Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов

Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (1в!005072 (61) Дополнительное к авт. свид-ву У 970384 (22) Заявлено 19. 06 . 81 (21) 3301252/18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень ¹10

Р )М К з

С 06 F 15/46

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (531УДК 621. 396 (088.8) Дата опубликования описания 15.03.83 тудрявиев с (72) Авторы изобретения

М. Я. Авхач, И. A. Краснов, A. В. Саушев, Б и П. П. Кузьмин

Ленинградский ордена Трудового Красного Зна институт водного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ОБЛАСТИ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автоматике и может быть. использовано при.оп-. ределении границы области работоспособности технических Объектов.

По основному авт. св. Р 970384 известно устройство, содержащее делители напряжения, выполненные на потенциометрах, подвижные контакты которых соединены с соответствующими входами блока установки допусков и логического блока, первые выходы уставок блока установки допусков соединены с установочными входами блока совпадения, выход которого соединен с управляющим входом регистрирующего блока, управляющий вход блока совпадения соединен с выходом логического блока, выходы потенциометров делителей напряжения соединены с выходами генератора линейно. изменяющегося напряжения, вторые вы ходы уставок блока установки.допусков соединены с входами о-входового элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения 1 Ц .

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности нз-за невозможности определении ьо< :пинат граничных точек областей работоспособности таких объектов, у которых область возможных значений первичных параметров

5 частично лежит вне области допустимых значений первичных параметров.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем определения областей работоспособ10 ности тех объектов, у которых область возможных .значений первичных параметров частично лежит вне области допустиМсатс значений первичных параметров.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения границы области работоспособности технических объектов введены триггер, элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, при этом выход логического блока соединен с входом установки в единичное состояние триггера, третьи выходы уставок блока установки допусков и выход первого эле25 " нта ИЛИ соединены с соотве"ствующими входами второго элемс нта ИЛИ, выход триггера соединен с первым входом элемента И, к второму входу которого, подключен выход второго элемента ИЛИ, выход элемев-а И соединен с входом установки » ноль

1005072

- моменты времени начала работы ГЛИН, Ч

Фс1 Х максимальное значение

v (t)," 25 соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра х, 30 соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра х координаты г-ной (r = 1, 35

2, ...) граничной точки области работоспособности, лежащей на Ч -ной секущей (g "- 1, 2, ...), х х

11хс6 1 ми х,х гпх6 вин — интервалы времени измене1 2 ния выходного сигнала ГЛИН у текущие значения i-ro (i 1, и) первичного параметра, 45 текущее значение J-й функции работоспособности, ГДЕ X (Q Хг ° х„ . ° °, хп), которая определяет цель и назна- 50 чение объекта и измеряется в заранее заданных пределах, определяемых условием работоспособности, соответственно минимальное и максимальное допустимые значения J"é фун" кции работоспособности, наэываеьые условиями работоспособности, т.е. ог- 60 раничения, накладываемое на выходные параметры объекта, нарушение которых приводит к потере работоспособности объекта, 65 х.

f. (х)

j с

jvnav (р 1,м) триггера и с первым входом третьег ° элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен соответствующий выход блока совпадения, выход третьего элемента ИЛИ соединен с управляющим входом регистрирующего блока.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - график процесса построения графика области работоспособности технических объектов

s двухмерном пространстве первичных параметров при трех циклах (1, !1, IlI) определения граничных точек, на фиг. 3 — график зависимости от времени выходного напряжения генератора линейно изменяющегося напряжения. 5

На фиг. 1-3 обозначено

Ч (е) — выходное напряжение генеЮЬ1Х ратора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) и функции времени, 20

М вЂ” область возможных значений первичных параметров технического объекта, под которой понимается множество значений первичных параметров, при которых одновременно выполняются все m условий

1 Ф,1п 11 (х) fj ay,„

J = I,m

Р - область допустимых значений первичных параметров, определяемая неравенствами х- < х

"мчали х1 " х„,„дХ.ъ ю (2) безразмерный параметр, изменявшийся в пределах от 0 до ее

G - РЛМ вЂ” область работоспособности технического объекта., Устройство (фиг. 1) содержит генератор линейно изменяющегося напряжения 1, логический блок 2, блок установки допусков 3, имеющий и уставок 4, блок совпадения, имеющий (и+1)-входовой элемент И 5, регистрирующий блок б, триггер 7, элемент И

8, первый, второй и третий элементы

ИЛИ 9, 10 и 11, и потенциометров

12г

Входы потенциометров 12, ... 12> соединены с выходами генератора линейно изменяющегося напряжения (I;JIHH) 1, а их подвижные контакты соединены с соответствующими входами логического блока 2 и уставок 4 блока установки допусков 3. Первые выхо ды уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента И 5 и с соответствующими входами регистрирующего блока б, вторые. выходы и уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 10, третьи выходы и уставок 4 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 11.

