SU773631A1 - Устройство дл определени оптимальных допусков и номиналов параметров электрорадиоэлементов - Google Patents

Description

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использо ,вании результату к пpeдлaгaeмo гy  вл етс  устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, блок формировани  управл ющих сигналов, распределитель опроса парал1етров модели, выходы которого через элементы коммутации подключены к соответствующим входам блока физической модели, выходом соединенного с первым входом .блока контрол  выходных параметров физической модели, блок пам ти отказов по параметрам, блок сдвиговых регистров, выходы которого подключены соответственно ко входу блока ин дикации состо ни  сдвиговых регистров и входу распределител  опроса парс1Метров модели, блок счетчиков формировани  допусковой области, блок регистров коррекции положени  допусковой области и блок выдачи команд проверки работоспособности, выходы которых и выход генератора тактовых импульсов соединены с соответствующими входами блока сдвиговых регистров , первые входы блока формировани  управл ющих сигналдв и блока пам ти отказов по параметрам подключены к выходу генератора тактовых импульсов а вторые входы - к выходу блока контрол  выходных параметров физической модели, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, входы блока, счетчиков фор жировани  допусковой области и блока выдачи команд проверки работоспособности подключены соответственно к первому и второму выходам блока формировани  управл ющих сигналов, третий выход которого соединен с первыг-- входом блока регистров коррекции положени  допусковой области, второй вход которого подключен к выходу блока, пам ти отказов по параметрам/соединенному третьим входом с выходом блока вьадачи команд проверки работоспособности .

Данное устройство осуществл ет регул рное формирование гиперкуба до .пусковой области, но в выпуклой области работоспособности. Регул рные же принципы используютс  дл  поиска начальной точки, проверки принадлежностц гиперкуба к области работоспособности и уточнени  в ней местополо: сени  оптимальной допусковой областц .г гиперкуба максимальных размеров . Поиск начальной, То е. первой работоспособной точки начинаетс  при значени х внутренних параметров модели схемы, соответствующих верхним границам диапазонов варьировани , и осуществл етс  одновременным уменьшением этих значений на величину одн го кванта до прекращени  отказов, С этого момента осуществл етс  формирование допусковой области. Гиперкуо формируетс  строго последователь1ным выращиванием (постепенным увеличением ) диагонали на величину всегд одного кванта. Момент выхода гиперкуба из области работоспособности контролируетс  .по влением отказа хот  бы в одной из его вершин, дл  чего ос тдествл етс  их последовательна  проверка при каждом увеличении размера диагонали, т. е. при каждом шаге. Изменение, (коррекци ) место- положени  гиперкуба в области pa6(ftoспособности дл  получени  наибольшего размера его диагонали осуществл етс  с использованием информации об от.казовых вершинах изменением координат начальной точки. Доращивание диагонали гиперку.ба в новой точке . поз-вол ет .избежать формировани  заново допусковой области известных или меньших размеров.

В результате формировани  гиперкуба максимальных размеров оптимальные по надежности долуски и номиналы параметров элементов устанавли- о Баютс  как координаты крайних и средних точек его диагонали, выращенной при фиксированном наборе параметров климатических воздействий С2,.

Недостатками устройства  вл ютс  большой объем и большое врем  испытаний . Объем и врем  испытаний при формировании допусковых областей определ ютс  числом обращений к физической модели схемы дл  контрол , на работоспособность анализируемых точек гиперкуба. Большие объемы и врем  испытаний при формировании допусковой области больших размеров обусловлены в устройстве посто нной. малой величиной шага по диагонали гиперкуба, разной всегда одному кванту , при выращивании диагонали и поиске первой работоспособной точки и предопределены составом элементов устройства и их взаимосв зью.

