Устройство для оптимизации периода и глубины контроля

Устройство для оптимизации периода и глубины контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик сложных технических объектов. Цель изобретения повышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 установки ограничений, блоки 2,-2,д задания неточных коэффициентов, блоки умножения, первый 4 и второй 5 генераторы линейно Изменяющегося напря- (Л 00 ;о о 4 а Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

В(",Р(",() щ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1 „"

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 « :- (Ч-(56) Авторское свидетельство СССР

У 1115023, кл. G 06 F 15/46, G 05 В 23/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 1218399, кл. G 06 F 15/46, 1984. (21) 4005922/24-24 (22) 03.01.86 (46) 23.06.87. Бюл. N 23 (72) Е, И. Бороденко, Ю. В. Пшеничный, Ю. Б. Крутаков, Ю. В. Уткин и В. Я. Жорник (53) 681.323(088,8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ

ПЕРИОДА И ГЛУБИНЫ КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик сложных технических объектов. Цель изобретения— повышение точности устройства. Устройство содержит блок 1 установки ограничений, блоки 2, -2 10 задания неточных коэффициентов, блоки 3(-36 умножения, первый 4 и второй 5 генераторы линейно изменяющегося напря131 жения, блоки 6,-6 деления, сумматоры 7, -7, элементы 8,-8 задержки, узел .9 формирования экспоненты, инвертор 10, первый ключ 11 элемент

И 12, блок 13 сравнения, второй ключ

14, аналого-цифровой преобразователь

15, блок 16 индикации, переключатель

17, двухпозиционный переключатель 18 и блок 19 памяти. Сущность изобретения состоит в аппаратурном определе9046 нии максимального значения целевой функции - вероятности готовности объекта контроля, зависящей от ряда параметров, в том числе от искомых глубины контроля g и периода контроля Т„. За счет дискретного изменения

g и Т„ отыскивается точное (до шага дискретизации) значение максимума зависимости, аналитическое определение которого затруднено. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик сложных технических объектов, в частности для 5 определения периодичности и глубины их контроля, Цель изобретения - повышение точности устройства.

Сущность изобретения состоит в 10 том, что определяют оптимальную периодичность и глубину контроля по максимальному значению целевой функции, заданной вероятностью готовности объекта контроля Р„ в равномерно распределенный момент времени, зависящий от глубины g длительности

2„, периодичности T„ контроля, длительности восстановления: Те объекта контроля и их взаимосвязи. С помощью генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) моделируется непрерывное увеличение от нуля значения Т„ при каждом фиксированном

Т, периодически ступенчато задающемся с помощью второго ГЛИН. При этом устройство непосредственно моделирует изменение величин g и С„ .

Увеличение T„ при каждом фиксированном Т прекращается в случае достижения величиной Р, максимального значения, В математическом плане задача состоит в определении таких значений

Т„ и g при которых Р„ достигает наибольшего значения. Моделирование готовности объекта контроля марковским процессом его состояний с их

"демарковиэацией методом фаз Зрлан-т 40

ra позволяет представить вероятность готовности объекта контроля в виде: к к к д+

ЯЦ +ь„1 c+Ò +yT

1 Р 1 еир(Т)

+ <1-а>т,)q} (1) где сс, P — вероятность ошибок контроля первого и второго рода;

9 — интенсивность отказов;

Т и „ - длительности восстановления и контроля, зависящие от глубины контроля

Т вЂ” период контроля.

Глубину контроля оценивают коэффициентом а =т«-,-э Ос а 619

Тв (2)

Ь ! где Т вЂ” длительность восстановления объекта контроля, контроль которого осуществляется в целом.

