Устройство двухуровневого прогнозирования технического состояния радиотехнических объектов

Устройство двухуровневого прогнозирования технического состояния радиотехнических объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контролю и прогнозированию состояния сложных радиотехнических объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства по прогнозированию эволюционных и деградационных изменений в объекте. Устройство содержит блок 1 нормирования, сумматор 2, блок 3 синхронизации, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 начальной установки, элементы 6,7 задержки, счетчик 8, регистры 9-13, блоки 14-17 вычитания и блоки определения прогнозов эволюционных 18 и деградационных 19 изменений. Раскрыта структура блока синхронизации. Устройство позволяет спрогнозировать время постепенных отказов различного рода и обосновать необходимость ремонтных работ различной сложности. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 8 А1 (sg 4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

Г гг га1 гол

Фие 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4392962/24-24 (22) 17 ° 03.88 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (72) А.И.Пантелеев, А.И.Ярон, П.П.Ромашов и А.П.Кириллов (53) 621.396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1) 742958, кл . G 06 F 15/46, 1980.

Иозгалевский А.В. и др. Техническая диагностика. — М.: Высшая школа, 1975, с. 172 173, рис. 7 18.

Авторское свидетельство СССР

Р 1053113, кл. G 06 F 15/46, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДВУХУРОВНЕВОГО JIPOI"НОЗИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ОРЬЕКТОВ ,(57) Изобретение относится к контролю и прогнозированию состояния слож2 ных радиотехнических объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства по прогнозировани)о эволюционных и деградационных изменений в объекте.

Устройство содержит блок 1 нормирования, сумматор 2, блок 3 синхронизации, аналого — цифровой *реобразователь 4, блок 5 начальной установки, элементы 6, 7 задержки, счетчик 8, регистры 9-13, блоки 14-17 вычитания и блоки определения прогнозов эволюционных 18 и деградационных 19 изменений. Раскрыта структура блока синхронизации. Устройство поз;-оляет спрогнозировать время постепенных отказов различного рода и обосновать необходимость ремонтных работ pasличной сложности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Т. ОбСЛ!

В результате проведения технического обслуживания качество объекта восстанавливается, но не полностью, по причине необратимых изменений деградационного характера. Обобщенный параметр после технического обслуживания объекта несколько ниже своего максимального (предыдущего) значения. фикснруя значение обобщенного параметра после регламентных работ, устройство определяет время до начала з 150993

Изобретение относится к контролю и техническому обслуживанию радиотехнических устройств и объектов.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем

5 прогнозирования эволюционных и деградационных изменений в объекте.

Сущность изобретения заключается в следующем. Значения каждого из параметров ((t). где j = 1 п, характеризующих состояние радиотехническо— го объекта и представленных потенциальными уровнями различной амплитуды, поступают иа информационные входы устройства, подвергаются обработке и на их основании формируется значение обобщенного параметра q(t) в соответствии с формулой и

q(t) =, ы„, (t), (1) где <а„ вЂ” коэффициент, учитывающий

"важность" параметра (. и его вклад в формирование обобщенного параметра. 25

Перед началом эксплуатации полностью настроенный радиотехнический объект имеет номинальные, т.е. как правило наилучшие, или максимальные значения параметров, что зквивал -HT 30 но максимальному качеству контролируемого объекта.

Go временем качество контролируемого объекта за счет воздействия дестабилизирующих факторов ухудшается, что можно контролировать по изменению обобщенного показателя качества.

Воздействие дестабилизирующих факторов вызывает протекание в объекте контроля двух процессов - эволюции 411 и деградации. Первый процесс влияет на степень настройки объекта и era отрицательное воздействие может быть скомпенсировано настройкой объекта в период технического обслуживания. 45

Второй процесс вызывается старением элементной базы объекта и, если в начале, эксплуатации может быть както скомпенсирован эа счет допусков на параметры и настройку, то в дальнейшем восстановить качество объекта возможно только путем проведения среднего или капитального ремонта.

За счет органиэации периодического контроля обобщенного параметра устройство способно прогнозировать время выхода обобщенного параметра эа допустимые пределы — Т за счет эволюционных изменений по формуле где q(; ),q(t, ) — значения обоб-. щенного параметра соответственно при последнем и предпоследнем (i-1) контролях; предельное значение обобщенного параметра, по достижению которого объект контроля должен подвергнуться техническому обслуживанию;

Т вЂ” период обновления информации (время между последними двумя контролями).

Изменение обобщенного параметра является монотонно убывающим процессом и может происходить любым, в том числе и нелинейным, образом. Однако проце сс его из менений является медленным. Период контроля сравнительно мал и в предельном случае определяет касательную к эволюционной кривой в некоторой точке. Поэтому устройство, хотя и с некоторым запаздыванием, отслеживает любое, в том числе и нелинейное, изменение обобщенного параметра. Так как в процессе эксплуатации значение обобщенного параметра

q(t) непрерывно уменьшается из-за нарушения отношений между элементами объекта (эволюция), то наступает такой момент, когда T становится меньше Т, что означает необходимость проведения технического обслуживания, т.е. проведения восстановительных работ первого уровня.