Цель изобретени  - повышение быстродействи ., . .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  определени  оптимальных допусков и номиналов параметров электрорадиоэлементов, содежащее распределитель опроса параметров , выходы которого через соответствующие элементы коммутации подключены к входам блока моделировани  значений параметров, выходы которого соединены соответственно с входами блока контрол , блок установки программы контрол , выход которого соединен с первым входом блока дешифрации команд, генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с синхронизирутадими входами блока контрол , блок дешифрации команд, блок пам ти отказов по параметрам и блок регистров положени  допусковой области , первый вход которого соединен с первым выходом блока дешифрации команд , э первый и второй выходы подключены соответственно к входу блока индикации результатов и к первому входу распределител  опроса параметров , второй вход KOTot oro через блок вьщачи сигнала проверки работоспособ ности соединен со вторым выходом блока дешифрации команд, второй вход которого и первый вход блока пам ти отказов по параметрам соединены с выходом блока контрол , выход блока пам ти отказов по параметрам подключ ко второму входу блока регистров пол жени  допусковой области, введены блок вычислени  интервалов неопределенности , блок вычислени  величины ш га и блок.сравнени , выход которого подключен ко второму входу блока пам ти отказов по параметрам, выход блока вычислени  интервалов неопределенности соединен с входами блока сравнени  и блока вычислени  величины шага, выход которого подключен к третьему входу блока дешифрации команд , третий выход которого соединен с входом блока вычислени  интервалов неопределенности, Кроме того, в устройстве блок вычислени  интервалов неопределенности .содержит узел управл емых регистров и две схемы сравнени , входы которы  вл ютс  входами, блока,а выходы сое динены соответственно с входами узл управл емых регистров, выход которо го  вл етс  выходом блока, а блок вычислени  величины шага содержит тр узла умножени  и узел пам ти, выходы которого соединены соответственно с вкодс л первого узла умножени  и с первым входом второго узла умножени , выход первого узла умножени  подключен к первому входу третьего узла умножени , вход блока соединен со вторыми входами второго и третье го узлов умножени , выходы которых соединены с выходом блока. На фиг. 1 изображена схема устрой ства; на фиг. 2 - схема блока вычис лени  интервалов неопределенности} на фиг. 3 - схема блока вычислени  величины шага; на фиг. 4 - схема блока сравнени . Схема устройства содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 установки программы контрол , блок дешифрации команд, блок 4 регистров положени  допусковой области, блок 5 вьадачи сигнала проверки работоспособности , блок б пам ти отказов парс1метрам, распределитель 7 опроса параметров, элементы 8 коммутации, блок 9 мрделировани  значени  параметров , блок 10 контрол , блок 11 индикации результатов , оптимизатор 12 испытаний, включающий блок 13 вычислени  интервалов неопределенности , блок 14 вычислени  величины шага, блок 15 сравнени , схема 16 сравнени , включающа  регистры 18,19,, схема сравнени , включающа  регистры 20,21, узел 22 убавл емых регистров , узлы 23-25 умножени , узел 26 пам ти схемы 27-29 сравнени . Устройство работает следующим образом. Поиск оптимальной допусковой области осуществл етс  в два этапа. На первом из работоспособной начальной точки многомерного пространства области исследовани  формируетс  исходна  допускова  область в виде гиперкуба. Координаты начальной точки определ ютс  по результатам предварительной детерминированной оптимизации { электрического расчета) и около нее велика веро тность нахождени  допусковой области больших размеров . Формирование исходной допусковой области осуществл етс  выращиванием диагонали гиперкуба с переменным шагом сначала в сторону увеличени  значений параметров, а затем по достижении границ выпуклой области работоспособности в сторону уменьшени . Достижение границ контролируетс  регул рной проверкой вершин гиперкуба на каждс л шаге. Второй этап - коррекци  исходной допусковой области - начинаетс  по завершении первого и устанавливает координаты оптимальной допусковой области гиперкуба максимальных размеров. Работа устройства начинаетс  с анализа работоспособности начашьной точки, координаты которой введены в блок 3 определ ющий последовательность выполнени  операций блоков устройства и осуществл ющий переход устройства от формировани  исходной допусковой области к ее коррекции подключением различных исполнительных блоков. Сигналы с генератора 1 тактовых импульсов, синхронизируквдего работу всего устройства, поступают на входы блока 3, блока 4 рёгист ов положени  допусковой области, блока 6 пам ти отказов по пареилетрам и блока 10 контрол . По командам блока 3 блок 4 регистров положени  допуско- вой области через распределитель 7 с псмлс дью элементов 8 коммутации устанавливает в блоке 9 моделировани  значени  представителей квантов параметров , соответствующие координатам начальной точки, а блок 10 контрол  анализирует ее работоспособность. Если.