SU1596311A1 - Многоканальное устройство функционального контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано дл  технической диагностики динамических систем. Цель изобретени  - повышение достоверности функционального контрол . Устройство содержит источники эталонного сигнала, сумматоры, нормализаторы, нелинейные элементы, квадраторы, интеграторы, компараторы, временные дискриминаторы, генератор импульсов, делители частоты, триггеры, схемы совпадени , элементы И. Анализируемый сигнал с выхода сумматоров сжимаетс  в динамическом диапазоне адаптивным нормализатором в соответствии с динамическими диапазонами следующих за нормализатором контрольных узлов устройства, импульсные помехи подавл ютс  цифровыми фильтрами на временных дискриминаторах. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано дл  технической диагностики динамических систем.

Цель изобретени  - повышение достоверности функционального контрол .

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства; на фиг. 3 - схема временного дискриминатора; на фиг. .схема нормализатора} на фиг. 5 временные диаграммы работы устройства.

На фиг. 1 и 2 обозначены вход 1 (входной сигнал X(t), источники 2 эталонного сигнала Z(t), сумматоры 3, нормализаторы k, нелинейные элементы 5, квадраторы 6, интеграторы 7, источники 8 пороговых напр жений, компараторы 9, временные дискриминаторы 10, выходы 11 дискриминаторов 10, генератор 12 импульсов, делители

13 частоты, триггеры 1,, элемент ЯН 15, выходы 1б нормализаторов А, схемы 17 сравнени , элементы И 18 и пыходы 19 каналов.

Временной дискриминатор 10 образую .- (фиг. 3) элементы И-НЕ 20, элементы НЕ 21 и элемент И 22.

Нормализатор включает (фиг.)) .управл емый усилитель 23, детектор 2 модул , компараторы 25, элементы И 2б, реверсивный счетчик 27 и дешифратор 28,

В качестве источников 2 эталонны сигналов могут быть использованы динамические модели объекта контрол ,  вл ющиес  его функционально-топологическими аналогами,

Устройство работает следующим образом. 31 Классификаци  реакции контролиру мого динамического объекта X(t) по классам работоспособности, залаваемым эталонами Z(t)j осуществл етс  по величине меры близости S,- 1 f4;Cx(t) - Z,(t). где (. - оператор нелинейного преобразовани  в i-м канале контрол ; Tj - врем  анализа (накоплени  Нелинейное преобразование рассчи тываетс  дл  каждого из п параметро объекта контрол . Пусть оно имеет вид , t/, (t) A.R. (t) + + A.Rt(t)J, где A.-f - посто нные коэффициенты I (j 1, 2); R,(t) - нормализованный разност ный сигнал, R j(t) X(t) - Z i(t). Формирование сигнала R осуществ л етс  в сумматоре 3 на первый вход которого поступает сигнал X(t) с выхода контролируемого объекта, а на второй вход - сигнал Z . от источника . J. В нормализаторе разностный г сигнал R,. усиливаетс  управл емым усилителем 2J, передаточна  функци  которого может принимать га значений (фиг. k): W W(0)/D где VJ 0) - значение при N j 0; Nj - код на масштабном выходе нормализатора; D, - диапазон изменени  R., соответствующий единице «iСигнал R детектируетс  по абсо . лютной величине детектором 2 модул , на выходе которого имеетс  сигнал (via - передаточна  функци  детектора; : .. . R,i W(0) . Сигнал RA,- сравниваетс  с порогами , св занными соотношением R ,-j 0 fi компараторах 251 и 25,. Выходной сигнал усилител  23 с учетом мультипликативного характера работы нормализатора ., при котором R. R D , равен Wy(0)R,; ITNi При выполнении услови  высоким логическим уровнем с компаратора открываетс  элемент И 262, через который на инверсный счетный вход -1 счетчика 27 поступают импульсы TH от генератора 12 через делитель 13, частоты. Каждому состо нию счетчика 27 соответствует код N.на масштабных выходах 1б., преобразуемый дешифратором 28 в сигнал управлени  передаточной функцией усилител  23. Каждое переключение счетчика вызывает уменьшение передаточной функции усилител  и сигнала R о раз. Это происходит до выполнени  услови  14 - Г при которомоба элемента И 2б, и 2б закрыты. При переключении счетчика 27 в значение максимальной цифровой составл ю1чей , на т-м выходе дешифратора 28 по вл етс  управл ющий сигнал, который включает минимальную ступень усилени  усилител  23 и закрывает элемент И 26, предохран   нормализатор от циклического переключени  (неустойчивое состо ние) при сохранении усилови  (1). Такое состо ние сохран етс , пока не наступит выполнение услови  i т1 Ри котором открываетс  элемент И 2б, (высокий логический уровень на выходе компаратора 25 ,), пропускающий импульсы Т-, на пр мой счетный вход +1 счетчика 27 переключение которого вызывает увеличение передаточной функции усилител  23 и сигнала R в D раз. Переключение происходит до выполнени  услоВИЯ (2).„ При минимальном значении N- на первом выходе дешифратора 28 по вл етс  управл ющий сигнал, подключающий ступень максимального уси 5 лени  усилител  23 и закрывающий элемент И 2б , предохран   нормализатор от циклических переключений. Период повторени  Т выбирают больше времени, необходимого дл  од нократного переключени  всех элемен тоё нормализатора . . Нормализаци  исходного сигнала RJ эквивалентна дискретному масштаб ному динамическому преобразованию, сжимающему его динамический диапазон , причем с аналогового выхода снимае.с  нормализованный сигнал R , измен ющийс  в узком диапазоне значений, вьбранном в соответствии с динамическими диапазонами следующих за нормализатором k- элементов и параметров интегрировани  и сравнении узла оценки. Код N. снимаемы с выходов I6j, несет информацию о степени сжати . Коэффициенты делени  управл емых делителей 13 и 13j частоты определ ют соотношение Т, Т„ и Т,: Тц m,T;To(. Дл  задани  Тд, обычно выбирают самую большую посто нную времени в динамике контролируемого объекта (макс принимают TO, (3 - 5)Т Т.е. осуществл ют выбор т. В св зи с тем, что каждый i-й параметр () при фиксированном отк лонении измен ет выходной сигнал контролируемого объекта на вполне определенную величину, котора  хара теризуетс  функцией чувствительности glnX(t) din D(;

