Прогнозатор постепенных отказов

) (1 И 0 О 06 г 15 46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ ЙОБРЕТЕН О ТОР СМОМ ИДЕТЕЛЬС ГВ(21) 3398481/18-24 .гер, элемент И, первый вход которого (22)16.0282 соединен с генератором импульсов, а (46) 07.11.ВЗ. Бюл, М 41 выход - с входом счетчика импульсов (72) А.П. ЗубрилОв и с входом блока нормирования, вто- (71) Рижский Краснознаменный инсти- рой ход которого соединен с входом тут инженеров. гражданской авиациипрогнозатора, Вход блока памяти маим, Ленинского комсомола тематического ожидания контролируе- (53) 681.324.74 (088.8) мого параметра соединен с выходом (56.) 1. Авторское свидетельство СССР. -элемента И и с входом блока памяти М 566251,кл, О 06 У 15/46, 1974,.: корреляционной функции конролируемо2; Мозгалевский А.Ви др. Тех- ;.го параметра,. выход которого подклю ническая диагностика. И., "Высшая .чен к первому входувторого блока школа", 1975, с. 172 - 173, рис. .7 .- умножения, первый вход компаратора 18 (прототип). соединен с выходом блока нормирова.- ния, первый вход сумматора соединен (54)(57) ПРОРНОЗАТОР ПОСТКИЕННЫХ ОТ- с выходом второго блока умноженияу Р КАЗОВ, содержащий блок запуска, бдоК;: второй вход - с выходом блокапамя- Е. нормирования и блок коэффициентов,.: ти математического ожидания контрол последовательно соединенные счетчик руемого параметра, а выход - с втор импульсов, первый блок умножения,входом компаратора, единичный вход первый блок вычитания и блок отобра-. триггера соединен с выходом компара жения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .тора, нулевой вход - с выходом блок что, с целью расширения области его запуска, а выход в . с вторым входом 1 применения за счет обеспечения воз- элемента И, первый вход второго бломожности прогнозирования квазидетер- .ка вычитания соединен с выходом блока минированных процессов, изменяющихся памяти математического ожидания конпо произвольному априорно неизвестно- тролируемого параметра, второй входму закону, он содержит блок памяти с выходом блока нормирования, а вы- , Ю математического ожидания контролиру- ход - со входом блока коэффициентов,:, фф емого параметра, блок памяти корре- первый выход которого соединен с вто.1 ляционной функции контролируемогорым входом первого блока вычитания, параметра, генератор импульсов, вто-, второй выход - с вторым входом бло-. вюй рой блок вычитания, второй блок ум- .ка умножения, а третий выход в . с вто. е,е ножения, комн, сумматор, триг- рым входом первого блока умножения. пфффвход - с выходом блока памяти математического ожидания контролируемого параметра, а выход - с вторым 10 1 входом компаратора,. единичный вход ка коэффициентов, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, второй выходс вторым входом блока умножения, атретий выход - с вторым входом первого блока умножения.На чертеже представлена блок-схема прогнозатора постепенных отказов,Устройство Содержит блок 1 запуска, триггер 2,.генератор 3 импульсов,элемент И 4, блок 5 памяти математического ожидания контролируемогопараметра, блок б памяти корреляционной функции контролируемого параметра, второй блок 7 умножения, сумматор 8, компаратор 9, блок 10, коэфЗ 5 фициентов, второй блок 11 вычитания,блок 12 нормирования, счетчик 13 импульсов, первый блок 14 умножения,первый блок 15 вычитания, блок 16отображения.40 В прогнозаторе реализуется алгоритм прогнозирования отклонения контролируемого параметра за допустимые пределы с помощью формулы6 (с ) = ( ( )( ГО - п 1,р) + ил(Р),45где Х" Я ) - пргнозируемое значениеЯконтролируемого параметра;( ) - корреляционная функцияпрогнозируемого пара 3метра;У - значение контролируемогоолпараметра при с = Оу- значение математическогооожидания контролируемого55параметра при с = О;,ш (с) - текущее значение математического ожидания контролируемого параметра.Решение указанного уравнения поз 60 воляет определить интервал корреляции с корреляционной функции(сс).время с спада корреляционнойфункции определяет интервал, в течение которого практически затухает65 линейная корреляция между значениями Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано.при исследовании надежности автоматическихсистем управления и радиоэлектроннойаппаратуры, в частности, для,.прогнозирования момента наступления постепенных отказов.Известно устройство для прогнозирования, содержащее блоки обегающегоконтроля, управления, вычисления вероятностных параметров, оперативнойпамяти, прямого и обратного функциональных преобразователей, вычисленияразности и логические элементы (11 .Недостатком этого устройства является использование экспоненциальной функции для прогнозирования изменения контролируемого параметра вбудущие моменты времени, что ограничивает область использования устройства.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является экстраполятор для прогнозатора постепенных отказов, содержащий блокипреобразования напряжения в код, управления, отображения, коммутатор,реверсивный счетчик, регистр вычитания, дешифратор, счетчик шаговпрогнозирования и вентили (2,Недостатком этого устройства является использование в нем в качестве алгоритма прогнозирования экстраполяции с помощью линейного двучлена,что значительно ограничивает областьиспользования устройства и делаетвозможным его использование для прогнозирования только линейно изменяю,щихся процессов,Цель изобретения - расширение области применения прогнозатора засчет обеспечения возможности прогнозирования квазидетерминированныхпроцессов, изменяющихся по произвольному априорно неизвестному закону.