точка работоспособна по заранее установленнс  1у критерию, то в блоке 4 запс линаютс  ее координаты и по команде блока 3 реализуетс  формирование исходной допусковой области с использованием оптимизатора 12 испытаний . , Формирование исходной допусковой области начинаетс  с расчета блоком 13 вычислени  интервалов неопределенности первого верхнего интервала неопределенности , прот женности област исследовани  от начальной точки: вверх до ее границы в направлении, совпадающем или параллельном с ее X главной диагональю, котора  начинает с  в вершине области с малыми значени ми всех параметров элементов модели и заканчиваетс  в вершине с их большими значени ми. Расчет осуще ствл етс  по исходным данным, постуПёисйцим с выхода координатной информации блока 3. Сначала сравниваютс  между собой номера представителей квантов параметров в начальной точке и выбираетс  наибольший, а затем вычисл етс  верхний интервал неопределенности как разность номеров послед него (известного) кванта главной д агонсши области исследовани  и выб рд нного. в верхнем интервале неопределенно ти имеетс  верхн   граница исходной допусковой области, определ ема  координатами конечной точки ее диагонал Поиск осуществл етс  постепенным сокраадением интервала неопределенности до одного кванта. Дл  этого поочеред но провер ютс  на работоспособность точки, отсто щие от начальной на рассто ни  i и л.. Значени  д и k2 выбираютс  блоком 14 вычислени  величины шага по методу золотого сечени , который обеспечивает скорей ший поиск граничной точки, произволь ньм образом расположенной на заданно интервале неопределенности . - . д. где tr - ( -TS-D/Z -0,618 безразмерна  величина, определ юща  сущность метода; Ц- прот женность интервал неопределенности,вырешенна  в количестве квантов. Дл  первого верхнего интервала Л,Да принимают только целые зна -чени . Информаци  о значени х шагов поступает на вход установки величины шага блока 3. По его команде делаетс  первый диагональный шаг одновременнь1м увеличением значений всех парамергров модели из начальной точки н вели%и«у Д-|. Нова  точка анализирует с  ф1оксФ4 10 контрол . Если она работоспособна, то блок 3 вьадает команду на реализацию процедуры формировани  и проверки других вершин гиперкуба в соответствии с требовани ми блока 2 установки программы контрол . Формирование и проверка осуществл етс  строго последовательным обратным смещением на &. отJдельного параметра и пары параметров при условии, -что все остальные фиксируютс  в последней из вы вленных диагональных точек. Команды блока 3 на изменение координат контролируемых вершин гиперкуба отрабатывает блок 4 регистров положени  допусковой области, по сигналам которого распределитель 7 включает через элементы 8 коммутации необходимые представители квантов параметров в блоке 9 моделировани . Проверку каждой вершины осуществл ет блок 10 контрол  по сигналам 3 вьщачи сигнала проверки работоспособности. Второй диагональный шаг ug делаетс  из начальной точки, если на первом шаге все вершины выращиваемого гиперкуба оказались работоспособными .. Значение А 2 рассчитывает блок 14вычислени  величины шага по командам блока 3 и данным блока 13 вычислени  интервалов неопределенности . В блоке 9 моделировани  устанавливаютс  координаты новой и повтор етс  цикл проверки работоспособности диагональной точки и вершин гиперкуба в соответствии с программой контрол . Вычисл етс  новый, второй, интервал неопределенности, который при всех работоспособных предьадущих , вершинах находитс  выше диагональной точки, полученной на втором шаге Ад и -} /t; меньше первого. Процедуры вычислени  всех интервалов неопределенности подобны. Но втором интервале повтор ютс  шаги, рассчитываемые дл  него блоком 14 вычислени  величины шага, подобно Д и л из последней работоспособной диагональной точки. После каждого шага повтор етс  проверка вершин выращиваемого гиперкуба. Положение его верхней границы уточн етс  сок.ращением интервала неопределенности в l/tT раза. По вление отказа в диагональной точке локализует положение границы допусковой области между ней и предьгдущей диа1-ональной точкой. Новый . интервал неопределенности вычисл етс  ме аду ними, последовательность его анализа не мен етс . По вление отказа хот  бы в одной из вершин исходного гиперкуба при поиске его верхней границы означает нарушение работоспособности соответствующей ей диагональной точки. Прекращаетс  проверка вершин, вычисл етс  новый интервал неопределенности, в котором повтор ютс  шаги, подобные -f и Д, Поиск верхней границы исходной допусковой области прекращаетс , когда . прот женность конечного верхнего интервала неопределенности станет равной единице. Это устанавливает блок 15сравнени . По его сигналу блок 4 регистров положени  допусковой области запоминает координаты (номера пр.