Устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 983710Государственный комнтет СССР по делам нэобретеннВ н открытнй(23), Приоритет.Опубликовано 2312.82, Бюллетень Но 47 Дата опубликования описания 23,12 В 2 Н.В.Колесов, В.П.Подкопаев, М.П.Сошин:и В.С.Толстяковсс3Ленинградский ордена Ленина электротехническийинститут им.В.И.Ульянова (Лейййа+(54) УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО ТЕСТОВОГОДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХСИСТЕМ Изобретение относится к технике построения линейных аналоговых и дискретных динамических систем автоматического регулирования, управления или фильтрации и может быть использовано в таких устройствах, работа которых описывается системой линейных дифференциальных либо разностных уравнений, за исключением устройств, линейных в поле вычетов по модулю два. Известны системы обработки инфор-. мации, диагностируете тестовым способом. Существенными признаками этих систем является наличие в них гене.ратора тестовых воздействий и эталон:ных реакций и блока сравнения, Во всех этих системах от генератора тестовых воздействий и эталонных реакций испытательные сигналы поступают на вход систеьы, а сигналы эталонной реакции - на блок сравнения, где устанавливается идентичность или различие ее с фактической реакцией системы 1 3 и 23.Недостатком указанных систем явля. - ется необходимость наличия перерывов в работе системы, во время которых осуществляется диагностирование их технического состояния. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст. ройство для диагностирования линейных динамических систем, содержащее генератор тестовых воздействий и эталонных реакций и три блока сравнения. щУстройство работает следующим об.разом.Предполагается, что при возникновении дефекта в одной из динамическихсистем во время исполнения своих рабочих функций происходит искажениеее вектора выхода. Как следствие, вырабатывается сигнал ошибки на выходеблока сравнения, по которому системапереходит в режим тестового диагностирования с целью локализации дефекта 133.Однако возможно возникновение таких деФектов, которые при данномзначении сигнала системы не приводятк немедленному искажению ее векторавыхода, что приводит к необнаружениютакого дефекта первым блоком сравнения. Кроме того, в режиме тестовогодиагностирования рассматриваемая система не может выполнять свои основ 30 ные Функции, 983710Целью изобретения является осуществление непрерывного тестовогодиагностирования линейной динамической системы в рабочем режиме, т.ебез прекращения выполнения последнейосновных функций, и кроме того, повышение оперативности обнаружения дефектов системы, не приводящих к немедленному искажению ее вектора выхода.Поставленная цель достигается тем,10что в устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем, содержащее генератортестовых воздействий и эталонных реакций, и блок сравненйя, первый входкоторого соединен с первым выходомгенератора. тестовых воздействий иэталонных реакций, введены первый ивторой блоки .вычитания, первый и второй блоки умножения и первый и второйсумматоры, первые входы первых сумматора и блока вычитания подключены кпервому входу устройства, вторыевходы - к второму выходу генераторатестовых воздействий и эталонных реакций, а выходы - к соответствующимпервым выходам устройства, первыевходы вторых сумматора и блока вычитания соединены соответственно с вторым и с третьим входами устройства,а вторые входы вторых сумматора иблока вычитания - соответственно стретьим и вторым входами устройства,выход второго сумматора через первыйблок умножения подключен к второмувыходу устройства, а выход второго 35блока вычитания через последовательно соединенные второй блок умноженияи блок сравнения - к третьему выходуустройства.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит первый 1 ивторой 2 блоки умножения, генератор3 тестовых воздействий и эталонныхреакций, блок 4 сравнения, первый 5 45и второй б сумматоры, первый 7 и второй 8 блоки вычитания.Кроме того, на чертеже нредставлены основная система 9 и дополнительная система 10 и обозначены первыйвход 11, второй 12 и третий 13 выходы,Устройство работает следующим образом.В процессе обработки информации,входной сигнал с входа 11 и тестовыйсигнал с выхода тестовых воздействийгенератора 3, складываясь в сумматоре 5, поступают на вход линейнойдинамической системы 9., где они обрабатываются в соответствии с функциейэтой системы. Одновременно на входдополнительной динамической. системы10 поступает разносТь входного и тестового сигналов, образующаяся навыходе блока 7 вычитания. Выходные 65 сигналы основной 9 и дополнительной 10 динамических систем складываются в сумматоре б и вычитаются в блоке 8 вычитания. Результаты этих операций умножаются на 2 " с помощью блоков 1 и 2. В итоге на выходе 12 формируется реакция линейной динамической системы 9 на входной сигнал, а на выходе блока 2 умножения на 2 - реакция на тестовый сигнал, которая сопоставляется на блоке 4 сравнения с эталонной реакцией, поступающей с выхода эталонных реакций генератора 3.