Устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицескик Республик(23) Ириорите Государственный немотеСовета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий юллетень И 18 ( УДК621,317.799:(0888) 3) Опубликовано 15057 5) Дата опубликования сания гЬ.09.78(72) Авторы изобретени Меркурьев, Ю.Е. Монахов и Е.А. Шульг енинградский Институт авиационного приборостроения) Заявител П РОВЕДЕНИЯ МАТРИЧНЫХ ИСПЫТА НИЙ 54) УСТРОЙСТВО АТИСТИЧЕСКИМ СПОСОБ ся к изм ачено дл параметр бых безы стройств т Изобретение относит ерительной технике и предназн я исследования и оптимизации ов покритерию надежности лю нерционных радиоэлектронных у и статическом режиме.Известны устройства для проведенияматричными испытаний статистическимспособом, содержащие блок управления,генератор тактовых импульсов, счетчик Ючисла реализованных ситуаций, генератор случайных чисел, распределительреле квантов определяющих параметров,регистратор результата испытания в видесчетчиков числа отказных ситуаций, блок 5моделирования исследуемой схемы и блокконтроля 11,Недостатком известных устройств являе ся большое время получения оптималь- Юных по надежности номинальных значенийи допусков на варьируемые параметрыиспытуемой схемы из-за необходимости:дальнейшей обработки (ручной или с использованием ЦВМ) матрицы отказов, поз воляющей сделать выводы только о размерах области работоспособности исследуемой схемы - контроля работоспособности всех реализаций схемы в физической модели, собираемой, устройством.зо Цель изобретения - ускорение процесса получения оптимальных параметров элементов испытуемых схем.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом,содержащее генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора случайных чисел и блока управления, который подключен к блоку контроля, счетчику и через генератор случайных чисел и непосредственно к распределителю, соединенному через ключевые элементы с блоком моделирования, подключенным к блоку контроля,вв .дены генератор случайной длительности, блок памяти координат допусковых областей и блок сравнения допусковых областей, при этом генератор случайной длительности включен между генератором такто" вых импульсов и блоком управления, а выход распределителя через блок памяти координат допусковых областей соединен с входом и выходом блока сравнения допусковых областей, причем выход блока контроля соединен с одним из входов блока управления. На чертеже представлена структная электрическая схема устройств51 О -20 й, 25 ЗО 35 44) 45 50 Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора 2 случайных чисел непосредственно и через генератор 3 случайной длительности с блоком 4 управления, выходы которого подключены к счетчику 5 числа циклов и блоку б контроля непосредственно и через генератор 2 случайных чисел и распределителю 7, а третий и четвертый входы - к выходам счетчика 5 числа циклов и блока б контроля, ключевые элемнты 8 а 1 82 8"-п,включенные между распределителем 7 и блоком 9 моделирования, соединенным с блоком б контроля, блок 10 памяти координат допусковых областей, включенный между распределителем и блоком 11 сравнения, выход которого соединен с блоком памяти координат допусковых областей. Результаты испытаний индицируются регист ратором результата, подключенным.к бло Ку памяти координат допусковых областеПроцедура осуществления матричных испытаний статистическйм способом. проводится в несколько циклов, Их число определяется аналитически для принятого уровня доверия и точности получения результатов, В каждом цикле первоначально, случайным образом, выбирается исходная точка в пространстве внутренних параметров испытуемой схемы и определяется ее работоспособность в соответствии с ранее выработанными критериями работоспособности схемы, Если исходная точка неработоспособна, то один цикл .испытаний считается законченньв. и случайныа образом выбира. ется следующая исходная точка. Если исходная точка работоспособна, цикл испытаний продолжается, для чего координаты исходной точки запоминаются и по определенной программе начинается выращивание допусковой области, полностью принадлежащей области работоспособности испытуемой схемы. Допусковая область выращивается в виде многомерного гиперкуба, размерность ко-. торого определяется числом варьируемых параметров. Для этого к номерам квантов, соответствующих координатам исходной точки, последовательно прибавляется сначала по единице, потом по две, по три и т.д., чем. задаются координаты следующих точек на диагонали гиперкуба. В каждой точке диагонали допусковой области осуществляЕт ся проверка работоспособности испытуемой схемы.