едставителей квантов) верхней гра ничной точки на диагонали формируемо го гиперкуба и осуществл ет возврат поиска в начальную течку. Нижн   граница исходной допусково области ищетс  в нижнем интервале неопределенности - прот женности области Исследовани  от начальной точки до ее границы в сторону уменьшени  параметров. Размер интервала неопределенности по командам блока 3 устанавливает блок 13 вычислени  ин .тервалов неопределенности и численно равен наименьшему из номеров предста вителей кв.антов параметров начальной точки. Процедура вычислени  и реализ ции шагов, контрол  вершин сохран ет с . Мен етс  знак шагов, так как значени  варьируемых параметров уменьшаютс . Текущее значение прот женности нижнего интервала неопределенности контролирует по данным блока 13 вычислени  интервалов неопределенности блок 15 сравнени . Подготовка к коррекции исходной допусковой области начинаетс  тогда когда прот женность нижнего интервала неопределенности становитс  равной трем или двум квантам. По сигналу блока 15 сравнени  включаетс  в работу блок 6 пам ти отказов по параметрам. Он по данным блока 10 контрол  запоминает координаты вершин (номер одного или пары параметро по которым произошел отказ. Делаютс  следующие два или один шаг, нербходи1увие дл  уточнени  до одного кванта границы области. При по влени отказбв на этих шагах информаци  в блоке 6 пам ти отказов по параметрам об отказовых вершинах обновл етс  запоминаютс  координаты вершин, проверенных на последнем шаге. Формирование исходной допусковой области заканчиваетс , когда значение нижнего интервала неопределенности становитс  равным единице. В итоге формировани  блок 4 регистров положени  допусковой области запоминает координаты крайних (нижней и верхней) граничных точек диагонали выращиваемого гиперкуба, а блок 6 пам ти отказов по парё1метрам - координаты вершин (вершины), ограничивающих его дальнейший рост. Крррекци  исходной допусковой области включаетс  по сигналам блоков 15 и реализуетс  блоком 4 регистров положени  допусковой области по данным блока 6 пам ти отказов по парсциетрам. Оптимизатор 12 испытани при коррекции не используетс . В со ответствии с информацией об отказавших параметрах в блоке 4 производитс  изменение координат верхней граничной точки. Каждый отказавший парс1метр получает смещение (реверс) на один шаг в противоположную сторо ну. Провер етс  работоспособность новой верхней точки и, если она работоспособна , осуществл етс  доращивание допусковой области. Дл  этого аналогично измен ютс  координаты нижней граничной точки. После проверки работоспособности начинаетс  увеличение диагонали исходной допусковой области теперь всегда на один квант, так как резкого увеличени  гиперкуба ожидать трудно. Если первый шаг оказалс  работоспособным, то блок 4 регистров положени  допусковой области осуществл ет следующий шаг по всем параметрам, а блок 5 - вьвдачу сигналов на проверку зтого шага. Доращивание продолжаетс  до по влени  отказа хот  бы в одной из вершин, информаци  о которой фиксируетс  в блоке 6 пам ти отказов по параметрам. Блоком 4 регистров положени  допусковой области осуществл етс  следующа  коррекци  выращиваемого гиперкуба. Исследование заканчиваетс , если после коррекции очередной шаг оказываетс  отказовым. Гиперкуб допусковой области, найденный на предьщущем шаге и координаты которого зафиксированы блоком 4, считаетс  оптимальным , т. е. наибольшим по объему. Результаты поиска оптимальной допусковой области индицирует блок 11 индикации результатов в виде номеров квантов параметров (координат) крайних точек диагонали наибольшего гиперкуба . Это позвол ет в численном виде рассчитать допуск на каждый верьируемый параметр исследуемого функционального узла как разность между координатами крайних точек и установить координаты середины диагонали оптимальной допусковой области. Они принимаютс  за оптимальные по надежности допуски и номиналы параMetpoB элементов функционального узла при фиксированных значени х параметров эксплуатационных факторов. Если в начале работы устройства 10 контрол  устанавливает неработоспособность начальной точки,то блок 3 выдает команду на предварительный поиск работоспособной точки оптимизатором 12 испьианий. Блок 13 вычислени  интервалов неопределенности поочередно рассчитывает верхний и нижний интервалы неопределенности относительно начальной точки. В каждом из них поочередно рассчитываютр , реализуютс  и контролируютс  диагональные шаги подобно Д-t и л Блок 6 отказов пам ти по параметрам запоминает координаты отказавших диагональных точек, которые используютс  до расчета других меньших по размерам интервалов неопределенности , причем в первую очередь анализируютс  ближайшие к начальной .точке интервалы. Определение блоком 10 контрол  хот  бы одной работопособной .ситуации в блоке 9 моделироани  служит командой на прекращение непроизводительного двухстороннего анализа и перехода к формированию исходной допусковой области, локализу  поиск около этой точки и ближайших к ней неработоспособных.В остальном пор док функционировани  блоков анаогичен пор дку при поиске верхней границы исходного гиперкуба.

