Устройство для определения границы области работоспособности непрерывных технических объектов

Устройство для определения границы области работоспособности непрерывных технических объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 561190

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15,11.74 (21) 2074980/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано05.06.77.Бюллетень №21 (45) Дата опубликования описании 15.08.77 (51) М. Кл, 2

G 06 F 15/46

Ст05 В 23/02

Государственный комитет

Соввтв Министров СССР по делам нзоеретений н открытий (53) УДК621.396 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Я. Авхач, Н. В. Иванов, И. А. Краснов, Ю. А. Светликов и Ю. В. Юдин

Ленинградский: институт водного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ОБЛАСТИ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для определения границы области работоспособности непрерывных технических объектов или процессов. б

Известно устройство для определения области работоспособности (1, содержащее управляющий блок, блок коммутации напря» жений, узел управления знаком приращения по независимому переменному и устройство lp нагпядного отображения резупьтатов наблюдений, использующее метод матричных испытаний. Недостатком этого устройства является малое быстродействие, так как матричные испытания требуют перебора всех воз- )5 можных состояний объекта и выделения из них граничных, а это черезвычайно трудоемкий процесс даже цри небольшом числе параме тров.

Известно также устройство для опреде- 20 пения области работоспособности (2), содержащее блок выработки случайных чисел, блок моделирования, блоки сравнения, счетчик годных и счетчик негодных реализаций

Л, использующее метод статистических ис- 25 пытаний. Недостатком устройства является малое быстродействие, так как при определении границы области работоспособности имеет место перебор состояний объекта; прежде чем попасть на границу области работоспособности определяют состояния, соответствующие определенным сочетаниям параметров внутри; и вне области работоспособности.

Наиболее близким по технической сущности K данному изобретению является уст ройство (3$ для определения границы области работоспособности непрерывной мерной технической системы, содержащее первый делитель напряжения, выполненный на двух потенциометрах, и второй делитель напряжения, выполненный íà тт потенциометрах, включенных параллельно источнику постоянного напряжения, логический блок, входов которого через соответствующие сумматоры соединены с подвижными контактами гт потенциометров, и регистрирующий блок. Недостатком устройства является длительное время его переналадки при определении точек, лежащих на границе области

561190 работоспособности, иэ-за ручной установки различных комбинаций нормированных предельных (максимальных или минимальных) значений. параметров на потенциометрах.

Это снижает точность определения границы области работоспособности.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что в предла- 10 гаемое устройство введены Й блоков уста новки допусков, двоичный vl -разрядный счетчик, элемент задержки и электродвигатель, Первые входы И блоков установки допусков соединены с источником постоянного напряжения, а вторые - с выходами соответствующих разрядов двоичного rp -разрядного счетчика. Первый выход каждого блока установки допусков соединен со спарен- ными подвижными контактами потенциометровЫ первого делителя напряжения, а второй - co вторым входом соответствующего cyM>,àòîpa и с соответствующим входом регистрирующего блока. Выход логического блока соединен с (n + 1)-м входом регистрирующе- 2S го блока и с входом "останов" электродвигателя, вал которого связан с подвижными контактами потенциометров первого делителя напряжения. Выход регистрирующего блока соединен со входом двоичного rT -разряд- ного счетчика, и через элемент задержки со входом "пуск" электродвигателя. Кроме того, блок установки допусков содержит ýëå мент И и потенциометр с двумя подвижными контактами, один из которых соединен с входом элемента И, а другой — с выходом элемента И.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения границы области работоспособности непрерывных тех- 40 нических объектоврна фиг. 2 - схема Рлока установки допусков, Устройство содержит источник постоянного напряжения 1, делители напряжения 2 и

3, выполненные на потенциометрах, и блоков 4 установки допусков, д, -разрядный счетчик 5, регистрирующий блок 6, логический блок 7, сумматоры 8, электродвигатель

9 и элемент задержки 10.

К выходам источника постоянного напряжения 1 включены параллельно два потенциометра первого делителя напряжения 2 и потенциометров второго делителя напряжения 3. Первые входы и блоков установки допусков 4 соединены с источником постоян- ного напряжения 1, и вторые — с выходами соответствующих разрядов счетчика 5, Первый выход каждого блока установки допусков 4 соединен со спаренными подвижными контактами потенциометров делителя напрябО жения 2, а второй с соответствующим входом регистрирующего блока 6. и входов пэгическэгэ блока 7 через соответствующие сумматоры 8сэединены с подвижными контактами сэответствуюших потенциометров делителя напряжения 3 и вторыми входами соответствующих блоков установки допусков 4. Выход . и эгическэгэ блэка 7 соединен с входом регистрирующего блока 6 и входом останов" электродвигателяля 9, вал которого связан с подвижны» ми контактами потенциометров делителя напряжения 2. Выход регистрирующего блока

6 соединен со входом счетчика 5 и через элемент задержки 10 со входом "пуск электродвигателя 9.