Выход логического блока 2 соединенй1 с входом установки в единицу триггера 7 и с (и+1)-ым входом элемента

И 5 блока совпадений. Единичный выход триггера 7 соединен с первым входом элемента И 8, к второму входу которого соединен выход элемента

ИЛИ 11, к (и+1)-му входу которого и к входу ГЛИН 1 подключен выход элемента ИЛИ 10. Выход элемента И 8 соединен с входом установки в ноль триггера 7 и к первому входу элемента ИЛИ 9,.к второму входу которого подключен выход элемента И 5 блока совпадений, выход элемента ИЛИ 9 .соединен с управляющим входом регист рирующего блока.

Принцип работы устройства состоит в реализации зависимости всех пер1005072 вичных параметров, определяющих работоспособность технического объекта, от одного дополнительного параметра t в соответствии с уравнением

М" = х»Г" » (3) где х. - некоторое r-e фиксирован»г ное значение i ãî первичного параметра (r 1, 2 ° ° ° ° ) °

Выражение (3 ) представляет собой

H n-МЕРНОМ ПРОСтРаНСтВЕ ПЕРВИЧНЫХ параметров х„ параметрическое задание прямой, выходящей из начала координат При опред енных значениях 15 и xj !i ** 1 n) эта прямая может пересечь область G. Количество таких прямых может быть произвольным.

Граничные значения дополнительного.параметра > находятся при решении уравнений

T(X) = 7 (4) 10

65

I или с() = г (5)

Ntn ewn ) (»nttt x» ntttp ° > . NO)I . )

nt n>a>

30 к = („, » ..,,. . ..,, г,„ ); 3"р Х» . ° 3"у>).

Координаты граничных точек области М находятся по выражению

1 > 35 х г x„. „(i = 1, и) гдето(,ry (11 = 1, 2, ...) — Решения уравнений (4) и (5).

При этом, вычисленные по формуле (6) координаты граничных точек будут 40 лежать на границе области G, если они удовлетворяют условию (2), т.е. должно выполняться условие

1 ища - 1 С Х 45

Устройство работает следующим образом.

В 1-ю уставку 4i(t = 1,п) блока установки допусков 3 вводят два пороговых значения x„- и х»»,пх где х» п è х.(>»о» - минимальное и максимальное нормированные допустимые значения i-.го параметра. На потенциометрах 12» > 12z» ..., 12(, 12 JgcTBHBBJIHBBeTOH первая КоМ6ННВция нормированных произвольных значений первичных параметров х.,(х„„, х „, х„..., х>>») HB Р4 - х„„, на

R>L- х»»», ° ° на R„- x .,, . .на

xha

Содержание триггера 7 равно нулю.

Затем с выхода ГЛИН 1 в момент времени tH (ииг. 3) подается линейно изменяющееся напряжение В „(t) где Г= at.

При этом а - некоторая постоянная (в частном случае а 1);

t - время.

Максимальное значение выходного напряжения ГЛИН 1

SUPx i»>etx." т=-т-,ьС подвижного контакта потенциометра 12; снимается величина у"- = — х„ » " ;, которая подается íà i-й вход логического блока 2, реализующего функцию работоспособности,7, и на вход 1-й уставки 4; блока установки допусков 3. Уставка 4» контролирует нахождение величины Д, в заранее заданных пределах, так как О = "»» + "»т»0Х.

41иЮ»"

Если эти неравенства удовлетворяются, то на первом выходе уставки 4„ сигнал равен g„ > который подается на соответствующие входы элемента И 5 блока совпадения и регистрирующего блока б. Если хотя бы одно из неравенств не удовлетворяется, например, для, то сигнал на первом выходе (i + 1)-й уставки равен нулю. Если Щ» = xÄn>tttt, то появляется сигнал на втором выходе i-й уставки U, если Я» = х,;„„, > то появится сигнал на третьем выходе

i-й уставки 4», Логический блок 2 непрерывно вычисляет значение ($q > 1 > ° » ° > f > ° ° ° > )

Предположим, что области М и Р имеют вид, изображенный на фиг. 2.

В момент выполнения равенства

Функции работоспособности одному из условий работоспособности (при Г = U»q что соответствует граничной . точке х СМ (фиг. 2), .с выхода логи»» ческого блока 2 подается сигнал на (n+1)-й вход элемента И 5 блока совпадений и на вход установки триггера 7 в единичное состояние. Триггер

7 переводится в единичное состояние, и его выходной сигнал, не равный нулю, подается на первый вход элемента И 8. Так как в граничной точке х1» значение х! < Х»м и> то сигнал

»» »» на первом выходе уставки 4 равен нулю. Поэтому и на соответствующем входе элемента И 5 сигнал равен нулю.

