Устройство для диагностирования объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 8013 416 А 504 С 05 В 23/О фМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ностике и может быть использовано длядиагностирования технического состояния сложных объектов. Цель изобретения - увеличение полноты контроля,Устройство содержит группу вычитателей 6, первый 7 и второй 11 блокиэталонов, блок вычисления коэффициентов 8, группу анализаторов знака 9,группу ключей 10, группу элементовИЛИ 12, переключатель 13 и блок индикации 14. Увеличение полноты контроля достигнуто эа счет выявлениягруппы входных сигналов, при которыхпогрешность на выходах устройствабудет .наибольшей. 2 з.п. ф-лы,5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23,07.87. Бюл, В 27 (71) Ленинградский институт водного транспорта(56) Авторское свидетельство СССР1095176, кл. 6 06 С 7/58, 1985,Авторское свидетельство СССР У 572764, кл. С 05 В 23/02, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА( то можно утверждать, что погрешностьпо первому каналу будет максимальнойв том случае, когда положительнымкоэффициентом при х,. будут соответствовать их максимально возможные значения, а отрицательным коэффициентам Изобретение относится к вычислительной технике и технической диагностике и может быть использовано при проверке объектов на работоспособ 5 ность.Цель изобретения - увеличение полноты контроля.На фиг. 1 представлена структурная схема объекта (регулятора активной нагрузки судовой электростанции); на фиг. 2 - структурная схема устройства для диагностирования объекта; на фиг. 3 - блок вычисления коэффициентов; на фиг. 4 - блок умножения; на фиг. 5 - анализатор знака.Регулятор активной нагрузки судовой электростанции содержит датчики 1 и 2 активной нагрузки, формирова" тель 3 среднего арифметического значения активной нагрузки, элементы 4 и 5 вычитания (фиг. 1).14, 1 с 21 с 5 - передаточные коэффициенты соответствующих функциональных блоков Ь 1 с 1 Д 1 с 5 - отклойение 25 от их эталонного значения; х х 2 - входные сигналы регулятора; Дуду 2 отклонение от заданного значения выходных сигналов регулятора.Для данного объекта относительно З 0 показателя качества ду, можно запиЬу= Х,Д 1 с 31 с 1 с+ х 1 дс 71 с 1 с 4 + + х 11 с 1 Д 1 сз 1 с 4 + х 1 д 1 с 1 ь 1 съ 1 с 4 + х 21 с 2 д 1 сз 1 с 4 +х 2 Л 1 с 2 д 1 сз 1 с 4 - х 1 ь 1 с 1 с + Х 1 с 11 с 3 л 1 с 4+ +х 1 д 1 с 1 с 3 Д 1 с + х 1 с 1 сЗ д 1 с 4+ х 2 Л 1 с 1 с Л 1 уз 5Д 5 4 Х 1 1+ х 21 с 2 Д 1 с 3 Д 1 с 4 + х 2 Д 1 с 2 Д 1 сЗ Л 1 с 4+Х 1 1 Л 1 с 4 Х 1 д 1 л 4 1( 1 с 1 ъ 4 + 1 с,. д 1 сз 1 с 4 + 1 с, д 1 сЗ 1 с 4 - ЛЬ,1 с 4 + 1 с 11 сф 4 + д 1113 л 1 сэ +11 Л 13 д 1 с 4 +11 д 1 з Д 14 401 с 11 с 4 л 1 с 1 д 1 с 4) + х 2 ( 1 с 21 с 51 с 41 с 2 Д 3 4 Д 1 с 2 Л 31 с 4 1 с 2 Э 4д 1 с 21 с 3 д 1 с 4 1 с 2 Д 1 с 3 д 1 с 4 + Д 1 с 2 Л 1 сЗД 1 с 4) -Х 4 с 1 + Х с(2и, с ) . 11 45Если при х; - минимально возможные значения, Так, если в приведенном примере 1,(О, а Ю 2О, то для того, чтобы получить максимально возможную погрешность ду , необходимо на первый1 фвход подать значения х, , а на второй вход Х 2. Если н этом случае д у будет удовлетворять заданным1условиям, то объект по первому каналу является работоспособным, так как при всех остальных комбинациях х, и Х 2,Ь у будет меньше полученного значения, т,е, тем более будет удовлетворять предъявляемым к нему требованиям ес 1Д 1 с 11 с 91 с 4 Л 1 с 1 д 1 с 31 с 4 Д 1 с 1 1 сз 1 с 4 Д 1 с 11 с 4 + 1 с 1 1 сз д 1 с 4. + 1 с 11 сз д "4 ++ д 1 с 2 д 1 с 3 д 1 с 41 с 11 с 3 Л 1 с 5 + 1 с 1 д 1 с 31 с 5 + 1 с 1 Ысз Д 1 с 5л 111 с 31 с 5 + д 1113 л 1 с 5 + д 11 Л 1 сз 1 с 5+3Д 1 с 1 д 1 сЗ Л 5с 4 1 с 21 сЗ Ь 1 с 5 2 Л 3 5 2 3Л 1 с 21 сз 1 с 5, Л 1 с 7 3 Д 5 . Д 2 3 52 Л ЗД 5 2 5 2 52 5в общем виде можно записатьду 1 - х 1 с 1 + Х 2 с 2 +х; с 1; +.Х,сАналогично и для второго каналаможно записатьду = х 11 с 11 сзл 1 с + х 1 с, Л 1 с 31 с 5 + + х,1 с,л 1 сз д 1 с 5 + Х 1 Л 1 с 11 с 31 с 5 + Х 1 Д 1 с 11 сз 1 с 5 + х,д 1 с 1 д 1 сз 1 с 5 + х 1 Д 1 с 1 б 1 сз ь 1 с 5+ х 21 с 21 с 3 д 1 с 1 + 212 д 1315+ Х,1 2 ь 1 ЗД 1,+ 2 д 121315 +2 3 Д 1 с 5 х 2 1 с 2 д 1 сз 1 с 5+ х 2 д х 2 Л 1 ср д 1 с 5х 2 1 с 2 Ь 1 с 5 х 2 л 1 с 2 1 с 5 х 21 с 2 Л 1 с 5х З + Х 204Сущность изобретения заключается в том, что исходя из технического состояния объекта (с;) и возможных предельных значений входных сигналов (х 1 х ) определяется такой набор входных сигналов, при котором погрешность в работе объекта оказывается максимальной. 