5 150 проведения среднего или капитального ремонта Т по формуле т ЫЬХ2 92М,Д., (3)

P g,(t„, ) — (4(е„) где q (t ),q,(t „, ) — восстановленные значения обобщенного параметра соответственно после k и (k-1) технического обслуживания;

Π— предельное зна 1 Аon чение обобщенного параметра, по достижению которого объекту контроля необходим ремонт1 (t„-t „, ) — интервал времени между окончаниями двух последних мероприятий технического обслуживания.

Котя изменение восстановленных значений обобщенного параметра происходит так же, как и в предыдущем случае, т.е. произвольным образом, процесс этих изменений еще более медленный и значительно превышает период контроля восстановленных значений обобщенного параметра. Поэтому устройство также отслеживает любое, в том числе и нелинейное, его изменение.

9938 6 с адресными входами. Выводы 20. 120.п являются информационными входа" ми устройства, выводы 21 - управляющим входом устройства, выводы 22 и

23 — соответственно первым и вторым опорными входами устройства. Выходные сигналы снимаются с первого 24 и второго 25 выходов устройства.

Блок 3 синхронизации состоит из элемента HE 26, формирователя 27 коротких импульсов, формирукчцего короткий импульс по заднему фронту входного сигнала, элемента 28 задержки, генератора 29 импульсов с возможностью перезапуска, элемента И 30, элемента ИЛИ 31. Позициями 32-35 обозначены входы и выходы блока.

Параметры ((t) через информационные входы 20.1-20.п и блок 1, представляющий из себя набор усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, соответствующими коэффициентам оС> в формуле (1), которые мо25 гут быть как больше, так и меньше единицы, но удовлетворяют следующему требованию:

М1 = 1 kqj У (4)

30 где Ы4„ — коэффициент нормирования входных сигналов по амплитуде, опреде тяемый как

Цд». 4уп. mph (5) 1ва гДе Ц „4а и — максимальное выхоДное напряжение сумматора 2, ограничиваемое диапазоном входных сигналов ЛЦП 4 и экНа фиг. 1 изображен процесс возможных изменений обобщенного пара.метра контролируемого объекта на протяжении значительного периода эксплуатации; на фиг. 2 — блок-схема устройства; на фиг. 3 — эпюры сигналов, поясняющие его работу; на фиг. 4 — схема блока синхронизации.

Устройство содержит блок 1 нормирования, сумматор 2, блок 3 синхронизации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, блок 5 начальной установки, первый 6 и второй 7 элементы задержки, счетчик 8, первый 9, второй 10, третий ll четвертый 12 и пятый 13 регистры, первый 14, второй

15, третий 16 и четвертый 17 блоки вычитания, блоки определения прогнозов эволюционных 18 и деградационных

19 изменений, выполненные s виде РЗУ

45 1 вивалентное наличию логических "1" во всех его выходных р азрядах;

1;...,— ° п1а4 — максимально Возмож-. ное значение входного параметра „;

К вЂ” коэффициент веса па ) р аметр а, удо вл ет воряющий условию и

50 (6)

j=(Формируемое сумматором 2 значение обобщенного параметра (фиг. 3, поз. 1) в аналоговой форме поступает на ЛЦП

4. Блок 3 синхронизации вырабатывает на первом выходе (фиг.3 поз.6) последовательность коротких импульсов с периодом Т, синхронизи ует работу АЦП 4, а также ту часть устрой

1509938 ства, которая отслеживает эволюционные изменения качества контролируемого объекта. Период Т контроля должен быть как минимум на 2-3 порядка меньше среднестатистического значения наработки аппаратуры до очередного мероприятия технического обслуживания.

Одновременно импульсы с первого выхода блока 3, задержанные элементом б на время, достаточное для окончания процесса преобразования в АЦП

4, поступают на синхровходы регистров 9 и 10, предназначенных соответственно для хранения последнего и предпоследнего измеренных значений обобщенного параметра. Блок 14 формирует числитель (код допуска 0 поступает через вход 22), а блок 15 знаменатель формулы (2). Однако числитель и знаменатель формулы (2) для работающего объекта всегда положительны, а на время мероприятий техни-. ческого обслуживания работа устройства блокируется (фиг.3, поэ.б).

Результаты с блоков 14 и 15 беэ знака составляют полный адрес обращения к блоку 18, который хранит результат Тто вычисленный IIo формуле 3 (2) для заданных числителя, знаменателя и периода импульсов Т блока 3.

Результат поступает на выход 24 устройства.

На время проведения технического обслуживания на управляющий вход 21 устройства подается потенциальный уровень (фиг. 3, поз.3), который блокирует формирование импульсов на первом выходе блока 3.

После окончания технического обслуживания по заднему фронту сигнала на управляющем входе 21 устройства формирователем 27 вырабатывается короткий импульс (фиг. 3, паз.4), который участвует в формировании парного импульса на первом выходе блока 3 синхронизации (фиг. 3, поэ.б). Формирование в начале очередного цикла прогнозирования мероприятий технического обслуживания парного импульса

5О обеспечивает практически одновремен ное занесение восстановленного значения обобщенного параметра в регистры 9 и 10 и сброс продолжающих храниться его значений от предыдущего цикла, предохраняя от формирования непредсказуемого результата на первом такте контроля i 1 из-эа отсутствия результатов предыдущего такта. В последующем работа происходит анало гично описанному.