В случае контроля в целом, g=l так как Т =:Т, в случае контроля до блока, узла и т,д,, g 1, так

Tü

Длительность контроля также задана линейной зависимостью от глубины контроля =В-Ag (3) где параметры А > О и В > О определяют характер и степень влияния глубины на длительность контроля (Ac B), Коэффициент g оказывает двоякое влияние на Р„: уменьшение g приводит к уменьшению Т и тем самым к увеличению Рг и уменьшение g ведет к увеличению „ и тем самым к уменьшению P

3 13190

Оптимальные период и глубина контроля могут быть получены аналитически из выражения (1) лишь приближенно, устройство позволяет получить их точные значения за счет аппаратур- 5 ной реализации значений Р, при различных Т„, g и других параметров сис" темы и объекта контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - 10 временные диаграммы.

Устройство содержит блок 1 установки ограничений, блоки 2,-2щ задания постоянных коэффициентов, блоки 3,-3 умножения, первый 4 и вто- 15 рой 5 ГЛИН, блоки 6, -6 деления, сумматоры 7, -7, элементы 8,-87 задержки; узел 9 формирования экспоненты, инвертор 10, второй ключ 11, элемент И 12, блок 13 сравнения, пер- 20 вый ключ 14, аналого-цифровой преобразователь 15, блок 16 индикации, переключатель 17, двухпозиционный переключатель 18, блок 19 памяти и третий ключ 20, 25

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе блоков 2, -2, устанавливаются напряжения, пропорциональные величиI нам соответственно Te, — А, В, оа, Р

I,Я, -h 1-, I-ф,. На выходе генератора 5 устанавливается напряжение, пропорциональное начальному значеI нию Т (Т6 Тк ), соответствующее

g=g Напряжение на выходах блока 19 и генератора 4 устанавливается равным нулю. Ключи 14 и 20 разомкнуты, ключ 11 замкнут. Переключатель

18 подключает свой первый информаци- 40 онный вход к первому входу блока 13, При этом на выходах блоков 6,, 3, 7,, 3, 7, Зз, 6i 3, 36, 9, 10, 7+, 6» 7>, 3, 6 возникает напряжение, пропорциональное соответст- 45

Венно 8=8ккр АЯ („=B Ag„„„°

gT59 9Ts+6ê9 t3". РСК/(1- ), (1- )Т,|

0 I 1 0в Пб макс э U7 макс Пб макс +

+(l )Тв+Р"к/(P)в S 4,„- Pã„=

7 м<хкс TGK K&K HMBloTcH отли 50 м<хкс ные от нуля напряжения на выходах генератора 5 и блоков 2, 2, (в об- ° щем случае).

Работа устройства по оптимизации

g и Тк начинается при запуске генера-55 тора 4 для момента с, (фиг. 2a). С этого момента напряжение U (t) на выходе ГЛИН 4 линейно возрастает, а на выходе блока 6 (фиг. 2 ь) напряжение

46 4

Б (с) =Р (t) возрастает по закону

% определенному формулой (1), При этом напряжения U (t), U, (с), U, (t), Us (t) Us (t) U8 (с) не изменяются, Если в некоторый момент времени напряжение П6 (t+ д Ст) на первом информационном входе переключателя 18 (а значит, и на первом входе блока 13) оказывается больше, чем напряжение Us (с) на втором входе. бло4 ка 13> что свидетельствует о достижении максимума величиной Р„ (с,Т„)/g=

= const (фиг. 26), в момент с возникает U (t) ) О (фиг, 2у), которое поступает на третий управляющий вход

ГЛИН 4 и останавливает его (фиг ° За), а также на вход элемента 12 и на входы элементов 8 . и 86.

Через время д напряжение U> (с) v О

6 подключает второй информационный вход переключателя 18, на котором сохранилось напряжение U„, (с), равное нулю, на его выход. В результате этого, напряжение на первом входе блока 13 сравнения оказывается меньше, чем на его втором входе, напряжение на выходе блока 13 устанавливается равным нулю (момент времени

t + gь6, (фиг. ?у). На первый вход элемента 12 постуйает напряжение, равное нулю. В следующий момент времени с на второй вход элемента 12 поступает сигнал с выхода блока 13, задержанный на время д элементом

8 (фиг, 2е), причем ь дед.