11 ри этом, если коэффициент ь( при х. имеет знак плюс, то для максимизации функции Ду = Г 1(х;, 1 с Д 1 с 1) необходимо выбрать хабкс, а если Ы 1 имеет знак минус. То хчинз 132544В состав устройства для диагностирования объЕкта входят группа вычитателей 66 6, первый блок 7эталонов, блок 8 вычисления коэффициентов, группа анализаторов 9,99,знака, группа ключей 10,10 10 ,второй блок 11 эталонов, элементы ИЛИ12,12 12 переключатель 13,блок14 индикации (фиг. 2).10Первый 7 и второй 11 блохи эталонов - известные блоки, которые могутбыть выполнены в виде делителей напряжения, на входы которых в режиме диагностирования может быть подано постоянное напряжение. Но функциональноблок 7 эталонов формирует сигналы,пропорциональные номинальным значениям диагностических параметров, например, их передаточных коэффициентов 1 с 1 с 1 сп, а второй блок 11 эталонов формирует сигналы, пропорциональные предельным значениям входныхсигналов объекта: х ,х;(д=1,ш),Блок 8 вычисления коэФфициентов - 25известный функциональный блок, который может быть выполнен в виде блоков умножения, сложения и вычитания.Одна из возможных практических реализаций блока 8 вычисления козффициен- ЗОтов представлена на,фиг. 3 применительно к вычислению коэффициента Ы.для приведенного примера объекта(фиг. 1).Блок 8 вычисления коэффициентовсодержит группу умножителей 15,15офсумматор 16 и вычитатель 17.Умножители 1515 , - известныефункциональные блоки. Если число сомножителей в слагаемом выражении (1) 4больше двух, например, К,1 п,1, топрименяются соответственно два последовательно соединенных умножителя 18и 19 (Фиг. 41),Для вычисления коэффициента первый 45из первых входов блока 8 вычислениякоэффициентов соединен с первыми входами умножителей 15, 15, 15, 15, 156,15 группы; сигнал со второго и пятого из первых и вторых входов в формировании сигнала, соответствующего Ы,не используется; третий из первыхвходов соединен с первыми входами ум"ножителей 15, 15 группы и со вторыми входами умножителей 15 З, 15 пгруппы; четвертый из первых входовсоединен с первыми входами умножителей 15, 15 группы, со вторыми входами умножителей 15, 15, 15 группы 16с третьим входом умножителя 15,первый из вторых входов блока 8 вычис-ления коэффициентов соединен со вторымн входами умножителей 15, 15 п, 15 згруппы, с третьим входами;умножителя15, группы; третий из вторых входовсоединен со вторыми входами умножителей 15, группы, третьими входами умножителей 15, 156 группы четвертыйиз вторых входов соединен со вторымвходом умножителя 15 группы и третьими входами умножителей 15 15 , 15группы, выходы умножителей 15 15 .,15, 15, 15, 15 и 158 соединенысоответственно с первым - седьмымвходами сумматора 6, выход которогосоединен с первым входом вычитателя17Выходы умножителей 1515 и 15соединены соответственно со вторым,третьим и четвертым входами вычитателя 1 1, выход, которого соединен спервым из выходов блока 8 вычисления коэффициентов.Аналогично строится блок 8 вычисления коэффициентов и для вычисленйяо 1 ср (, и таадПри подаче сигналов на первые ивторые входы блока 8 вычисления коэффициентов входящие в его составумножители 15, ,15, сумматор 16 ивычитатель 11 выполняют свои прямыефункции и в соответствии с (1) навыходе блока вычитания формируетсясигнал, соответствующий Ы,Анализаторы 9,9,9 знака служат для определения знака коэффициентов Ы ЫЫ одна из возможныхреализаций которого представлена нафиг. 5. Анализатор 9 знака (фиг.5)выполнен в виде двух пороговых элементов 20 и 21.Первый пороговый элемент 20 формирует сигнал логической единицы, еслина его входе положительное напряжение, близкое к 0, и вьппе, а второйпороговый блок 21 формирует сигналлогической единицы, если на его входеотрицательное напряжение, близкое к0, и ниже. Таким образом, если навход анализатора 9 знака поступитсигнал в виде положительного напряжения (соответствует положительномузначению Ы;), то на выходе первогопорогового элемента 20 фиксируетсясигнал логической единицы) а, следо-вательно, и на первом выходе блока9 определения знака), а на выходевторого порогового элемента 21(нтором выходе блока 9 определениязнака) - логический ноль.Наоборот, если на входе анализатора 9; знака - отрицательное напряжение, то на выходе второго пороговаго.