Блок 4 регистров положени  допусковой области содержит группы трех сдвиговых регистров на каждый варьируемый параметр. Первый регистр характеризует координату нижней точки на диагонали допусковой области, второй - верхней точки, третий используетс  дл  задани  текущих значений координат обеих точек. Дл  установки координат начальной точки по разрешакадей команде блока 3 одновременно на три регистра всех групп от генератора 1 тактовых импульсов подаютс  сигнаипы, число которых равно номеру кванта (координате начальной точки) соответствующего параметра. При поиске оптимальной допусковой области регистры работают парами: второй и третий - при поискЪ верхней гранища} первый и третий - при нижней. Диагонгшьные шаги решаютс  сначала с помощью третьего регистра подачей на него от генератора 1 тактовых импульсов числа сигналов, равного величина шага.С его же помощью формируютс  другие вершины гиперкуба. И только после проверки их работоспособности информаци  о последней диагональной точке переписываетс  во второй или первый, регистр. При коррекции исходной допусковой области необходимые изменени  также осуществл ютс  в третьих регистрах и только при , возможности продолжени  коррекции в других. Блок 4 регистров положени  допусковсй области управл ет распределителем 7 и элементами 8 кс утации. Управление заключаетс  в.тсал, что в соотвехствин с режимами работы устройства, к выходам третьих регистров из каждой группы подключаютс  через распределитель 7 и элетленты 8 коммутации соответствующие представители квантов варьируе в:1х параметров физической модели. Распределитель 7 ,обесцвечивает включение необхсздимых элементов -8 ког-&«утации.

$лрк 9 моделировани  содержит диэлектрическую плату (или подложку) на которой последовательно с контактами соответствующих элементов 8 коммутации подключены элементы, обеспечивёиощие выдачу значений представителей квантов варьируемых параметров исследуемого функционального узла, с диапазонами, обеспечивающими определение границ области работоспособности и разбитые на одинаковые

в относительных единицах интервалы кванты .Блок 10 контрол  содержит набор цифровых измерительных приборов, анализирующих выходные сигналы блока 9 моделировани  и характеризующих указанную блоком 5 ситуацию, определ   работоспособна она или нет в соответствии с выработанными критери ми работоспособности. На врем  контрол , кратное периоду поступлени  сигналов от генератора 1 тактевых импульсов, все переключени  в блоке 9 моделировани  прекращаютс . Сигнал об отказовой ситуации поступает в блок 3 и блок б пам ти отказов по параметрам. В блоке 6 пам ти отказов по параметрам дополнительно записываетс  информаци  о составе провер емой ситуации.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 607166, кл. Q 06 F 15/46, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2521574/18-24,

кл. G.06. F 15/46, 1977 (прототип).