Аналогично устройство работает и при его первичном включении, так как управляющий сигнал на входе 21 устройства формируется так же, как если бы объект контроля включался после технического обслуживания.

Элементы устройства, отвечающие за прогнозирование мероприятий ремонта контролируемого объекта, работают следующим образом. По сигналу (фиг.3, поз.4) формирователя 27 блока 3 синхронизации формируется выходной. сигнал на третьем выходе блока 3 синхронизации (фиг. 3, поз.5), который обеспечивает перезапись предыдущего восстановленного значения обобщенного параметра в регистр 12 из регистра 1! и запись в последний очередного восстановленного значения обобщенного параметра, а также перезапись кода, соответствующего времени b,t „ между двумя последними мероприятиями технического обслуживания,. в регистр 13 из счетчика 8 и обнуление последнего с целью подготовки к очередному измерению g t +1 путем подсчета импульсов с второго выхода блока 3 синхронизации.

Блоки 16 и 17 определяют соответственно знаменатель и числитель в соответствии с формулой (3), при этом код допуска Я „поступает на блок

17 через вход 23, так как период между контролями восстановленных значений обобщенного параметра колеблется, то результат, вычисляемый по формуле (3), хранится в блоке 19 по адресу, составляемому не только из выходных разрядов блоков 16 и 17, но и регистра 13. Считываемый из блока 19 результат (время до очередного ре монта Т ) поступает на выход 25 устР ройства.

При включении устройства для устранения формирования непредсказуемых результатов блок 5 начальной установки устанавливает триггеры регистра

11 и счетчика 8 в единичное состояние, что соответствует занесению в. регистр 11 максимального значения обобщенного параметра и максимально возможного времени между мероприятиями технического обслуживания в счетчик 8 (фиг. 3, поз.2). Так как импульсы с третьего выхода блока 3

I 509938 задержаны на pe t»» àô, где о длительность импульса, формируемого блоком 5, то происходит практически одновременное заполнение регистров

11-13 информацией, необходимой для правильного функционирования устройства. Результат, формируемый с ошибкой на первом такте работы элементов, обеспечивающих второй уровень прогно- 1О зирования, на втором такте уточняется. формула изобретения

1. Устройство двухуровневого прогнозирования технического состояния радиотехнических объектов, содержащее блок нормирования, сумматор, блок синхронизации, счетчик, два регистра и два блока вычитания, входы блока нормирования образуют группу информационных входов устройства, выход второго регистра соединен с входом уменьшаемого второго блока вычитания, 25 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет прогнозирования эволюционных и деградационных изменений состояния объекта, в устройство введены аналого-цифровой преобразоватсль, блок начальной установки, два элемента задержки, три регистра, два блока вычитания, блок определения прогноза эволюционных изменений и блок определения прогноза деградационных изменений, выходы определения прогнозов эволюционных и деградационных изменений являются соответственно первым и вторым выходами устройства, первый и второй информационные входы блока определения прогноза эволюционных изменений соединены соответственно с выходами первого и второго блоков вычитания, вход вычитаемого первого блока вычитания является первым опорным входом устройства, а вход уменьшаемого и вход вычитаемого второго блока вычитания соединены с выходом первого регистра, связанным с информационным вхо,дом второго регистра, входы синхронизации первого и второго регистров подключены к выходу первого элемента задержки, вход которого и вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя соединены с первым выходом блока синхронизации, информационные входы первого и третьего регистров связаны с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу сумматора, входы которого соединены с выходами блока нормирования, вход блока синхронизации является управляющим входом устройства, второй выход связан со счетным входом счетчика, а третий выход— с входами синхронизации третьего, четвертого и пятого регистров и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу сброса счетчика, выход которого соединен с информационным входом пятого регистра, первый, второй и третий информационные входы блока определения прогноза деrpадационных изменений связаны соответственно с выходом пятого регистра и третьего и четвертого блоков вычитания, входы уменьшаемых которых подключены соответственно к выходам четвертого и третьего регистров, вход вычитаемого третьего блока вычитания и информационный вход четвертдго регистра соединены с выходом третъего регистра, вход вычитаемого четвертого блока вычитания является вторым опорным входом устройства, установочные входы третьего регистра и счетчика связаны с выходом блока начальной установки.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит элементы НЕ, И, ИЛИ и задержки, генератор импульсов и формирователь короткого импульса, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов и элемента задержки, вход блока соединен с входами элемента НЕ и формирователя короткого импульса, выход элемента

НЕ связан с первым входом элемента И,, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом блока, а второй вход и третий выход блока соединены с выходом элемента задержки, второй выход блока и второй вход эле" мента И связаны с выходом генератора импульсов.. 1509938

Фиа/

Составитель В. Воронков

Редактор М. Бланар Техред Л. Сердюкова Корректор M ° Васильева

Заказ 5816/49 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101