Поскольку на первом входе элемента

12 напряжение равно нулю, на его выходе напряжение также равно нулю (фиг, 2>t). Сигнал с выхода элемента

8 проходит через элемент 8 и открытый ключ 11 и в момент с =t + дь

4 3 с выхода ключа 11 (фиг. 2)) поступает на второй управляющий вход ключа 20, открывая его. При этом через открытый ключ 20 напряжение, пропорциональное P (с, T„ )/g const, поступает с выхода элемента 8 в блок

19 и запоминается в нем (фнг. 2z)

В следующий момент с=с, + д <. сигнал с выхода ключа 11, прошедший через элемент 8, поступает на первый управляющий вход ключа 20, закрывая его, В последующий момент t =с +

Ф

+ д С + д ь сигнал с выхода элемента

8 (фиг. 2ц) поступает на вход элемента 8<, первые управляющие входы

ГЛИН 4, устанавливая на его выходе

1319046 напряжение, ранное нулю (фиг. 2«<), и ГЛИН 5, разрешая дальнейшее увеличение напряжения на его выходе (фиг. 26) ° При этом на выходе блока 6,<устанавливается напряжение

П (С)=Р„„„„. В момент t6=r . +

+ 6 < (5 <, 7 Ь < 6 ) cHI HRTI c выхода элемента 8, (фиг. 2к) поступает на вторые управляющие входы ГЛИН 5, запрещая увеличение напряжения на его выходе (фиг. 2S) и ГЛИН 4, запуская его (фиг, 2q) . Процесс н промежутке времени (t 6 t << ) повторяется как в рассмотренном промежутке времени (С1, t6), но уже при другом значеК а..„ 8 (r как и в первом случае на выходе блока 6,1 деления образуется напряжение, пропорциональное Р„, так как на выходах блоков 6,, 3,, 7,, 3, 7, Зэ, 6, Зд, 36, 9, 10, 7,<, 6» 7, 3, 6« возникает напряжение, пропорциональ(1-В), (l- )т,, — „, exp (- т„),—

-ехр(-ЯТ„), 1- e«p(-ат„), (ыт +2„+

exp (-а„Я, >, =p(".„т„) (1-1)+(- ) T,+(т",+ ".„+т„)/ (1- дахр (-ЪТ„)Д, <<,U +, (qU ), Процесс продолжается до тех пор, пока при очередном k-м вычислении

P (k) при фиксированном g и Т =Tк г не окажется, что P „(k) P„(k-1 ), На фиг. 2 приведен случай, когда это происходит при k=3 (фиг, 2 Ь) °

В этом случае в момент t с выхода блока 13 сигнал U > 0 останавлива" ет ГЛИН 4 (фиг. 2a), поступает на. первый вход элемента 12 и на входи элементов 8 и и 86, В момент tä=t„ +

+ о сигнал с выхода элемента 8 поступая на второй управляющий вход переключателя 18, подключает его второй информационный вход к выходу, На выходе блоха 13 сохраняется напряжение U, o О, так как напряжение на выходе блока 19 U

U =Р„(3), поступающего на второй

6< г вход блока 13 (фнг. 2 6,у,у). В момент с„=с„+ h ь появляется напряжение, отличное от нуля, на втором входе элемента 12 (фиг. 2 <,a) в результате этого сигнал с его выхода (фиг. 2к) закрывает ключ 11, в момент с<) =t + Q <. блокируется прохождение через него сигнала с вы-хода элемента 8, в момент с=с, +

+ 6 открывается ключ 14. Напряжеwe с выхода переключателя 17, преобразованное в код преобразователя

15, отображается в блоке 16 индикации, Последовательным подключением выхода переключателя 17 к каждому из его трех входов в блоке 16 в цифровой форме отображаются значения

G<„к,„„Ма кс

Т P

Для достижения необходимой точности определения этих характеристик устройство может быть применено вторично при соотнетствующей установке начального выходного напряжения генератора 5 и уменьшения скорости его возрастания.