Затем.в момент времени 1»> что соответствует граничной точке х » (фиг. 2), текущее значение параметра х = х »„„. При этом появится сигнал на третьем выходе уставки 4, которы » через элемент ИЛИ 11 подается на второй вход элемента И 8, на первый вход которой подан сигнал с выхода триггера 7. Выходной сигнал элемента И 8 подается на вход уста ояки

1005072 в ноль триггера 7 и через элемент

ИЛИ 9 на управляющий вход регистрирующего блока 6 ° Сигналы с первых

1выходон уставок 4 блока установки допусков 3 подаются на соответствующие входы элемента И 5 блока совпадений и регистрирующего блока 6.

Сигнал на (и+1)-ом входе элемента И

5 равен нулю. Тогда, по команде с выхода элемента И 8 регистрирующий блок 6 зафиксирует координаты точки х, лежащей на границе области G..

Затем в момент времени Г, что

/ соответствует граничной точке х (фиг. 2), функция работоспособности f будет равна одному из условий рабо- 15 тоспособности. При этом сигнал с выхода логического блока 2 подается на (n1-1)-й вход элемента И 5 блока совпадений и на вход установки триггера 7 в единичное состояние. Триг- 2О гер 7 переводится в единичное состояние, и его выходной сигнал, не равный нулю, подается на первый вход элемента И 8. Так как все координаты граничной точки х, удовлетворяют 25 условию (2), то сигналы на первых выходах всех уставок 4 не равны нулю;

Данные сигналы подаются на соответствующие входы регистрирующего блока 6 и элемента И 5. Выходной сигнал 3Q элемента И 5 через элемент ИЛИ 9 подается на управляющий вход регистрирующего блока 6, который фиксирует координаты граничной точки области работоспособности G

Аналогично устройство работает в момент времени Г1 ., что соответствует граничной точке х14 (фиг. 2).

Затем в момент времени Ч, что соответствует граничной точке х4

-! (фиг. 2), текущее значение параметра х, = х „„, . При этом появится сигнал на втором выходе уставки 4, который через элемент ИЛИ 10 подается на вход ГЛИН 1 и элемента ИЛИ 11. Выходной сигнал элемента ИЛИ 11 подается 45 на второй вход элемента H 8, на первый вход которого подан сигнал, не равный нулю, с выхода триггера 7.

Выходной сигнал элемента И 8 подается на вход установки в ноль триггера 50

7 и через элемент ИЛИ 9 на управляющий вход регистрирующего блока 6.

Сйгналы с первых выходов уставок 4. и блока установки допусков 3 подаются на соответствующие входы элемента

И 5 блока совпадений и регистрирующего блока 6, Сигнал íà (n+1)-ом входе элемента И 5 равен нулю. Тогда по команде с выхода элемента И 8 регистрирующий блок 6 зафиксирует координаты точки х« лежащей на границе области С. По команде с вы. хода элемента ИЛИ 10 ГЛИН 1 прекращает работу и его выходной сигнал становится равным нулю (фиг. 3). Таким образом время работы ГЛИН 1 н первом цикле исследования равно .1 (фиг. 3) .

В промежуток времени Ь = сн на потенциометрах 12„, 12, ..., 12, 12 1 устанавливается вторая комбинация нормированных произвольных значений х (х, х, . ° ., х„-, ..., х ) .

Затем при, (фиг. 3) с выхода ГЛИН 1 подается сигнал, и цикл измерения повторяется для следующих точек, лежащих на границе области работоспособности технического объекта.

Процесс повторяется до тех пор, пока не будет определена граница области работоспособности с заданной

Ьочностью. Соединяя граничные точки, получают границу области работоспособности. В результате применения данного изобретения расширяются функциональные возможности его работы за счет расширения класса объектов, для которых возможно определение границы области работоспособности.

Формула изобретения

Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов по авт. св. Р 970384, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введены триггер, элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, при этом выход логического блока соединен с входом установки в единичное состояние, триггера, третьи выходы уставок блока установки допусков и выход первого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого и выход триггера соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с входом установки в ноль триггера и с первым входом третьего элемента

ИЛИ, к второму входу которого подключен выход блока совпадений, выход третьего элемента ИЛИ соединен с управляющим входом регистрирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 970384, кл. G 06 F 15/46, 1981 (прототип).

1005072

Чи ( gggg еащ

Х1 1НИН фщ У

Закаэ 1901/65 Тираж 704 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Максимов

Редактор К. Волошук Техред К.Иыцьо Корректор Е. Рошко