Процедура построения логической модели непрерывного объекта диагностирования
Процедура построения логической модели непрерывного объекта диагностирования - раздел Педагогика, Введение в техническую диагностику Предмет и задачи дисциплины, ее значение и роль в обеспечении надежности технических объектов Выделение Области Допустимых Значений Входных И Выходных Параметров. ...
Выделение области допустимых значений входных и выходных параметров. Будем считать, что для всех входных и выходных параметров блоков всегда можно выделить области их допустимых значений. В установившемся режиме работы объекта области допустимых значений параметров обычно определяются постоянными верхними и нижними пределами (уставками) этих значений. Если же диагноз технического состояния объекта проводится в неустановившемся режиме работы объекта, то для некоторых (или даже для всех) параметров области допустимых значений должны задаваться с учетом изменения этих значений во времени.
Будем говорить, что значение входа или выхода (или, короче, вход или выход) блока функциональной схемы является допустимым, если значения всех характеризующих его сигналы параметров принадлежат областям их допустимых значений. Значение входа или выхода недопустимо, если значение хотя бы одного из указанных параметров не принадлежит области его допустимых значений.
Переход от физических (диагностических) параметров к логическим переменным. Обозначим логическое высказывание «значение входа допустимо» символом входа х (или у), а высказывание «значение входа недопустимо» – символом (или ). Тогда символы входов можно считать двоичными логическими входными переменными, принимающими значение «истинно» (логическая 1), если значения соответствующих им входов допустимы, и значение «ложно» (логический 0) – в противном случае. Аналогично символы выходов можно считать двоичными логическими выходными функциями, принимающими значение логической 1, если значения соответствующих им выходов допустимы, и логического 0 – в противном случае.
Определение для каждого блока совокупности существенных входов. Переберем все возможные сочетания значений (наборы) входных переменных исправного блока Pi и определим для каждого такого набора значение выхода zij; j = 1, 2, …, ki. Если каждому набору входных переменных соответствует одно из двух значений выхода – логическая 1 или логический 0, то полученная функция является булевой. Назовем последнюю функцией условий работы блока Pi по выходу zij, и обозначим символом Fij. Булеву функцию можно записать в виде совершенной дизъюнктивной нормальной формы и затем известными методами получить ее минимальную форму. Все буквы, входящие в минимальную форму, существенны. Таким образом, в результате минимизации для каждого из выходов zi1, …, zikiблока Pi будет получена совокупность существенных (для данного выхода) входов.
Правило определения количества логических блоков при переходе от функциональной к логической модели. Для получения логической модели объекта каждый блок Pi функциональной схемы заменяется ki блоками, каждый из которых имеет один выход zij и существенные для данного выхода входы. Обозначим блоки логической модели объекта символами
Q1, Q2, . .., Qh,
где .
B общем случае каждому исходному блоку в функциональной схеме соответствует подмножество блоков логической модели из множества {Q1, Q2, . .., Qh}. В частном случае, когда все блоки имеют по одному выходу, каждый из которых характеризуется одним физическим параметром, логическая модель может совпадать с функциональной схемой объекта.
В основе данного правила лежит следующее логическое суждение – в составе блока функциональной модели, а каждый из них функционально и, как правило, конструктивно представляет собой единое целое, может быть выделена совокупность (подмножество) функциональных элементов, участвующих в формировании отдельного физического параметра. Таким образом, переход от функциональной к логической модели (замена каждого блока функциональной модели некоторой совокупностью логических блоков, число которых равно числу его существенных параметров) – это выделение из множества функциональных элементов блока функциональной модели подмножеств функциональных элементов, формирующих отдельные физические параметры.
а) б)
в)
Рис. 45. Иллюстрация к определению понятия правильной логической модели
Понятие правильной логической модели. Будем называть логическую модель правильной, если, во-первых, для любой пары ее блоков Qi, и Qj – такой, что выход zi одного из блоков является входом yj другого (рис. 45, а), выполняется условие: области допустимые значений входа yj и выхода zi и области их недопустимых значений соответственно совпадают и, во-вторых, для любой пары ее блоков Qi, и Qj, имеющих входы yi, и yj, которые характеризуются одним и тем же параметром (рис. 45, б), выполняется условие: области допустимых значений и соответственно области недопустимых значений этих входов совпадают. Для правильной логической модели символы внутренних входов можно заменить на символы связанных с ними выходов. На этом завершается построение логической модели.
