Устройство для контроля и прогнозирования параметров переходного процесса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 8893 А СПУБЛИК 11 4 С 06 Е 15/4 ГОСУД ПО ДЕ 13,; ЯИ 1Ф О Ни ТЕН ДЕТЕЛЬСТ КОМ КАВ аци льтоты л ро ью РОЛЯПЕРЕХ роля за счет дроги параметров переход устройство содержи ого процесса,блок долговремен ычисли орой и модели, нных по енти икато и памяти и а также формационственно с ыходом блотервалов,ходом блока нформационным вторым входом ервым а индик пам инены соответственн которог амяти, в НЕННЫИ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРНОГО ПРО 11 ЕССА, содержащеетельный блок, у которого втретий информационные входпервый, второй и третий инные выходы связаны соответ ходом пятого ключа, с измерения временных и ции и с информационным входом четвертого ключа, управляющий вход и выход третьим выходом элемента задержки ц с вторь 1 м информационным входом блок ои выход которого под чен к информационному входу пятогоключа, подсоединенного управляющимвходом к первому выходу нормализатораи к синхронизирующему входу блокаквантования, информационный вход которого соединен с входом устройства,выход объекта контроля которого связан с выходом генератора возмущающего сигнала, синхронизирующий входи вход запуска которого соединенсоответственно с объединенными выходом делителя частоты, входом нормализатора, входом элемента задержки, измерительным входом блока измерениявременных интервалов и с первым выходом элемента задержки, связанноговторым выходом с измерительным входомблока измерения временных интервалов,второй выход нормализатора подсоединен к первому входу блока инда выход генератора тактовых исов связан с входом делителя а ю щ е е с я тем, что, вышения достоверности коозирования дрейф состоящии из двух тождествеструктуре каналов - канала формирования модели дрейфа величины перерегулирования и канала формирования модели дрейфа времени установления объекта контроля и содержащий три элемента вычитания, два элемента деления, два элемента умножения, четыреключа, два элемента сравнения и сумматор, у которого первый, второй,третий входы, а также выход соединены соответственно с выходом четвертого ключа, с объединенными выходамивторого и третьего ключа, с первымвходом третьего элемента вычитания ис объединенным первым информационнымвходом канала формирования моделидрейфа величины перерегулирования ипервым информационным входом блокадолговременной памяти, у которого выходы с первого по девятый, а такжевторой информационный и тактовый входы связаны соответственно через первый нормально разомкнутый контактдвухпозиционного переключателя с первым информационным входом вычислительного блока, с первым входом третьего элемента вычитания, с объединенными вторыми входами первого и третьего элементов вычитания, с первымвходом первого элемента вычитания,с вторым входом второго блока деления,(2) топ(с;+ ) -и (10 Е;) Ьп,(3) п(т) = С,+ СС + С,С15 п(с) = с С 1, (1) Ьп,-йп -- (5) д 1 20 п(с) = С+ Сс + Сс + С,с, (6)25измерения парамет- то С и С определяются как и ранее,а 1 пС- скоростьдсра,1368 с вторым входом первого блока деления, с вторым входом второго блока умножения, с вторым входом первого блока умножения, с объединенными установочными входами первого и второго элементов сравнения, с выходом блока памяти через второй нормально разомкнутый контакт двухпозиционного переключателя - с выходом делителя частоты, информационный выход блока квантования через первый нормально замкнутый контакт двухпозиционного переключателя соединен с первым информационным входом вычислительного блока, выход первого элемента вычитания связан с первым входом второго элемента вычитания, выход и второй вход которого подключен соответственно через первый блок деления к первому входу блока умножения и через второй блок деления к первому входу второго блока умножения, подсоединенного выходом к информационному входу первого элеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля динамических объектов для контроля и прогнозирования происходящих в них переходных процессов.Цель изобретения - повьппение достоверности контроля за счет прогнозирования дрейфа параметров переходного процесса.