SU1446629A1 - Устройство дл моделировани технических систем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании технических систем и проектировании систем контрол . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства . Устройство содержит генераторы случайных сигналов 1 и 4 тактовых импульсов , блок 2 запуска, коммутатор 3, блоки 5 моделировани  системы контрол , 6 фиксации отказов и 7 регистрации . Раскрыто построение блоков моделировани  системы контрол , фиксации отказов и регистрации. Устройство обеспечивает моделирование, исследование и оптимизацию параметров систем контрол . 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

:&

Рд Ф

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании и проектировании систем контрол .с

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  исследовани  и оптимизации характеристик систем контрол .Ю

Исследование зависимости показателей достоверности контрол  от характеристик объектов и систем контрол  осуществл етс  методом статистических испытаний. При этом все врем  fs исследований 0 разбиваетс  на М периодов контрол  Т. Состо ние параметров объекта контрол  имитируетс  с помощью случайных напр жений, статистические законы распределени  которых20 соответствуют законам распределени  контролируемых параметров. С помощью образцовых средств определ етс  истинное состо ние объекта контрол  (исправен или неисправен) за каждый 25 период Т. В конце каждого периода контрол  производитс  цикл контрол  параметров объекта (продолжительностью с; ) с использованием модели системы контрол . Прин тые моделью зо системы контрол  решени  о годности или негодности объекта контрол  сравниваютс  с его истинным состо нием,и , родсчитываетс  число ошибок контрол  типа ложньш А и не обнаруженный В от- ,с каз за М циклов контрол . Оценки ве- . ро тности ложного ci и необнарзтаенно- го и отказов вычисл ют по формулам

2, А/М;

, В/М.40

Варьиру  число контролируемых параметров , законы их распределени , величины гарантируемых и контрольных допусков, точность используемых дЕ- средств измерений, исследуют вли ние . этих факторов на показатели достоверности контрол .

Задача оптимизации характеристик систем контрол  сводитс  к определе- ниш минимального числа контролируемых пapa eтpoв, номинальных контрольных допусков на них, максимального периода,контрол  и минимальной точности средств измерений, которые при заданных законах распред елени  конт- ролируемьпс параметров и заданных значени х гарантируемых допусков обеспечивают допустимые уровни веро тностей ложного и необнаруженного отказа .

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - схема блока моделировани  системы контрол ; на фиг.З - схема блока фиксации отказа; на фиг.4 - схема блока регистрации .

Устройство содержит генератор 1 случайных сигналов, блок 2 запуска, коммутатор 3, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 моделировани  системы контрол , блок 6 фиксации отказов и блок 7 регистрации.

Блок 5 содержит узлы формировани  установок 8.1-8.N, узлы 9.1-9.N сравнени  устройств, ключи 10.1-10.N и элемент ИЛИ I.

Блок 6 фиксации отказов служит дл  определени  истинного состо ни  объектов контрол  и содержит источники 12.1-12.N напр жений, узлы 13.1- 13.N сравнени  триггеры 14.I-14.N, элемент ИЛИ 15 и формирователь 6 импульсов .

Блок 7 регистрации содержит первый 17 и второй 18 элементы НЕ, .первый 19 и второй 20 элементы И, первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики.

Устройство работает следующим образом .

По комавде Пуск блок 2 обнул ет первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики в блоке 7 регистрации, подключает к выходам генератора 1 соответствующие входы блоков 5 и 6, а также запускает генератор 4 тактовьк импульсов. Слзгчайные напр жени  с заданными законами распределени  поступают на узлы 9.1-9,N и при превышении порога срабатывани , задаваемого узлами 8.1-8.N, вызывают срабатывание узлов сравнени  9.1-9.N. Если их ерабатывание совпадает по времени с продолжительностью импульса 3 генератора 4, то на выходах кпючей 10.1-10.N формируютс  импульсы продолжительностью не более , которые подаютс  на 1 входы элемента ИЛИ 11. На его выходе по вл етс  сигнал, если за врем  С сработает хот  бы один ключ, т.е. блок 5 в процессе цикла контрол  обнаружит отказ объекта контрол  и признает его негодным.