Увеличение номеров квантов происхо" дит до появления первой отказной ситуации в физической модели схемы. В 60 этом случае запоминаются координаты пРедыдущей точки диагонали гиперкубадопусковой области, увеличение номеров квантов варьируемых параметров прекращается и происходит возврат к исходной 85 точке гийеркуба. Аналогично происходит уменьшение номеров квантов варьируемых параметров с обязательной проверкой работоспособности значений координат, соответствующих точкам на этой же диагонали допусковой области. Таким образом, могут быть определены крайние значения номеров квантов, соотнетствующие координатам концов диагонали многомерной допусковой области. Так как обычно о форме области работоспособности схемы априорных сведений нет, то необходима проверка работоспособности испытуемой схемы при значениях внутренних параметров, соответствующих граням вырашиваемой допусковой области. Эта проверка осуществляется статистическимспособом в моменты времени, не совпадающие с моментами времени проверки работоспособности точек на диагонали допусковой области.В эти моменты происходит фиксация значений кванта случайного параметРа, а следовательно, и соответствующего значения этого внутреннего .параметра, последовательный возврат к значениям координат исходной точки по остальным параметрам или уже определенным значениям конца диагонали допусковой области и проверка работоспособностииспытуемой схемы при значе" ниях параметров, лежащих на гранях определяемого гиперкуба. Если в проверяемых точках зафиксирована хотя бы одна неработоспособна ситуация, выращивание прекращается, запоминаются координаты предыдущей точки на диагонали допусковой области, которая считается конечной. Число контролируемых точек на гранях гиперкуба подсчитывается для принятого уровня доверия, также как и число циклов выращивания.Допусковые области, определяемые в разных циклах, сравниваются, выбираются, запоминается область, имеющая наибольший объем (или наибольшую диагональ) . Затем вычисляются координаты крайних точек и центра тяжести (середины диагонали) выбранной области. Эти координаты соответствуют значениям оптимальных допусков (производственных или эксплуатационных) и номиналов варьируемых параметров элементов исследуемой схемы.Устройство работает следующим образом.Импульсы с генератора 1 тактовых импульсов, синхронизирующего работу всего устройства, поступают на выходы блока 4 управления, генератора 2 случайных чисел и генератора 3 случайной длительности.Блок 4 управления, определяющий последовательность операций всеми блоками устройства и обеспечивающий выработку требуемого числа циклов определения допусковых областей исследуемой схемыпо заданной программе, выдает команду на выдачу координат исходной точки генератором 2 случайных чисел.Генератор 2 случайных чисел, вырабатывающий случайные числа с равновероятным законом распределения, по команде блока 4 управления в такт с поступлением сигналов от генератора 1 тактовых импульсов последовательно выдает в двоичном коде случайные числа, соответствующие номерам квантов первого, И второго и последующих варьируемых параметров исследуемой схемы.Распределитель 7, обеспечивающий включение необходимых ключевых элементов 8 = 1, 8= и представителей кван тов варьируемых параметров блока 9 моделирования, согласно данньм генератора 2 случайных чисел фиксирует определенную исходную точку в пространстве внутренних параметров испытуемой схе) мы, а затем, после проверки ее работоспособности, по командам блока 4 управления осуществляет целенаправленное переключение представителей квантов варьируемых параметров, т.е. осуществляется выращивание допусковой области в каждом цикле работы устройства,Ключевые элементы представителей квантов варьируемых параметров позволяют по данным распределителя 7 установить требуемые значения этих параметров в блоке 9 моделирования исследуемой схемы. Блок моделирования представляет собой диэлектрическую плату (или подложку),на которой последовательно с контактами соответствующих ключевых элементов подключены представители квантов варьируемых параметров исследуемой схемы, с диапазонами, обеспечивающими определение границ области работоспособности этой схемы и эквидистантно разбитые на одинаковые в относительных единицах интервалы.Блок 6 контроля, анализирующий вы" ходные сигналы испытуемой схемы и характеризующий указанные блоком 4 управления ситуации, определяя работоспособна схема или нет в соответствии с ранее выбранными критериями ра ботоспособности, проверяет работоспособность установленной в блоке моделирования исходной точки. На время контроля, кратное периоду поступления сигналов от генератора 1 тактовых импуль сов, все переключения представителей квантов параметров в блоке 9 моделирования прекращаются, Если исходная точка неработоспособна, блок б контроля через блок 4 управления выдает команду 80 на формирование генератором 2 случайных чисел новой исходной точки. Если исходная точка работоспособна, то блок 4 управления выдает в распределитель 7 команды на запись координат исходной точки в блок 10 памяти координат допусковых областей и начало выращивания допусковой области. П командам блока 4 управленйя в такт поступления сигналов от генератора 1 тактовых импульсов начинается целенаправленное переключение ключевых элементов8=1 8 ап, приводящее к необходимымизменениям параметров элементов исследуемой схемы в блоке 9 моделирования,Блок 10 памяти координат допусковых областей, регистрирующий по командам блока 4 управления и данным распределителя 7 номера представителейквантов параметров блока 9 моделирования в крайних точках диагонали выращиваемой многомерной допусковой области в двух любых циклах. работы установки, запоминает координаты исходной точки.