Принцип работы устройства основан на том, что динамику дрейфа одного иэ параметров переходного процесса во времени п(с) можно представить полиноминальной моделью щ-го порядка где С, - результат контроля без прогнозирования (статическоезначение параметра п(С,)С ),893мента сравнения и к объединенным информационным входам второго и третьего ключей, управляющие входы которыхсоединенб соответственно с первым ивторым выходами первого элементасравнения, выход первого элемента умножения связан с информационным входом первого ключа, управляющий входи выход которого подключены соответ-ственно к второму выходу первого элемента сравнения и к объединенным информационному входу второго элементасравнения и информационному входучетвертого ключа, управляющий входкоторого подсоединен к первому выходу второго элемента сравнения, второйвыход которого связан с третьим входом блока индикации, десятые выходыблока долговременной памяти подключены к соответствующим входам канала формирования модели дрейфа величины перерегулирования, выходкоторого соединен счетвертьи входомблока индикации. Если модель линейная (в=1), т.е. Если модель квадратическая (в=2),т.е.1 то С, определяется как и ранее, а Если модель кубическая (в=3), т.е.При невыполнении очередного неравенства, например, (11), процедура идентификации завершается и принимается модель, используемая на этом шаге, в данном случае (10), т.е.квадратическая.Значению прогноэированного на момент Т параметра переходного процесса соответствует величине п(т) - С,+ С,т+ С,т, (12) В данном устройстве реализуется обратная задача прогноза, т.е. определяется значение параметра за заданное время Т и, тем самым, либо подтверждается достоверность решения о работоспособности динамической системы по результатам контроля, в случае невыхода результата (2), (4), (6) эа допуск, либо определяется "запас" работоспособности путем уменьшения Процедура вычисления коэффициентов динамических моделей (2), (4), (6) С, состоит из элементарньж операций вычитания результатов статического контроля в настоящий и предшествующий моменты времени и деления этой разности на промежуток времени между моментами получения результатов, т.е. из операций, используемых в известном устройстве, и идентификации модели (1) с реальным процессом дрейфа параметров во времени, (определения величины ш). Для этого по заданному интервалу прогноза =т вычисляются выражения (2), (4), (6) и на каждом этапе вычислений сравниваются настоящий и предыдущий результаты в соответствии с формулами Тр до величины, обеспечивающей вхождение (2), (4), (6) в допуски.На Лиг.1 приведена схема, поясняющая работу устройства, на фиг.идентификатор модели, содержащий двааналогичных по структуре канала (насхеме раскрыта структура канала формирования модели дрейфа времени уста новления объектов контроля Т) нафиг.3 - блок управления.Устройство содержит блок 4 квантования, вычислительный блок 2, блок3 памяти, блок 4 долговременной памя 115 ти, двухпозиционный переключатель5, блок 6 измерения временных интервалов, блок 7 управления, блок 8 индикации, идентификатор модели 9, генератор 10 возмущающего сигнала, де литель 11 частоты и генератор 12 тактовых импульсов.Идентификатор модели (блок 9)включает первый 13, второй 14 и третий 15 элементы вычитания, первый 16 25 и второй 17 элементы деления, первый18 и второй 19 элементы умножения,первый 20, второй 21, третий 22 ичетвертый 23 ключи, первый 24 и второй 25 элементы сравнения, сумматор 30 26 и канал 27 формирования моделидрейфа величины перерегулирования.Блок 7 управления содержит, четвертый 28 и пятый 29 ключи, элемент 30задержки и нормалиэатор 31.35 Устроиство производит контроль ипрогноз двух параметров переходногопроцесса: времени установления объекта контроля (Т) и величины перерегулирования 240 После запуска генератора 12 с выхода делителя 11 частоты подаютсясинхроимпульсы, которые после задержки элемента 30 поступают на вход запуска генератора 1 О и на измеритель ный вход блока 6. Сигнал с выхода генератора 10, синхронизируемого сигналом с выхода делителя 11 частоты, подается на вход объекта контроля, вызывая в последнем переходный процесс.50 Функция переходного процесса, содержащая информацию о техническомсостоянии объекта контроля, в виде ненепрерывного сигнала подается на информационный вход блока 1, на синхро вход которого с выхода нормализатора31 подаются синхроимпульсы, обеспечнвающие его работу. С выхода блока 1проквантованная функция переходногопроцесса поступает на первый информа 5 13688 ционный вход блока 2, на второй информационный вход которого иэ блока 7 поступают сигналы о константах, необходимых для вычислений, а из блока5 6 подается сигнал, о значении интервала квантования, необходимый для определения длительности переходного процесса. Из блока 2 н блок 7 поступают результаты сравнения вычисленных ин тервалон времени с допусками, которые затем подаются на второй вход блока 3. Кроме того, с первого выхода блока 2 на блок 3 и со второго выхода блока 2 на блок 8 подаются текущие реэуль таты сравнения для запоминания и индикации результатов сраннения,Величина перерегулиронания также вычисляется в блоке 2 какЕ= Р - Г20 где Р - максимальное квантованноезначение параметра объектаконтроля.После определения Т и" ,н блоке 2 25происходит проверка неравенств(14)макс р (15)30 где Т и . - соответственно макмакс макссимально допустимое время переходного процесса и максимальное значение перерегулирования (допуски на параметры Т и , переходного процесса).Если неравенства (14) и (15) справедливы, то с блока 2 через блок 3 вывыдаются информационные сигналы на запись результатов контроля в блок 4. Одновременно результаты контроля из блока 4 вэводятся н идентификатор 9, который осуществляет процесс идентификации динамической модели параметров (1).Первый информационный вход блока 2 отключается переключателем 5 от выхода блока 1 и подключается к первому выходу блока 4, на второй информационный вход которого с блока 3 поспоступает информация о результатах вычислений, полученных без уточнения достоверности результатов контроля,Идентификация модели происходит следующим образом.Значения вычисленных во время статического контроля параметров ТИ,), Т(с;) и," И; ), (;, ) в случае 936линейной модели (2) или ТИ,), ТИ;) ТИ,) и 2:И;), :И, ), ЕИ;) в случае, квадратической модели (4), или ТИ;), ТИ, ), ТИ ), Т(С;, ), и И;), 2 (т, ) Х.И; ), (е, ) н случае кубической модели (6) подаются из блока 4 по тактирующим сигналам, поступающим из блока 11 в идентификатор модели 9, где элементами 13, 14, 15 вычисляются первые, вторые, третьи соответственно числители выражений (3), (5), (7) разности параметров.Б практически важных случаях вычисление эаканчинается на третьих разностях, так как в пределах периода контроля модель динамики процессов, связанных со старением, имеет степень не выше второй. Полученные разности делятся в элементах 16 и 17 на интервал времени между измерениями ь и умножаются элементами 18 и 19 на интервалы прогноза Т в соответствии с выражениями (2), (4),(6) .В процессе вычислений элементами 24 и 25 проверяется выполнение соотношений (9), (10) . Значение прогнозированных на момент Т параметрон вычисляются в рассматриваемом случае квадратической модели н соответствии с формулой (12), полученные результаты записываются в блок 4 и с негопоступают н блок 2, где внонь сравниваются с допусками по формулам (14) и (15) . Если неравенства (14) и (15)выполняются, то принимается окончательное решение о годности объекта контроля, кроме того, блок 8 осуществляет индикацию величин Т и. Если же неравенства 2 (14) и (15) не выполняются, то результат Контроля является недостоверным.Техническим эффектом изобретенияявляется повьппение достоверности контроля за счет прогнозирования изменения параметров переходного процесса но времени.Положительный эффект заключаетсяв уменьшении количества операций контроля, снижении трудозатрат и высвобождении обслуживающего персонала для выполнения своих основных функциональных обязанностей, а также снижение времени простоя аппаратуры.1368893 Составитель С. Демиденкоедактор С. Патрушева Техред И.Ходанич Корректор О. Кунд аказ но и от наб оизводственно-полиграфическое предприятие, г. ул. Проектная, 4 7/51 Тираж 704ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушска Пота СССытийд. 4/