Одновременно случайные напр жени  поступают на узлы сравнени  i3.1-13.N блока 6 фиксации отказов. При превышении случайными напр жени ми порогов

31446629

срабатывани , задаваемых источниками

т

12,1-12.N напр жений .узлы 13,1-13.N сравнени  срабатывают и перевод т триггеры 14.1-14.N в единичное состо ние . Если хот  бы один триггер 14,1-14.N находитс  в единичном состо нии , то на выходе элемента ИЛИ 15 формируетс  сигнал, соответствующий неисправному состо нию объекта контрол . В конце цикла контрол  коротким импульсом с формировател  16 т-ри геры возвращаютс  в исходное (нулевое ) состо ние. Сигналы с элементов ИЛИ 11 и 15 поступают на первый и второй входы блока 7 регистрации,где с помощью первого 17 и второго 18 элементов НЕ, а также первого 19 и второго 20 элементов И ocyи ecтвл eт- с  их сравнение.

При единичном потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствующем рещению блока 5 Объект контрол  не годен, и нулевом потенциале на втором входе блока 7, соот- 25 нени  за счет уменьшени  стабильносветствующем факти усески исправному состо нию объекта контрол , на выходе первого элемента И 19 на врем  не более € по витс  высокий потенциал, сигнализирующий об ошибке контрол  тип а ложный отказ Первый счетчик 21 производит подсчет количества (А) ложных отказов за врем  исследований. При нулевом потенциале на первом входе блока 7 регистрации, соответствую- с данные значени  контрольных допусков, щем решению Объект контрол  годен. Затем, увеличива  период контрол , и единичном потенциале на втором входе блока 7, соответствующем фактичес- ки неисправному состо нию объекта контрол , на выходе второго элемента И 20 .на врем  не более t по витс  единичный потенциал, свидетельствующий об ошибке контрол  типа необнаруженный отказ Второй счет чик 22

наход т его максимальное значение, при котором веро тности ошибок контрол  не более допускаемых. 40 В режиме выбора состава контролируемых параметров задаютс : периодичность контрол , точность средств измерений и контрольные допуски. Затем определ етс  веро тность выхода кажосуществл ет подсчет количества В не- д дого параметра за пределы допуска. С обнаруженных отказов за врем  исследований . Третий -счетчик 23 фиксирует количество М циклов контрол  за врем  исследований.

При оптимизации характеристик сис- ifeM контрол  устройство дл  моделировани  технических систем может работать в следующих режимах: определени  номинальной точности измерени  и номинальных контрольных допусков на параметры; оптимизации периодичности контрол ; оптимизации состава контролируемых параметров.

этой целью выходы генератора 1 с помощью коммутатора 3 поочередно подключаютс  только к блоку 6 фиксации отказов, производ тс  испытани  и со gg второго счетчика 22 считываетс  число С.

Оценка веро тности выхода параметра за пределы гарантируемого допуска определ етс  по формуле

55

р„- с,/м.

Затем все выходы Уенератора 1 подключают к входам блоков 5 и 6 и, ис- ключа  последовательно параметры в j

Во всех режимах вначале производитс  установка исходных данных: законов распределени  параметров объек- та контрол  с помощью генератора 1 случайных сигналов; гарантируемых допусков на параь етры - с помощью источников 12.J-12.N напр жени . Затем производ тс  следующие операции.