Пусть входной сигнал динамической системы есть х, тестовый с, функция основной и дополнительной систем . Тогда при отсутствии дефектов сигналы на выходах сумматора 5 и блока 7 (х+с) и (х-с) соответственно, а на выходах основной 9 и дополнительной 10 систем - сигналы (х+) и (х-т), Последние сигналы подаются на вход сумматора б и блока 8,поэтому на выходе сумматора 6 будем иметь сигнал (х+с)+(х-с), а на выходе блока 8 1.(х+й)-(х-). Поскольку функция лйнейна ( обладает свойством суперпозицйи), выход сумматора 6 (вход блока 1) есть 2(х), выход блока 8 вычитания (вход блока 2) есть 2(с), выход блока 1 умножения (х), а блока 2 умножения 1.(й). Входами блока 4 сравнения являются выход блока 2 (с) и выход эталонных реакций генератора 3 (с), поэтому при отсутствии дефектов сигнал ошибки отсутствует. Выход 12 есть выход блока 1, т.е. (х) реакция исправной линейной динамической системы на вход х.При появлении дефектов в динамических системах 9 либо 10, либо выход системы 9 не равен (х+т.), либо выход системы 10 не равен С(х-т), на выходе блока 8 вычитания сигнал 2(с) не получают,и далее за счет неравенства выходных сигналов блока 2 генератора 3 на выходе блока сравнения появляется сигнал ошибки. 06 Маруживаются и те дефекты, которые не могут обнаружиться в известной системе, т.е. дефекты, не искажающие (х), так как значение Е(с) хотя бы на одном из тестовых воздействий искажается (условие полноты теста), что приводит к искажению либо .(с+х)=ь(х)+.(т) либо 1.(й-х)=Е(т)-Е.(х), и как следствие, к появлению сигнала ошибки.Предложенная структура устройства пригодна как для аналоговых, так и для цифровых линейных систем. для аналоговых систем сумматоры 5 и б (блоки 2 и 8) - обычные суммирующие (вычитающие) устройства, выполненные, к примеру, на операционных усилителях блока 1 и 2 - звенья с коэффициентом передачи 1/2 и блок 4 - аналоговый компаратор. Для цифровых линейных систем, работающих в поле983710 рациональных чисел без.переполнения разрядной сетки, указанные блоки есть цифровые аналоги соответствующих аналоговых блоков. Для линейных цифровых систем, работающих в конечных полях Галуа (полях вычетов йо простому модулю) отличные от С все операции (суммирования, вычитания, умножения) производятся в пределах соответствующих полей. К примеру, умножение на 2 " в этих полях 10 есть умножение на элемент, обратный 2. Так, в поле Сз (поле вычетов по модулю 3) элемент обратный 2 есть 2 (2=2 " ), и блоки 1 и 2 выполняют умножение на 2 в поле вычетов по модулю 15 3, а в-поле С элемент обратный.2 есть 3, и те же блоки выполняют умножения уже на 3 в С.Для устройств, линейных в поле С (кодирующие и декодирующие устрой- щ ства двоичных кодов), предлагаемая структура не пригодна, ввиду отсутствия разницы между суммированием и вычитанием в С.Технико-экономическая эффектив ность предлагаемой системы определяется повышением производительности. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеф 1. Патент США В, 4034195,кл. С Об Г 11/00, опублик 1979.2Авторское свидетельство СССР9 503242, кл. С 06 Г 11/04, 1975.3. Патент СНА 9 4049957,кл. С Об Г 11/00, опублик. 1979 (прототип),Формула изобретения 2 1 ИПИ Заказ 9927/59 Тираж 7 исно л.Проектна илиал ППП "Патент", г.ужго Устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем, содержащее генератор тестовых воздействий и эталонных реакций, и блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом генератора тестовых воздействий иэталонных реакций, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности и расшйрения Функциональных воэможностей устройства, в неговведены первый и второй блоки вычитания, первый и второй блоки умножения и первый и второй сумматоры,первые входы первых сумматора и блокавычитания подключены к первому входуустройства, вторые входы - к второмувыходу генератора тестовых воздействий и эталонных реакций, а выходык соответствующим первым выходам устройства, первые входы вторых сумматора и блока вычитания соединены соответственно с вторым и с третьим .входами устройства, а вторые входы вторых сумматора и блока вычитаниясоответственно с третьим и вторымвходами устройства, выход второгосумматора через. первый блок умножения подключен к второму выходу устройства, а выход второго блока вычитания через последовательно соединенные второй блок умножения и блоксравнения - к третьему выходу устройства.