по вл етс  возможность упор дочить все множества параметров Ы; ) на функции чувствительности. В результате формируетс  упор доченный р д параметров и соответствую1ций ему упор доченный р д источников эталонного сигнала Z.{t), из которого наход т первый и последний члены этого р да, соответствующие минимальной и максимальной функции чувствительности . Пусть (фиг. 1) ими  вл ютс  Z ,(t) и ). На сумматоре формируетс  разностный сигнал

П + 1 Z(t) - Z ,(t), который посR

тупает на нормализатор k ,,. Формируема  на выходе 1б +, кодова  ком бинаци  N /, параллельно поступает на схемы 17 сравнени , где происм«

Л 1 1

(t)dt

Результат сравнени  на компараторах 9( меры близости S. (накопленное напр жение) с пороговым значением 5. (напр жени  источников 8.) в виде логического сигнала

S

логический ноль, если Sj

Oi

Claims (1)

1. логическа  единица, если S-, S поступает на основной вход временного дискриминатора 10. При этом логический ноль соответствует состо нию контролируемого объекта при допустимом значении i-ro динамического параметра, а логическа  единица при недопустимом. 16 ХОДИТ сравнение ее с соответствующими кодами, получаемыми из каналов контрол  каждого параметра. В случае совпадени  кодовых комбинаций (степеней сжати  динамических диа- пазонов) на выходах С- присутствуют высокие логические уровни, открывающие элементы И 18, через которые на в 1ходы 19,- проходит контрольна  информаци  с выходов 11j дискрими-. наторов 10,-. При несовпадении кодов из-за отказа элементов 2,, 3,- или 4,- происходит блокирование соответствующего элемента И 18 низким логическим уровнем С(, поскольку реализовано логическое выражение R ; С о(,- Таким образом, вводитс  дополнительна  блокировка, св занна  с достоверностью формировани  разностных сигналов и их нормализации. Кроме.. того, когда при исправных элементах 2-, 3; или 4 j происг.одит нзрушение работоспособности объекта, а следующие за нормализатором элементы имеют также неисправность, не позвол ющую накопить достаточное значение меры близости S-, блокируетс  прохождение ложной информации о.том, что в объекте нет нарушени  работоспособности . Выходной сигнал элемента 5 , R.(t) R {t)3 A,.R.f (с) + ) возводитс  p квадрат квадраторами 6,, а затем интегрируетс  на интервале Т интеграторами 7,-: Функционирование временного диск риминатора 10 происходит в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг. 5- В дискриминаторе 10 подавл ютс  импульсные помехи длительностью /jC, S где -с, f На синхровходы дискриминатора 10 поступают импульсные сигналы Q, Q, QI 2 Cl opмиpoвaнныe от импульсной последовательности Т триггерами (фиг. 1)t причем аf,. Импульсна  помеха в зависимости от ее временного расположени  подав л етс  в одном из RS-триггеров, при чем это положение может быть произвольным . Сигнал L,- по отношению к L j запаздывает на f . и не содержит импульсных помех, которые харак терны дл  объектов, йключающих источники силовых импульсных электромагнитных полей. Формула изобретени Многоканальное устройство функци нального контрол , содержащее в каж дом канале источник эталонного си|- нала, сумматор, нелинейный элемент, квадратор, интегратор и компаратор, вход устройства соединен с первыми входами сумматоров, в каждом канале еыход источника эталонного сигнала подключен к второму входу сумматора , выход нелинейного элемента соединен с входом квадратора, выход которого подключен к входу интегратора , выход которого соединен с вхо дом компаратора, отличаю ще е с   тем, что, с целью повышени  .достоверности контрол , устройство I содержит генератор импульсов, первый и второй триггеры и делители частоты, элемент HF., сумматор и нормализатор и в каждом канале нормализатор , временной дискриминатор, схему сравнени  и элемент И, выход генератора импульсов подключен к входам первого и второго делителей частоты, входу первого триггера и входу элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго триггера, выходы источников эталонного сигнала первого и последнего каналов соединены с входами сумматора устройства , выход которого подключен к информационному входу нормализатора, в.каждом канале выход сумматора подключен к информационному входу нормализатора, синхровход которого подключен .к выходу первого делител  частоты, информационный и масштабный выходы нормализатора каждого канала соединены с входом нелинейного элемента и первым входом схемы сравнени , выход которой подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с выходом канала, выход компаратора соединен с информационным входом временного дискриминатора , выход которого подключен к второму входу элемента И, выход второго делител  частоты соединен с установки начальных условий интеграторов каждого канала, пр мые и инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первого по четвертый синхровходами временного дискрими- натора каждого канала,- масштабный вь ;од нормализатора подключен к второму входу схемы сравнени  каждогф канала.

   Ц

   r

   Фаз. 4

   Фиг. 5