Блок установки допусков 4 (фиг. 2) со» держит потенциометр 11 с двумя подвижными контактами 12, 13 и элемент И 14.

Входы элемента И 14 соединены с подвим ным контактом 12 и с выходом соответствующего разряда счетчика 5, Вход потенциометра 1 1 соединен с источником постоянного напряжения 1, а выход — с подвижными контактами потенциометров делителя напряжения 2. Выход элемента И 14 и контакт 13 соединены с соответствующим входом регистрирующего блока 6 и со вторым входом соответствующего сумматора 8.

Принцип работы устройства основан на реализации независимости всех первичных параметров, определяющих работоспособность технических объектов или процессов, от одного дополнительного параметра l. в соответствии с формулой, описывающей состояние объекта или процесса, границу области работоспособности которого требуется определить:

Ъ s=x„(<-Ö+õ,, 13, где X Н - вектор, определяющий номинал ные значения первичных параметров объекта или процесса;

X — вектор, определяющий предельные значения первичных параметров (максимальные или минимальные); а, Ь вЂ” векторы, определяющие предель« ные значения функции работоспособности, называемые условиями работоспособности, т. е. те ограничения, накладываемые ца выходные параметры объекта или процесса; нарушение которых приводит к потере рабо» тоспособности; — безразмерный параметр, изменяющийся в пределах от 0 до 1; — функция работоспособности объекта, явно выраженная от первичных парамет ров, которая определяет цель и назначение объекта или процесса и изменяется в заранее заданных пределах, называемых условиями работоспособности.

561190

Приведенное векторное выражение справедливо только для непрерывных объектов или процессов и представляет собой совокупность прямых, соединяю1цих номинальную точку 2(с точками !1, лежащими на

Н границе области работоспособности. Число таких прямых равно 2 где !! - число

lI первичных параметров. Точки, лежащие на границе области работоспособности и сооТветствуюшие определенным значениям первичных параметров, находятся при решении данного уравнения, при 1, изменяющемся в пределах от 0 до 1, Устройство работает следующим образом, На каждом потенциометре делителя напряжения 3 (! 1, 2,... Т(), устанавливают нормированное номинальное значение соответствующего первичного параметра М; но

В каждом блоке установки допусков 4 на потенциометре 11 при помощи подвиж- 2о ного контакта 12 устанавливают нормированное значение первичного параметра, меньшее или равное минимальному значению х; ллин а при помощи подвижного контакта 13 - нормированное значен!!е первично- 25 го параметра большее или равное максимальному значению Х;

Л1а КС

На первом потенциометре делителя напряжения 2 устанавливают произвольное значение т; а па втором - значение (! -- 4 ), 30 а в счетчике 5 записывают число, равное нулю. При помощи логического блока 7 реализуется функция работоспособности f.

В исходном состоянии в счетчике 5 записано число, равное нулю, сигналы па вы- З5 ходах соответствующих разрядов счетчика

5 равны нулю, поэтому и выходной сигнал элемента И 14 равен нулю.

На второй выход каждого блока установки допусков 4 подается сигнал с контакта 4О

13. Таким образом, на потенциометрах 11 блоков установки допусков 4 устанавливается следующая комбинация параметров

1 = Х ! Х I hh Ql К С 1 Х 2 лл О! к C ... 1 Х I! 4101 к С I.

Затем подается сигнал "пуск на эле1стродвигатель 9, который передвигает подвижные контакты потенциометров 2, изменяя величину 1 . На выходе -ro сумматора 8 получают величину y = Х ((- 4 )+

1К

+ )(° 6 (В данном случае X =Х; ), которая подается на вход логического блока 7, реализующего функцию работоспособНос TII f . Величина т изменяется до тех пор, пока значение функции f не стане" равным предельному значению. В момент равенства функции 1 предельному значению на выходе ",oãII÷å-.кого блока 7 появляется сигнaп, который подается останов" электродвигателя 9, ост!1!!Вв!!иван его, ill!, (1! + 1 } Й Вход (РГист(!Ирукнпе! О бп Ока I! фн к— сирующег0 нормированные зн!! 1с ння первичных

iiapaMPTpoB Х I! = Х (Х „1 X 2(1. ° . Х ),! IpH этом

I определяется первая точка, лежащая на границе области работоспособности. . После регистрации значений параметров на выходе регистрирующего блока

6 появляется сигнал, который поступает на вход элемента задержки 10 и на вход счетчика 5, благодаря чему в нем записывается двоичное число, равное 1.