С учетом изложенного для функциональной схемы (модели) блока автоматики представленной на рис. 44 может быть получена следующая логическая модель (рис. 46).
Рис. 46. Логическая модель блока автоматики
Логическую модель можно рассматривать как ориентированный граф. Вершинами графа являются блоки логической модели, а также ее внешние входные и выходные полюсы, а дугами – связи между блоками и внешними входными и выходными полюсами. На рис. 45, в изображен граф, построенный по логической модели (рис. 45, а). На этом рисунке входные полюсы xi, yi и выходной полюс zjпредставлены отдельными вершинами.
Большинство исправных непрерывных объектов обладает тем свойством, что функция условий работы некоторого блока Fij, принимает значение, равное единице, лишь в том случае, когда значения существенных входных переменных на данном наборе – допустимы (т.е. равны единице). Такие функции называются монотонными; для монотонных функций минимальная форма единственна и, кроме того, не содержит переменных с отрицанием. В дальнейшем будем считать, что все функции Fij представлены такими минимальными формами. В самом простом случае функция Fij, является конъюнкцией (функцией И) входных переменных без отрицаний.
Простота математических моделей логического типа является их преимуществом. Однако вследствие этой простоты на языке таких моделей некоторые задачи диагноза технического состояния непрерывных объектов не имеют решения. Например, при помощи логической модели место неисправности может быть указано лишь с глубиной, не превышающей части объекта, объединяющей в себе все элементы замкнутого контура обратной связи. Решение такого рода задач требует привлечения математических моделей, являющихся более сложными и благодаря этому описывающих поведение объекта более точно, чем модели логического типа. Примером может служить динамическая модель в виде совокупности дифференциальных и других уравнений, детально описывающих динамику работы непрерывного объекта диагноза. При решении задач диагноза технического состояния сложных непрерывных объектов следует в первую очередь использовать модели логического типа и только при необходимости привлекать более сложные математические модели, стремясь использовать их не для объекта в целом, а только для некоторых его составных частей.
Предмет и задачи дисциплины ее значение и роль в обеспечении надежности технических объектов... Одной из основных задач эксплуатации технических объектов и систем является... Прошедший приемо сдаточные испытания на заводе изготовителе и принятый в эксплуатацию технический объект изначально...
Историческая справка о развитии дисциплины
Усиление интереса к технической диагностике в последние годы объясняется созданием и применением в народном хозяйстве все более сложных изделий, устройств и систем (объектов) при непрерывном увелич
Основные термины и определения
До настоящего момента уже достаточно интенсивно использовались многие понятия технической диагностики, смысл которых в большей степени можно было понять интуитивно, основываясь на опыте и логике. П
Математические модели дискретных устройств
В предыдущем разделе пособия были рассмотрены отдельные, наиболее важные свойства и параметры функциональных элементов ЭЭСА, имеющих радиоэлектронную природу, была дана классификация этих функциона
Понятие правильной логической сети
Логическая сеть определяется множеством {hi} логических элементов из базиса Н, множеством {хa} входных полюсов и множеством {zg} выходных полюс
Исследование правильности логической сети
Заметим, что требование правильности логической сети не исключает наличия в ней петель обратной связи или циклов в соответствующем ей графе. Логическая сеть, построенная из логических элементов без
Физические основы логического контроля дискретных устройств
Прежде чем рассматривать неисправности КУ, следует вспомнить их классификацию, исходя из состава элементной базы, на которой они построены.
