-02-28 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
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

Patent Citations (6)

* 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
JP2009290349A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Denso Corp Failure diagnosis system
RU2461861C1 (en) * 2011-10-04 2012-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty module in continuous dynamic system
RU2661180C1 (en) * 2017-03-31 2018-07-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2676365C1 (en) * 2018-02-28 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
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

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
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
RU2528135C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2450309C1 (en) Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system
RU2439648C1 (en) Method to search for faulty block in dynamic 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
RU2676365C1 (en) Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations
RU2586859C1 (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
RU2613630C1 (en) Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations
RU2719747C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function
RU2541896C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs
RU2661180C1 (en) Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal
RU2506623C1 (en) Method of searching for faulty unit in discrete 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
RU2453898C1 (en) Method of detecting faulty units in dynamic system
RU2451319C1 (en) Method of searching for faulty module in dynamic system
RU2486568C1 (en) Method to search for faulty block in continuous dynamic system
RU2613402C1 (en) Search method of topological defects in continuous dynamic system based on sensitivity functions
RU2658547C1 (en) Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in input position