На выходе первого разряда счетчика 5 появляется сигнал, который подается на вход элемента И 14 первого логического элемента 4, На второй выход первого блока установки допусков 4 подается сигнал с контакта 12. Таким образом, на гютеициометрах 11 блоков уста!!Овки .!01 усков 4 устанавливае! ОЯ следу! шая ко. !би!!аци Иа» раметров

Х =Х (Х, Х,.Х,...Х

5 2 1Ф.1!к! 24!0!с 3 "ис!кс1 ll.л10!кД.

Затем с выхода э.!Э1!Э1! .,задержки 10 на элсктродвпгатель 9; -1;.а .-,СЯ с!!г!!ал

"пуск .,Дь!!гатель 9 ii."I;t!ia . т спсаа изменять Величину t 11 !"..!!, райс 1 ы у стройстВа

П OBTO Ря Е ТСЯ, I)pest!I заде(л к Эл . t t,. а 1!! д01,:ëitIO превышать Вре!.!!! Пс;.О. Ос В с !От !1.ке 5.

3 cTpoilcYBQ I!!юла!жаоT рабОтать 1!О тех ! пор пока не Оудут Оцрсд.=лс;» 1, 10 1эк лежащих !а гра:-шце обдаст, (1.йот0011особности. Сосд1!ИЯЯ точки $, ((-- 1, 21. „у к ... 2 )> по!!уча!От границ. «бпасти работоспосОбпОсГи В Виде .ш01 СГ(!I!ïIIItl!I„ÂapøèHû которого (точки Х: ) пеж.;т на границе истшщой области расотоспособности.

Примеиенпе предлага в:с о устройства позволяет пов! !ц!ать быс.;родс йств .с процеоса определения гра!!11!!ь O.,истп рiI)OTocUo» собнсстп непрерыВ!!ых тэхипческих Объектов и процессОВ! чтО сок(411!! 1ет !1(Смя реакции па различные кр !Эис! ые с; 1-уаци!1, например отказы., Возпикаюш; ь В объ;.кто, а так1ке

II0BI1IIia6T ТОЧНОс.ГЬ ОП(- ЕЦЕН!!и ГPG;! ЩЫ области р.:ботоспособн; =:-.;1.Формула и обре ения

1, Устройство jj!Ii О1!р. дэле!1ЯЯ границы области (!аботос "oc06.:0-ти !-". х!!и !с1ских

ОбъсктОВ, сОдерж. ii!10 I! l Р! 1 д! Jli!TE ль IIQ

П(ИЖЕ11!1Л, ВЫПОЛ!161П!! lil !13 Дl УХ ПГ ТЕН!П!СМЕТ рах, вто(!Ой де:11. !ель 1!.1!!(:!!же!,"Iÿ !Па и поте1щиометрах, Вк!!1сче!И1ых !ир.. IOJII-!!о 11 тОч!!Пку постоя.!Пс! 0 !1а!1р1!н. . й!11 по1 ичОО кий спОк; !! Вх0,!013 кОтО(1 0 ч - реа 000т»

Ветству юшие суi,t! IaTopil сос и!Иолы с пОд

Вижиыми кОнтактaMII !! поте!! цl101.10TpoB|

561190

Г Риг. 2

Составитель Б. Максимов

Редактор Л. Утехина Техред И. Асталош Корректор ll. Мельниченко

Заказ 1574/152 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и регистрирующий блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит И блоков установки допусков, двоичный rt -разрядный счетчик, элемент задержки и электродвигатель; причем первые входы И блоков установки допусков соединены с источником постоянного напряжения, а вторые входы «с выходами соответствующих разрядов двоичного

: ц разрядного. счетчика; первый вы,ход каждого блока установки допусков соединен со спаренными подвижными контактами потенциометров первого делителя напряжения, а второй - со вторым входом соответствующего сумматора и с соответствующим входом регистрирующего блока; выход логического блока соединен c (rf + 1) входом регистрирующего. блока и с входом

"останов электродвигателя, вал которого связан с подвижными контактами потенциометров первого делителя напряжения; выход регистрирующего блока соединен со вхо. дом двоичного И -разрядного счетчика и через элемент задержки со входом пуск электродвигателя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю. ш е е с я тем, что блок,установки допус ков содержит элемент И и потенциометр с

1р двумя подвижными контактами, один из которых соединен с входом элемента И, а другой - с выходом элемента И, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: д 1. Авторское свидетельство СССР № 291206, кл. Q 01 F 15/46, 1968 г.

2. Авторское свидетельство СССР № 220638, кл. С» 06 F 15/36ю 1967 r °

3. Авторское свидетельство ССС P

20 М 475604, кл. Q 05 В 23/02, 1973 r.