элемента 21 - логическая единица, и на ныходе первого пороговогоэлемента 20 - логический ноль.Таким образом определяется знаккоэффициентов , ( = 1,ш),10Ключи 10,10 10 открываются вслучае, если на их второй вход подается управляющий сигнал в виде логической единицы.Блок 14 индикации - известный функциональный блок, в качестве которогоможет быть использован цифровой вольтметр.Устройство (Фиг, 2) работает следующим образом, 20После того, как устройство будетподключено к объекту и будет включенопитание (объект и шины питания не показаны) на вторые входы вычитателей6 6 группы поступят сигналы, ха 25рактеризующие техническое состояниеобъекта (например, 1,1 Е с выходов соответствующих датчиков, встроенных в объект),На первые входы вычитателей 6, 3066 поступят сигналы, пропорциональные их эталонным значениям с выходов блока 7 эталонов, эти же сигналы поступят и на соответствующие вторые входы блока 8 вычисления коэффициентон. На выходах вычитателей 6,6 6 группы формируются сигналы,соответствующие отклонению реальныхпараметров от их эталонных значений(например Вас, л 1 с31 с ), поступающие на соответстнующие первые входыблока 8 вычисления коэффициентов, навыходах которого формируются значениякоэффициентов (например, с , с о)Знак каждого из коэффициентон ЫЫ, 45оценивается соответствующим из анализаторов 9, 99, знака группы и.в соответствии с тем,отрицателен илиположителен знак с;, на соответствующем выходе анализатора 9 знака 50появляется сигнаЛ логическои единицы Набор логических единиц и нолей с выходов анализаторов 9, 9знака группы поступает на вторые входы сввтветствующих ключей 10 1010, на первые входы которых поступают сигналы, пропорциональные возможным максимальным и минимальным значениям для каждого из входных сигналов (например, х; и х ) с выходов второго блока 11 эталонон. На один из двух входов каждого элемента ИЛИ 12 , 12 12 группы поступает сигнал х,1 миН или х , и Фиксируется на его выходе, Поочередно подключая выходы элементов ИЛИ 12 , 12 12 группы посредством переключателя 13 к выходу блока 14 индикации, оператор определяет набор входных параметров, при которых погрешность в работе объекта окажется максимальной.Таким образом, устройство позволяет опредепить набор входных сигналов исследуемого объекта, при котором погрешность на. его выходах будет наибольшей. Причем данная информация определяется, исходя из технического состояния объекта. Это увеличивает полноту контРоля.Формула изобретения1. Устройство для диагностированияобъекта, содержащее первый и второйблоки эталонов, блок индикации и переключатель, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения полнотыконтроля; введены группа нычитателей,группа анализаторов знака, блок вычисления коэффициентов, группа ключей,группа элементов ИЛИ, первые входывычитателей группы являются входамиустройства, выходы нычитателей группысоединены с входами первой группы блока вычисления коэффициентов, входывторой группы которого, объединенные соответственно с вторыми входаминычитателей группы, подключены к выходам группы первого блока эталонов,выходы группы блока вычисления коэффициентов соединены с входами анализаторов знака группы,1 выходы которыхсоединены с входами управления ключейгруппы, информационные входы которыхподключены к соответстнующим выходамвторого блока эталонов, а выходы попарно соецинены с соответствующимивходами элементов ИЛИ группы, выходыкоторых через переключатель подключены к входу блока индикации,2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок вычислениякоэффициентов содержит сумматоры, вычитатели и группы умножителей по числу ныходвн блока, входы умножителейгрупп являются входами первой и второй групп блока, выходы умножителей132541 Ь ф 1 каждой группы подключены к входамсоответствующих сумматоров и к входамгруппы соответствующих вычитателей,выходы которых являются соответствую 5щими выходами блока, выходы сумматоровподключены к входам соответствующихсумматоров. 3, Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что каждый иэанализаторов знака группы содержитпервый и второй пороговые элементы,входы которых являются входом блока,а выходы - соответствующими выходамиблока.Заказ 3106/41ВН ное 130 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,Тираж 863И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рау Подпискомитета СССР .открытийская наб., д, 4/5