В режиме определени  номинальной точности измерени  и номинальных контрольных допусков устанавливаетс  максимальна , в пределах быстродействи  устройства, частота следовани 

импульсов с генератора 4 тактовых импульсов при скважности, равной двум. С помощью коммутатора 3 к блокам 5 и 6 поочередно подключают выходы генератора 1 случайных сигналов и, измен   порог срабатывани  соответствующего узла сравнени , добиваютс  требуемого соотношени  между веро тност ми ложного и необнаруженного отказов . Затем, повыша  точность сравти порога срабатывани , добиваютс  требуемых значений веро тностей ошибок контрол ,

В режиме оптимизации периодичнос- 30 ти контрол  все выходы генератора I с помощью коммутатора 3 подключают к соответствующим входам блоков 5 и 6, устанавливают требуемые уровни точности узлов 9.9.N сравнени  и заданные значени  контрольных допусков, Затем, увеличива  период контрол ,

наход т его максимальное значение, при котором веро тности ошибок контрол  не более допускаемых. В режиме выбора состава контролируемых параметров задаютс : периодичность контрол , точность средств измерений и контрольные допуски. Затем определ етс  веро тность выхода дого параметра за пределы допуска. С

этой целью выходы генератора 1 с помощью коммутатора 3 поочередно подключаютс  только к блоку 6 фиксации отказов, производ тс  испытани  и со gg второго счетчика 22 считываетс  число С.

Оценка веро тности выхода параметра за пределы гарантируемого допуска определ етс  по формуле

55

р„- с,/м.

Затем все выходы Уенератора 1 подключают к входам блоков 5 и 6 и, ис- ключа  последовательно параметры в j

пор дке роста веро тности выхода их за пределы допуска путем отключени  от блока 5, определ ют минимальную совокупность параметров, обеспечивающих заданные показатели достоверности контрол .

Claims (2)

1. Устройство дл  моделировани  технических систем, содержащее генератор случайных сигналов, блок запуска , коммутатор, генератор тактовых импульсов и блок фиксации отказов, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора, а управл ющий вход - с выходом генератора тактовых импульсов, вход запуска которого и управл ющий вход коммутатора св заны с выходом блока запуска, вход которого Явл етс  входом запуска устройства, информационные входы коммутатора подключены к выходам генератора случайных сигналов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет исследовани  и оптимизации характеристик систем контрол .

в устройство введены блок моделирова-зо °Д которого служит выходом блока.

Нин системы контрол  и блок регистрации , первый вход которого соединен с выходом блока моделировани  системы контрол , информационные входы которого св заны с выходами коммутатора, второй вход блока регистрации подключен к выходу блока фиксац1-ш отказов, третий вход и управл ющий вход блока моделировани  системы контрол  соединены с выходом генератора тактовых импульсов, четвертый вход блока регистрации соединен с выходом блока запуска, -причем блок моделировани  системы контрол .содержит группу уз- iioB формировани  уставок, группу уз-

лов сравнени , группу ключей и зле- мент ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока моделировани  системы контрол , группа входов соединена с вькодами ключей, управл ющие входы которых служат управл ющим входом блока моделировани  системы контрол , а информационные входы св заны с выходами узлов сравнени , первые входы которых образуют информационные входы блока моделировани  системы контрол , а вторые входы подключены к выходам узлов формировани  уставок.

2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок фиксации отказов содержит группу источников напр жени , группу узлов сравнени , группу триггеров, элемент ИЛИ и

формирователь импульсов, вход которого  вл етс  управл ющим входом блока, ;а выход соединен с нулевыми входами триггеров, единичные входы которых - св заны с выходами узлов сравнени ,

первые входы которых служат информационными входами блока, а вторые входы подключены к выходам источников напр жени , пр мые выходы триггеров соединены с входами элемента ИЛИ, вы3 . Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок регистрации содержит первый и второй элементы НЕ, первый и второй элементы И и три счетчика, входы сброса которых соединены с четвертым входом блока, счетные входы первого и второго счетчиков св заны с выходами элементов И, первые входы которых и входы элементов НЕ  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока, вторые входы соединены с выходами элементов НЕ, а третьи входы и счетный вход третьего счетчика подключены к третьему входу блока.