Поставленная цель достигаетсятем, что прогнозатор, содержащийблок запуска, блок нормирования иблок коэффициентов, последовательносоединенные счетчик импульсов, первый блок умножения, первый блок вычитания и блок отображения, содержитблок памяти математического ожиданияконтролируемого параметра, блок памяти корреляционной Функции контролируемого параметра, генератор импульсов, второй блок вычитания, второй блок умножения, компаратор, сумматор, триггер, элемент И, первыйвход которого соединен с генераторомимпульсов, а выход - с входом счетчика импульсов и с входом блоканормирования, второй вход которогосоединен с входом прогнозатора,вход блока памяти математическогоожидания контролируемого параметрасоединен с выходом элемента И и свходом блока памяти корреляционной функции контролируемого параметра, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, первый вход компаратора соединен с выходом блока нормирования, первый вход сумматора соединен с выходом второго блока умножения, второй триггера соединен с выходом компаратора, нулевой вход - с выходомблока запуска, а выход - с вторымвходом элемента И, первый вход второ.го блока вычитания соединен с выходом блока памяти математическогоожидания контролируемого параметра,второй вход - с выходом блока нормирования, а выход - со входом бло,глатематического ожидания 5 и корреля ционной функции б контролируемого параметра, а также на входы счетчика 130 импульсов и устройства нормирования 12, Значения параметра Хо и его математического ожидания шо поступают во второй блок 11 вычитания. Значение Ь = Хо - ш из второго блока вычитания поступает в блок 10 коэффи;цивнтов. Сюда же записываются значения периода повторения тактовых им- пульсов Т генератора 3 и время спалда ьо корреляционной функции прогнозируемого параметра.Значение В = Хо - шо постуйает из блока 10 коэффициентов на второй блок 7 умножения, где умножается на. значение корреляционной функции ,:(0)=1,поступающие из блока памяти :корреляционной функции контролируемого параметра б. Полученная величина Ь =. Хо - ш; суммируется в сумматоре 8 с величйной шо, поступающей из блока 5 памяти математического 40 ожидания контролируемого параметра, и сравнивается в компараторе 9 с ве- . личиной Хо, поступающей из блока 124 о. нормирования. Таким образом при с = О.уравнение (1) вырождается в Хо = 45При этом в счетчике импульсов.13 (подсчитывающем число интервалов Т) запишется значение Б = О. Поэтому блок отображения зафиксирует вред л мя до отказа аппаратуры сос = со .С выхода компаратора 9 напряжение поступает на нулевой вход В триггера 2 и приводит его в исходное Достоинством предлагаемого устройства является возможность егоиспользования для прогнозированиякваэидетерминированных процессов,изменяющихся по произвольноглу априорно нейзвестному. закону, по двумизмеренным значениям контролируемого параметра,фоцес,са. При этом г ( оо)0 и ХГ, (ьо) = ш( Со ). Если при р (С) обеспечить шЧ о) = Хд (где Хр допустимое значение контролируемого параметра), то время до отказа аппа. ратуры можно определить выражениемл лотк = "оПрогнозатор работает следующим образом.При поступлении сигнала от блока 1 запуска на единичный вход 8 триггера 2 напряжение от этого триггера поступает на первый вход элемента И 4. На второй вход элемента И поступаюттактовые импульсы с периодич(ностью То от генератора 3. Импульс с выхода элемента И и при ь = 0 поступает на входы блоков памяти состояние, На этом заканчивается подготовительная операция прогнозирования (первая точка изглерения, с = 0),лПри дальнейшем поступлении сиг- . нала от блока 1 запуска(вторая точка измерения, с,0) на единичный входл8 триггера 2 напряжение с этого триггера поступает на вход элемента И 4. 60 На второй вход элемента И поступают тактовые импульсы с периодичностью Тп от генератора 3 импульсов. Через элемент И эти импульсы поступают на входы блока 5 памяти математического ожидания контролируемого параметр . блока б памяти корреляционной функции контролируемого параметра, блока нормирования 12 и счетчика 13 импульсов. При поступлении тактовых импульсов на указанные блоки с их выходов поступают текущие значения математического ожидания ш(с ), корреляционной функции (с) и нормиро" ванного значения Х(с) прогнозируемого параметра. Значение г (6) умножаются с помощью второго блока 7 УмножениЯ на значение г = Хо - шо, поступающее из блока 10 коэффициентов, Произведения суммируются с помощью сумматора 8 со значениями ш( ), поступающими из блока 5 Полученные величины Ъ (с )(Хо - ш ) + ш сравниваются компаратором. 9 с величиной нормированного параметра Х, поступающей из блока 12 нормирования, При этом тактовые импульсы, поступаю" щие с элемента И 4, подсчитываются . счетчиком 13 импульсов, Число подсчи таиных импульсов умножается с помощью первого блока 14.умножения на период повторения тактовых импульсов Т, поступающих из,блока 10 коэффициентов, Полученное произведение кто =вычитается из времени спада корреляционной функции со с помощью первого блока 15 вычитания В момент равенства напряжЕний на входах компаратора 9 он срабатывает, на его выходе формируется импульс, поступающий на нулевой вход Б триггера 2, Триггер возвращается в исходное состояние, Сигнал на его выходе исчезает, что гриводит к блокированию элемента И 4. Поступление импульсов с генератора 3 тактовых импульсов на счетчик 13 импульсов прекращается. Таким образом осуществляется моделирование уравнения (1), решение которого пропорционально числу импульсов, поступивших на счетчик 13 импульсов, Выбирая соответствующим образом частоту повторения импульсов генератора 3, получаем код числа импульсов, записанный в счетчике 13, пропорциональный времени отклонения контролируемого параметра к допустимому пределу Вычисленная прогнозил л л руеглая величина с(пк = со .- с 1 (где- корень уравнения (1 отображается на индикаторе блока 1 б отображения./5 филиал ППП "Патентф, г. УжгЬрод, ул тн Заказ 8873/47 Тираа ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва; й