15 содержащее, узел формирования экспоненты, подключенный входом и выходом соотнетственно к выходу шестого блока умножения„ и к входу инвертора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поньппения точности устройства, оно содержит четыре блока деления, семь элементов задержки, второй и третий ключи, элемент И, переключатель, 50

Формула иэ обретения

Устройство для оптимизации периода и глубины контроля, содержащее иннертор, шесть блоков умножения, четыре сумматора, первый ключ, сое25 диненный выходом через аналого-цифровой преобразователь с входом блока индикации, первый генератор линейно изменяющегося напряжения, третий управляющий вход и выход котоЗ1 рого связаны соответственно с выходом блока сравнения и с третьим входом первого сумматора, восемь блоков задания постоянных коэффициентов, подключенных входами к соответствующим выходам блока установки ограничений, выходы блоков задания постоянного коэффициента с второго по восьмой подключены к вторым входам соответственно первого блока умножения, 40 первого сумматора, второго и третьего блоков умножения, четвертого сумматора, пятого и шестого блоков ум" ножения, первый вход пятого блока умножения соединен с выходом третье45 ro сумматора„ выходы первого и вто" рого блоков умножения соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, а также

7 !3 двухпозиционный переключатель, блок памяти, девятый и десятый блоки задания постоянных коэффициентов, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к объединенным первым входам второго и четвертого блоков умножения, а также первого блока деления, второй вход которого соединен с выходом первого блока задания постоянного коэффициента, а выход — с первыми входами первого блока умножения и пареключателя, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом первого генератора линейно изменяющегося напряжения, и с выходом блока памяти, соединенным также с вторым информационным входом двухпозиционного переключателя, первый информационный вход которого соединен с информационным входом третьего ключа и с выходом седьмого элемента задержки, вход которого подключен к выходу четвертого блока деления и второму входу блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом двухпозиционного переключателя, а выход — с объединенным первым входом элемента И и входами пятого и шестого элементов задержки, выход которого подключен к второму управляющему входу, двухпозиционного переключателя, первый управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом третьего ключа, выходом третьего и входом второго элементов задержки, выход третьего ключа подключен к входу блока памяти, а второй управляющий вход третьего ключа—

19046 8 к входу третьего элемента задержки и выходу второго ключа, управляющий вход которого вместе с управляющим входом первого ключа связаны с выходом элемента И, информационный вход первого ключа соединен с выходом переключателя, второй вход элемента И подключен к выходу пятого и входу четвертого элементов задерж10 ки выход которого соединен с информационным входом второго ключа, выход второго элемента задержки подсоединен к входу первого элемента задержки и первым управляющим входам генеf5 раторов линейно изменяющегося напряжения, вторые управляющие входы которых соединены с выходом первого элемента задержки, первые и вторые входы блоков деления с второго по четвертый соединены с выходами соответственно третьего блока умножения и девятого блока задания постоянного коэффициента второго и четвертого сумматоров, шестого блока задания по25 стоянного коэффициента и пятого блока умножения, первый вход третьего блока умножения, второй вход и выход четвертого блока умножения подключены соответственно к объединенным

:щ выходу первого сумматора и второму входу второго сумматора, выходу десятого блока задания постоянного коэффициента и первому входу третьего сумматора, второй и третий входы коЗ5 торого подключены к выходам соответственно второго и третьего блоков деления, выход первого генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к первому входу шестого блока щ умножения.

1 319046

У (Ц

Qg(5)

8

u»(t

Д Ир(й у izf

3 unf

0 8г

Фиг. P.

Составитель С. Демиденко

Редактор Н. Рогулич - Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2514/44 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4