Генератор 3 случайной длительности вырабатывает сигналы через случайныено кратные периоду следования импульсов от генератора тактовых импульсов, промежутки времени. После выдачикоманды на начало выращивания допусковой области эти сигналы поступаютчерез блок значений представителейквантов в блок 9 моделирования и наблок 6 контроля для проверки этихситуаций в исследуемой схеме. Еслипроверенные ситуации работоспособны,блок 5 управления выдает команду напродолжение выращивания допусковойобласти в сторону увеличения номеровквантов относительно исходной точки.Блок 10 памяти координат допусковыхобластей, помимо координат исходнойточки, запоминает значения координатточек, лежащих на диагонали допусковой области. Если блоком б контролязафиксирована неработоспособная ситуация в точке, лежащей на диагонали допусковой области, то блоком 4 управления выдается команда на фиксацИю в блоке 10 памяти координат допусковых областей значений, соответствующих координатам предыдущей точки на диагонали гиперкуба; если неработоспособная ситуация в схеме принадлежит точке на грани допусковой области, то фиксиру ются координаты уже выявленной перед проверкой точки на диагонали допусковой области и блок 4 управления выдает команду на,возвращение к исходной точке и выращивание допусковой области в сторону уменьшения номеров квантов варьируемых параметров. Тем самым обеспечивается определение координат крайних точек диагонали допусковой области в одном цикле работы устройства, Р следующем цикле фиксируются и запоминаются координаты крайних точек диагонали новой допусковой области.Блок 11 сравнения допусковых областей предназначен для определения размеров диагоналей многомерных допуско607166 каз 2576/34 Подписное ПП Патент д, ул.Плоектн вых областей в любых двух циклах работы устройства и выбора большего значения. По окончанию цикла работы по данным блока 10 памяти вычисляется размер диагонали, сравнивается с размером диагонали ранее определенной6 допусковой области и выбирается диагональ большего размера. Затем блок 11 сравнения вырабатывает команду на сохранение в блоке 10 памяти координат крайних точек диагонали большой допус-ковой области.Счетчик 5 числа циклов по дан" Ным блока 4 управления контролирует число циклов определения допусковых областей исследуеМой схемы и по достижениИ заданного значения выдает в блок 4 управления команду на прекра. щение работы устройства. По этой команде, блок 11 сравнения определяет координаты средней точки, наибольшей из определенных допусковой области, и, блок 10 памяти выдает на регистратор результата номера квантов по каждому из варьируемых параметров, соответствующие координатам середины и концов 26 диагонали наибольшей допусковой области, а следовательно, оптимальным номинальным значениям (производственным или эксплуатационным) допусков на эти параметры исследуемой схемы. 80Опйсанное устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом позволяет сократить время непосредственного определения оптимальных по надежности номинальных значе- ;ц ний (производственных или эксплуатационных) допусков на варьируемые параметры исследуемой схемы и повысить производительность труда, так как: отпадает необходимость выявления и обработки матрицы отказов, определяющей область работоспособности схемы,контролируется работоспособность незначительного числа ситуаций в физической модели, что приводит к сокращениювремени работы блока 6 контроля, составляющего основную долю в общем времени работы устройства. формула изобретенияустройство для проведения матричных испытаний статистическим способом, содержащее генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора случайных чисел и блока управления, который подключен к блоку контроля, счетчику и через генератор случайных чисел и непосредственно к распределителю, соединенному через ключевые элементы с блоком моделирования, подключенным к блоку контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса получения оптимальных параметров элементов испытуемых схем, в него введены генератор случайной длИтельности, блок памяти координат допусковых об- . ластей и блок сравнения допусковых областей, при этом генератор случайной длительности включен между генератором тактовых импульсов и блоком .управления, а выход распределителя через блок памяти координат допусковых областей соединен с входом и выходом блока сравнения допусковых областей, причем выход блока контроля соединен с одним из входов блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 183830, кл. 506 Г 15/46, 1965.