КУ подразделяются на:
· релейно-контакт
Разрыв реагирующих органов РКС
Разрыв реагирующих органов в РКС проявляется в том, что реле не срабатывает тогда, когда оно должно сработать (на обмотку реле подано напряжение – управляющий сигнал). В этом случае размыкающие кон
Разрыв реагирующих органов БКС
Разрыв реагирующего органа в БКС проявляется в том, что на одноименном входе входной сигнал имеет только нулевое значение независимо от его действительного значения. В этом случае размыкающие испол
Короткое замыкание путей воздействия
Пусть состояние исполнительных органов r, s, …, k, …, m по прежнему таково, что они обеспечивают прохождение входного сигнала A по пути воздействия ar
Разрыв путей воздействия
Пусть состояние исполнительных органов r, s, …, k, …, m по прежнему таково, что они обеспечивают прохождение входного сигнала A по пути воздействия ar
Логические неисправности типа const1
Логической неисправностью типа const1 на входе A логического элемента называется такая неисправность, которая проявляет себя на его выходе так, как будто на вход A приложен пос
Понятие о функции неисправностей
Формализация методов построения алгоритмов диагностирования технического состояния предполагает наличие формального описания объекта диагностирования и его поведения в исправном и неисправных состо
Понятие неисправности физических объектов
Определение 5.1. Под неисправностью si физических объектов, предназначенных для переработки дискретной информации, будем понимать последствия некоторого событ
Понятие о правильных и неправильных неисправностях
Вне зависимости от того, какой моделью пользуются при описании исправного устройства А, множество всех неисправностей, которые в нем могут возникнуть, делят на два класса: правильн
Работа исправного устройства
Рассмотрим работу исправного логического элемента И-НЕ. Данный логический элемент работает в отрицательной логике, т.е. логическому 0 соответствует незначительное отрицательное напряжение (для опре
Работа неисправного устройства
При неисправности s1 (обрыв цепи коллектора транзистора VT1) iк = 0, поэтому uвых = - Eпит
Неисправности связей элементов комбинационных устройств
Среди наиболее часто встречающихся физических неисправностей связей (соединений) элементов устройства можно выделить следующие неисправности:
1) обрыв соединения;
2) замыкание сое
Понятие о логических неисправностях
При построении неявных математических моделей объектов диагностирования требуется задание математических моделей их неисправностей. Это равносильно выбору из всех возможных неисправностей объекта н
Математические модели непрерывных устройств логического типа
При диагностировании технического состояния непрерывных объектов широкое распространение получили допусковые (как наиболее простые и легко поддающиеся автоматизации) способы, характеризующиеся тем,
Процедура построения функциональной модели
Пусть непрерывный объект диагноза состоит из N связанных между собой компонент (блоков, узлов, агрегатов, составных частей и т.п.). Состав компонент, связи между ними и внешние связи
Определение общего числа неисправностей
По условию задачи необходимо построить таблицу функций неисправностей на множестве одиночных неисправностей. С учетом того, что каждый из контактов релейно-контактного устройства может находиться в
Построение таблицы функций неисправностей
Заполнение таблицы функций неисправностей производится на основе анализа работы устройства с учетом вносимых неисправностей или на основании анализа логического выражения, описывающего работу РКС в
Определение общего числа неисправностей
На основании выражения, описывающего исправное состояние устройства в сигналах, и приведенной на рис. 48 схемы может быть построено логическое выражение, описывающее исправное функционирование беск
Построение таблицы функций неисправностей
Заполнение таблицы функций неисправностей (табл. 9) производится аналогично описанному в п. 7.1 для релейно-контактного устройства либо на основе анализа работы устройства с учетом вносимых неиспра
Характеристика диагностической экспертной информации
При управлении качеством функционирования ЭЭСА важным моментом является анализ доступных для наблюдения признаков и принятия решения о месте расположения в системе отказавшего функционального элеме
Принцип нечеткого описания
Принцип нечеткого описания продиктован особенностями восприятия, организации и использования специалистами по поиску и устранению неисправностей в ОУ доступной диагностической информации. Эти особе
Разработка алгоритма рационального покрытия булевых матриц
В терминах матрицы различимости задача выбора минимального множества элементарных проверок формулируется как задача нахождения кратчайшего строкового покрытия этой матрицы. Строковым покрытием матр
Анализ диагностической экспертной информации и вывод решений
Основой метода диагностирования является процедура поиска неисправностей. Причем в технической диагностике под процедурой поиска неисправностей понимается формализованный способ построения алгоритм
Процедура обучения
Представленный экспертами объем диагностической информации, формализованной в виде модели (8.1), позволяет решать диагностические задачи с достоверностью, оцениваемой согласно формуле:
Оценка сходимости процедуры обучения
В предыдущем пункте предложена процедура обучения, которая после очередного шага диагностирования изменяет уровень достоверности используемых при поиске неисправностей лингвистических переменной
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов