Устройство для оптимизации периода и глубины контроля

)4 С 06 Г 15/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТ ВТОРСНОМУ СВИ опьяно во СССР6, 1984.СССР6, 1986,ЗАЦИИ ПЕк вычисыть исОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИИИРИОДА И ГЛУБИНЫ КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относитсялительной технике и может пользовано при определении характеристик с 1 тожных технических объектов. Целью изобретения является повышение точности определения периодичности и глубины контроля. Устройство содержит блок 1 установки ограничений, блоки 2 задания постоянных коэффициентов, блоки 3 умножения, генераторы 4, 5 линейно изменяющегося напряжения,бло" ки 6, 21 деления, сумматоры 7, элементы 8, 27, 29 задержки, узел 9 формирования экспоненциальной Функции, инвертор 1 О, ключи 11, элементы И 12, 26, 28, 35, блоки 13, 32 сравнения, ключи 14, 20, аналого-цифровой 15 и33 1508240 4цифроаналоговый 22 преобразователи, 33, блок 34 установки заданной точблок 16 индикации, переключатель 17, ности. Устройство обеспечивает воздвухпозиционный переключатель 18, можность установки заданной точносблок 19 памяти, счетчик 23, элемент ,. ти работы, за счет чего достигается 24 односторонней проводимости, эле- оптимальное использование техническомент 25 дифференцирования, элемент го объекта при максимальной вероят- ИЛИ 30, блок 31 вычитания, элемент НЕ ности его готовности.2 ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении эксплуатацион 15ных характеристик сложных технических объектов, в частности, для определения периодичности и глубины ихконтроля.Цель изобретения - повышение точности определения оптимальной периодичности и глубины контроля,Сущность изобретения состоит втом, что .определяется оптимальнаяпериодичность и глубина контроля помаксимальному значению целевой функции, заданной вероятностью готовнос(ти контроля Р с заданной точностьюгЕ в равномерно распределенный моментвремени, зависящий от глубины я, длительности , периодичности контроляТ , длительности восстановления Тобъекта контроля и их взаимосвязи. Спомощью первого генератора линейноизменяющегося напряжения обеспечивается непрерывное увеличение от нулязначения Т при каждом фиксированномТа, периодйчески ступенчато задающемся с помощью второго генератора.При этом устройство непосредственно0моделирует изменение величиныи с.чУвеличение Т, при каждом фиксированном Т прекращается в случае достижения величиной Р максимального зна"чения. При максимальном значении Р45проверяется условие по точности. Если оно не выполняется, то уменьшаетсяшаг ступенчатого изменения Ти опять.моделируется процесс. Уменьшение Т 8и моделирование процесса происходит 50до выполнения условия по точности,В математическом плане задача состоит в определении таких значений Т и ф, при которых Р г достигает наибольшего значения, и Ргс- Рг с Е т.е. Р удовлетворяет заданнойг максточности ее определения, где х 1,п. Моделирование готовности объекта контроля марковским процессом смены его состояний с их демарковизацией . методом фаз Эрланга позволяет представить вероятность готовности объекта контроля в виде:ГВАЛТ +7) +Т +аТ Р ="- -" --- +(1 г)Т,1- р 1-ехр Л.Т) ВИ где Ы, р - вероятность ошибок конгроля первого и второгородов;- интенсивность отказов;Т и 8 - длительность восстанов"кления и контроля, зависящая от глубины контроля;Т к - период контроля.Глубина контроля оценивается коэффициентом:01 , (г)Т 81Вгде Т - длительность восстановления объекта контроля, контроль которого осуществляется в целом, т.е. в случае контроля в целом я=1, так как Т =Т;. в случае контроля до блока, узла и т.д. я ( 1, так,как Т а ( Т,.Длительность контроля также задана линейной зависимостью от глубины контроляк= В - Ая, (3) где параметры А ) О и В0 определяют характер и степень влияния глубины на длительность контроля.Коэффициент е оказывает двойноеАвлияние на Р: с одной стороны, уменьшение я приводит к УМеньшению Т и, следовательно, к увеличению Рг, с другой стороны, уменЬшение я ведет к увеличению Си, следовательно, к уменьшению Р-Оптимальный период и глубина контроля с заданной точностью получается при выполнении условия;+ 1 с ья (4) где Е = 1,п - этап, на котором определилось Р ; 5щ моксЯ мокси- --- возможное число этаповд 8определения на ш-муровне определения;10АЯЮя = --- шаг изменения глубинышконтроля на ш-м уровне определенияГ мокС ф 15Я Ви 411я = .В - начальная глубина конст штроля на ш-м уровнеопределения Р- начальная глубйна конминтроля на первом уровне определения Рш=1,И - натуральный ряд чийсел.На фиг.1 представлена Функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.25Устройство содержит блок 1 установки ограничений, блоки 2-2заданияМ постоянных коэффициентов, блоки 3- 3 умножения, первый 4 и второй 5 генераторылинейно изменяющегося напря жения, блоки 6- 6 деления, сумматоры 7, -7, элементы 8, - 81 задержки, узел 9 формирования экспоненциаль-. ной функции, инвертор 10, второй ключ 11, первый элемент И 12, первый 35 блок 13 сравнения, первый ключ 14, аналого-цифровой преобразователь 15, блок 16 индикации, переключатель 17, двухпозиционный переключатель 18,) блок 19 памяти, третий ключ 20,.пя тый блок 21 деления, цифроаналоговый преобразователь 22, счетчик 23, элемент 24 односторонней проводимости, элемент 25 дифференцирования, второй элемент И 26, восьмой элемент 27 за держки, третий элемент И 28, девятый элемент 29 задержки, элемент ИЛИ 30, блок 31 вычитания, второй блок 32 сравнения, элемент НЕ 33, блок 34 установки заданной точности, четвертый 50 элемент И 35 и вход 36 установки устройства в исходное состояние.Устройство работает следующим образом.В момент времени С, на вход 36 подается единичнья импульс, который ус.танавливает в нулевое состояние блок 19 и в исходное единичное состояние 1508240 61счетчик 23, Далее на выходах блоков2, -2, устанавливаются напряжения,пропорциональные величинам соответственно Т; -А; В; Ы 1 Р1 Л 11 - р; 1 - с, На выходе генератора5 устанавливается напряжение, пррпорциональное значению Т (Т( Т),соответствующее 88 . Напряжениена выходах блока 19 и генератора 4равно нулю. Ключи 14 и 20 разомкнуты,ключ 11 замкнут. Переключатель 18подключает свой первый информационный вход к первому входу блока 13.При этом на выходы. блоков 61, 3 , 7746, 7 3и Ь поступают напряжения,пропорциональные соответственно д =Омин 1 Ммин 1 " к =В АЯмчнэ о Т к 1 а( ТВ++ (1-Ы)Т, + рУ(1-р);Л Ц,т ккак имеются отличные от нулянапряжения на выходах генератора 5 и блоков2, - 2,(в общем случае),На втором входе блока 32 устанавливается напряжение, пропорциональное заданной точностиопределенияя и Т с выхода блока 34,Работа устройства по оптимизациие и Т с заданной точностью Т начиКнается при запуске генератора 4, какэто показано для момента 1 на фиг.2 а.С этого момента напряжение 11 (г;) навыходе генератора 4 линейно возрастает, а на выходе блока 6 (фиг,2 в) на"пряжение Б 8 (й) =Р (С) возрастает позакону, определенному Формулой (1).При этом напряжения 1(С), Б.,В(С),1 ) ф 85( ) э 8( ) й В( ) э11 ,(1), ПВ (й), 11 В (С), ПВ, (С) не изменяются, Если в некоторый момент времени напряжение Б 8 (С+ аС,) на информационном входе переключателя 18 (азначит и на входе блока 13) оказывается больше, чем напряжение 11 с (С) надругом входе блока 13, что свидетельствует о достижении максимума величиной Р(С, Т)/8-сопзс (фиг2 в),то в момент , возникает П,И) ) 0(Фиг,2 д), которое поступает на третийуправляющий вход генератора 4 и останавливает его (фиг.2 а), а также навход элемента 12 и на входы элементов .8. и 8Через время д с 6 напряжение 0 8 (С)) 0 подключает информационный вход переключателя 18, на котором сохрани1508240 7лось напряжение 0, (С), равное нулю, на его выход.В результате этого напряжение на первом входе блока 13 сравнения оказывается меньше чем на его втором5 входе, и напряжение на выходе блока 13 устанавливается равным нулю (момент времени е+ л 06, Фиг. 2 д)На .первый вход элемента 12 поступает напряжение, равное нулю. В следующий момент времени й на второй вход элемента 12 поступает сигнал с выхода блока 13, задержанный на время д 8 элементом 8 (фиг.2 е), причем 15 д 2. Поскольку на первом входе элемента 12 напряжение равно нулю, то на его выходе напряжение также равно нулю (Фиг,2 ж). Сигнал с выхода элемента 8 з проходит через эле мент 8 и открывает ключ 11 и в момент 1с з + 3 с с выхода ключа 11 (Фиг.2 з) поступает яа. второй управляющий вход ключа 2 О, открывая его. При этом через открытый ключ 20 25 напряжение, пропорциональное Р (й,г Т)/я=сопзС поступает с выхода элемента 8, в блок 19 и запоминается в нем (см.фиг.2 г). В следующий момент е 14+ асз сит:нал с выхода 30 ключа 11, прошедший через элемент 8 поступает на первый управляющий вход ключа 20, закрывая его. В следующий момент=й+ аэ+ д 8 сигнал с выхода элемента 8(Фиг,2 и) поступает на вход элемента 8, и первые управляющие входы генератора 4, устанавливая на его выходе напряжение, равное нулю (фяг,2 а), и генератора 5, разрешая дальнейшее увеличение на . пряжения на его выходе (Фнг.26). При этом на выходе блока 6 устанавливается напряжение 0 И) = Рг, е В момент сс 5 + 4 с ,4,74 С) сигналс выхода элемента 8,(фиг,2 к) поступает на вторые управляющие входы генератора 5, запрещая увеличение напря.жения на его выходе (фиг,2 б), и генератора 4,. запуская его (фиг.2 а). Процесс в промежутке времени (Е 6,1) повторяется, как и в рассмотренном промежутке времени (С,йД но уже при другом значении я я+ + л я (Фиг.2). При этом, как и в пер-, вом случае, в блоке 6 деления образуется напряжение, пропорциональное Р , так как иа выходах. блоков 6, 37 3 , 7., 3 , бс, 3 , Зс, 9, 1 О, 7, 6, 7, 3и 6 воэникают яапря Фгженяя, пропорциональные е, -А 8;+,+Т)/Е 1-ехр(-ЛТ)31 Л 11; (Л П ).Процесс продолжается до тех пор,пока при очередном К-м вычислении Р (К) при Фиксированном 81 с и Т неокажется, что Р,. (К)Р ,(К). В этом случае на выходе элемента И 28 появляется напряжение 1 , которое пои иступает на вход элемента 27, Если на выходе блока 31 напряжение, пропор-:. циональное Рг (1 с)-Р (1 с), меньше илиГравно напряжению, пропорциональному Е, то на выходе блока 32 11 ) О, которое открывает через элемент И 35 ключ 14. На этом работа устройства заканчивается, И напряжение с выхода преобразователя 17, преобразованное в код преобразователем 15, отображается на блоке 16 индикации. Последовательным подключением выхода переключателя 17 к каждому из его трех входов в блоке 16 в цифровой Форме отображаются значения 8 , Т ,опт 1шах Р.Если же Р(1 с)-Р(1 с) Е., то на выходе элемента И 26 П., ) О, которое поступает яа вход элемента 25, с выхода элемента 24 единичный импульс записывает в счетчик 23 число "2", устанавливает в исходное состояние генератор 5 и в нулевое - блок 19,На выходе преобразователя 22 имеется напряжение, пропорциональное содержимому счетчика 23, равного "2".Начинается определение на втором уровне определения оптимального значения 8 и Т с заданной точностью. Алгоритм работы устройства повторяется, только на выходе блока 21 присутствует напряжение изменения, которого в два раза меньше, чем в пер- . вом уровне определения, т.е, выбор осуществляется при 8,- +1 с -яР е ин йк21 2 2Работа устройства продолжается до тех пор, пока на выходе блока 31 не будет напряжение, пропорциональное Р,г (1 с"1) Р(1 с) и меньшее или равное найряжеяию, пропорциональному Я Тогда яа выходе блока 32 О з 7 О, которое открывает элемент И 35 и соответственно ключ 14.9 1На этом работа устройства заканчивается,Последовательным подключением выхода переключателя 17 к каждому изего трех входов в блоке 16 в цифровой форме отображается значение яоптфкот ф шах Р ГеНа фиг.2 приведен пример, когдаэто происходит на первом уровне и натретьем этапе (К=З).В этом случае в момент С с вылхода блока 13 сигнал Б,0 останавливает генератор 4 (фиг.2 а), поступает на первый входэлемента 12 и навходы элементов 8 и 8. В момент йна выходе блока 32 сигнал 11 з 7 О поступает через элемент 33 на первыйвход элемента 26, закрывая его, ина второй вход элемента 35, откры- .вая его,В момент й,д = й, +сигнал свыхода элемента 8, поступая на второй управляющий вход переключателя18, подключает его второй информационный вход к выходу, На выходеблока 13 сохраняется напряжение БО,Итак как напряжение на выходе блока19 11 =Р,.(2), поступающее на первыйвход блока 13, больше напряжения навыходе блока 611= Р ),посту"4лающего на второй вход блока 13+1 появляется напряжение, отличноеот нуля, и на втором входе элемента12 (фиг,2 е). В результате этого сигнал с его выхода (фиг.2 ж) закрываетключ 11 в момент й = С, +, блокирует прохождение через него сигнала с выхода элемента 8 в момент С+ йи открывает ключ 14, НаЗ 4пряхсение с выхода переключателя 17,преобразованное в код преобразователем 15, отображается в блоке 16 индик ации.Формула йзобретенияУстройство для оптимизации периода и глубины контроля, содержащее блок установки ограничений, десять блоков задания постоянных коэффициентов, шесть блоков умножения, первый и второй генераторы линейно изменяющегося напряжения, четыре блока де" ления, четыре сумматора. семь элементов задержки, узел формирования экспоненциальной функции, инвертор, первый, второй и третий ключи, пер 508240 10 50 держки, вход которого подключен к выходу четвертого блока деления, связанному с первым входом первого блокасравнения, второй вход которого сое 55 динен с выходом двухпозиционного переключателя, а выход - с первым вхо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вый элемент И, первый блок сравнения,аналого-цифровой преобразователь,блок индикации, переключатель, двухпозиционный переключатель, блок памяти, выход первого ключа соединен через аналого-цифровой преобразовательс входом блока индикации, третий уп-.равляющий вход и выход первого генератора линейно, изменяющегося напряжения связаны соответственно с выходом первого блока сравнения и входом первого слагаемого первого сумматора, входы блоков задания постоянных коэффициентов подключены к выхо"ду блока установки ограничений, выходы блоков задания постоянных коэффициентов,с второго по восьмой,подсоединены соответственно к входам первого сомножителя первого блока умножения, второго слагаемого первогосумматора, первых сомножителей второго и третьего блоков умножения, первого слагаемого четвертого сумматора,первых сомножителей шестого и пятогоблоков умножения, вход второго сомножителя пятого блока умножения соединен с выходом третьего сумматора, выходы первого и второго блоков умножения связаны с входами соответственно третьего слагаемого первого сумматора и первого слагаемого второго сумматора, вход узла формирования экспоненциальной функции подключен к выходу шестого блока умножения, а выход -к входу инвертора, выход которого соединен с входом первого слагаемогочетвертого сумматора, вход делимогопервого блока деления соединен с выходом первого блока задания постоянногокоэффициента,а выход - свходами второ- .го сомножителя первого блока умноженияи первым информационным входом переключателя, второй и третий информационные входы которого связаны соответственно с выходом первого генераторалинейно изменяющегося напряжения ивыходом блока памяти, соединенным также с первым информационным входом двухпоэиционного переключателя, второйинформационный вход которого и информационный вход третьего ключа связаны с выходом седьмого элемента за4 О 12 5 25 30 50 11 15082 дом первого элемента И и с входамипятого и шестого элементов задержки, вйход шестого элемента задержки подключен к первому управляющему входу двухпозиционного переключателя, второй управляющий вход которого, первый управляющий вход третьего ключа и вход второго элемента задержки соединены с выходом третьего элемента 10 задержки, выход третьего ключа подключен.к информационному входу блокапамяти, а второй управляющий вход ивход третьего элемента задержки соединены с выходом первого ключа, управляющий вход которого связан с выходом первого элемента И, информационный вход второго ключа соединен с,выходом переключателя, второй вход первого элемента И,подключен к выходу 20 пятого элемента задержки, выход которого соединен с информационным входам первого ключа, выход второго элемента запержки соединен с входом пер вого элемента задержки и с установочным входом первого и стартовым входом второго генераторов 1 линейно изменяющих"я напряжений, стартовый вход первого и вход остановки второго генераторов линейно изменяющихся напряжений соединены с выходом первого элемента задержки, входы делимого и делителя блоков деления с второго по четвертый соединены соответ"ственно с входами третьего блока умножения и девятого блока задания постоянного коэффициента, второго и четвертого сумматоров, шестого блоказадания постоянного коэффициента ипятого блока умножения, вход второго сомножителя третьего блока умножения подключен к выходу первого сумматора, соединенного с вторым входом второго сумматора, вход второго сомножителя четвертого блока умноженияподключен к выходу десятого блока задания постоянного коэффициента, авыход - к входу первого слагаемоготретьего сумматора, входы второго итретьего слагаемых которого подключены к выходам соответственно второго и третьего блоков деления, выходпервого генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к входувторого сомножителя шестого блокаумножения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности определения оптимальной периодичности и глубины контроля, в него введены пятый блок деления, Ффроаналоговыйпреобразователь, счетчик, элемент односторонней проводимости, эле- .мент дифференцирования, второй элемент И, восьмой и девятый элементызадержки, третий элемент И, элементИЛИ, блок вычитания, второй блоксравнения, элемент НЕ, блок установ"ки заданной точности и четвертый элемент И, выход второго генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с входом первого слагаемогопятого блока деления, вход второгослагаемого которого связан с выходомцифроаналогового преобразователя,а выход - с входами вторых сомножителей второго и четвертого блоков умножения, а также с входом делителяпервого блока деления, выход первогоключа соединен с входом девятого элемента задержки и с первым входомтретьего элемента И, второй вход ко-торого связан с выходом,цевятого элемента задержки, а выход - с входомвосьмого элемента задержки выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которогосоединен с выходом элемента НЕ, а выход - с входом элемента дифференцирования, выход которого соедйнен с входом элемента односторонней проводимости, выход которого связан с первымвходом элемента ИЛИ и со счетным входом счетчика, установочный вход кото"рого служит входом установки устройства в исходное состояние, а выходсоединен с входом цифроаналоговогопреобразователя, вход вычитаемогоблока вычитания соединен.с выходомчетвертого блока деления, вход уменьшаемога - с выходом двухпозиционногопереключателя, а выход - с первымвходом второго блока сравнения, второй вход которого связан с выходомблока установки задания точности, авыход - с входом элемента НЕ и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходомпервого элемента И, а выход - с управ"ляющим входом первого ключа, вход установки устройства в исходное состояние соединен с вторым входом элемента ИЖ 1,. выход которого связан с входом установки в "0" блока памяти иустановочным входом второго генератора линейно изменяющегося напряжения,(ЮУггЛ аказ 5543/52 Тираж 668 По НИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н писноеи открытиям при ГКНТ СССР б. д. 4/5