Устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом

Устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииескик

Республик (и) 607166 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040176 (2l) 2308782/18-21 (51) М. Кл.

501 и 31/28ф

//506 Р 1 5/46 с присоединением заявки % (23) Приоритет (43) Опубликовано 150578. Бюллетень И 18 (45) Дата опубликования описания 26.0÷.18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретвний и открытий (5З) УДК

621.317.799:

:621.374:621.396.6 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.В. Меркурьев, Ю.Е. Монахов и E.À. Шульгин (Д) 3аяВИтЕЛЬ Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ NATPH×HÛÕ ИСПЫТАНИЙ

СТАТИСТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования и оптимизации параметров по критерию надежности любых безынерционных радиоэлектронных устройств в стати- 5 ческом режиме.

Известны устройства для проведения матричных испытаний статистическим способом, содержащие блок управления, генератор тактовых импульсов, счетчик EO числа реализованных ситуаций, генератор случайных чисел, распределитель реле квантов определяющих параметров, регистратор результата испытания в виде счетчиков числа отказных ситуаций, блок!5 моделирования исследуемой схемы и блок контроля (11.

Недостатком известных устройств является большое время получения оптималь- 20 ных по надежности номинальных значений и допусков на варьируемые параметры испытуемой схемы из-за необходимости: дальнейшей обработки (ручной или с использованием ЦВМ) матрицы отказов, поз-25 воляющей сделать выводы только о размерах области работоспособности .исследуемой схемы — контроля работоспособности всех реализаций схемы в физической модели, собираемой. устройством.

Цель изобретения — ускорение процесса получения оптимальных параметров элементов испытуемых схем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом,сидержащее генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора случайных чисел и блока управления, который подключен к блоку контроля, счетчику и через генератор случайных чисел и непосредственно к распределителю, соединенному через ключевые элементы с блоком моделирования, подключенным к блоку контроля,вв дены генератор случайной длительности, блок памяти координат допусковых областей и блок сравнения допусковых областей, .при этом генератор случайной длительности включен между генератором такто" вых импульсов и блоком управления, а выход распределителя через блок памяти координат допусковых областей соединен с входом и выходом блока сравнения допусковых областей, причем выход .блока контроля соединен с одним из входов блока управления.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

60 71áá

1()

-20 й.

ЗО

44)

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора 2 случайных чисел непосредственно и через генератор 3 случайной длительности с блоком 4 управления, выходы котороto подключены к счетчику 5 числа циклов и блоку б контроля непосредственно и через генератор 2 случайных чисел и распределителю 7, а третий и четвертый входы — к выходам счетчика 5 числа циклов и блока б контроля, ключевые элементы 8 1 8 2... 8"-п,включенные между распределителем 7 и блоком 9 моделирования, соединенным с блоком б контроля, блок 10 памяти координат допусковых областей, включенный между распределителем и блоком ll сравнения, выход которого соединен с блоком памяти координат допусковых областей. Результаты испытаний индицируются регист ратором результата, подключенным.к бло

Ку памяти координат допусковых областе

Процедура осуществления матричных испытаний статистическйм способом. проводится в несколько циклов. Их число определяется аналитически для принятого уровня доверия и точности получения результатов . В каждом цикле первоначально, случайным образом, выбирается исходная точка в пространстве внутренних параметров испытуемой схемы и определяется ее работоспособность в соответствии с ранее выработанными критериями работоспособности схемы.

Если исходная точка неработоспособна, то один цикл -испытаний считается законченнык и случайныч образом выбира. ется следующая исходная точка. Если исходная точка работоспособна, цикл испытаний продолжается, для чего координаты исходной точки запоминаются и по определенной программе начинается выращивание допусковой области, полностью принадлежащей области работоспособности испытуемой схемы. Допусковая область выращивается в виде многомерного гиперкуба, размерность ко-. торого определяется числом варьируемых параметров. Для этого к номерам квантов, соответствующих координатам исходной точки, последовательно прибавляется сначала по единице, потом по две, по три и т.д., чем задаются координаты следующих точек на диагонали гиперкуба. В каждой точке диагонали допусковой области осуществляЕт- 55 ся проверка работоспособности испытуемой схемы.

Увеличение номеров квантов происходит до появления первой отказной ситуации в физической модели схемы. В 60 этом случае запоминаются координаты пРедыдущей точки диагонали гиперкубадопусковой области, увеличение номеров квантов варьируемых параметров прекращается и происходит возврат к исходной85 точке гийеркуба. Аналогично происходит уменьшение номеров квантов варьируемых параметров с обязательной проверкой работоспособности значений координат, соответствующих точкам на этой же диагонали допусковой области. Таким образом, могут быть определены крайние значения номеров квантов, соотнетствующие координатам концов диагонали многомерной допусковой области. Так как обычно о форме области работоспособности схемы априорных сведений нет, то необходима проверка работоспособности испытуемой схемы при значениях внутренних параметров, соответствующих граням вырашиваемой допусковой области. Эта проверка осуществляется статистическим способом в моменты времени, не совпадающие с моментами времени проверки работоспособности точек на диагонали допусковой области.В эти моменты происходит фиксация значений кванта случайного параметра, а следовательно, и соответствующего значения этого внутрен-. него .параметра, последовательный возврат к значениям координат исходной точки по остальным параметрам или уже определенным значениям конца диагонали допусковой области и проверка работоспособности испытуемой схемы при значе" ниях параметров, лежащих на гранях определяемого гиперкуба. Если в проверяемых точках зафиксирована хотя бы одна неработоспособна ситуация, выращивание прекращается, запоминаются координаты предыдущей точки на диагонали допусковой области, которая считается конечной. Число контролируемых точек на гранях гиперкуба подсчитывается для принятого уровня доверия, также как и число циклов выращивания.Допусковые области, определяемые в разных циклах, сравниваются, выбираются, запоминается область, имеющая наибольший объем (или наибольшую диагональ) .

Затем вычисляются координаты крайних точек и центра тяжести (середины диагонали) выбранной области.

Эти координаты соответствуют значениям оптимальных допусков (производственных или эксплуатационных) и номиналов варьируемых параметров элементов исследуемой схемы.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 тактовых импульсов, синхронизирующего работу всего устройства, поступают на выходы блока 4 управления, генератора 2 случайных чисел и генератора 3 случайной длительности.

Блок 4 управления, определяющий последовательность операций всеми блоками устройства и обеспечивающий выработку требуемого числа циклов определения допусковых областей исследуемой схемы

607166 по заданной программе, выдает команду на выдачу координат исходной точки генератором 2 случайных чисел.

Генератор 2 случайных чисел, вырабатывающий случайные числа с равновероятным законом распределения, по команде блока 4 управления в такт с поступлением сигналов от генератора 1 тактовых импульсов последовательно выдает в двоичном коде случайные числа, соответствующие номерам квантов первого, второго и последующих варьируемых параметров исследуемой схемы.

Распределитель 7, обеспечивающий включение необходимых ключевых элементов 8 = 1..., 8= и представителей кван- 15 тов варьируемых параметров блока 9 моделирования, согласно данньм генератора 2 случайных чисел фиксирует определенную исходную точку в пространстве внутренних параметров испытуемой схе- 3) мы, а затем, после проверки ее работоспособности, по командам блока 4 управления осуществляет целенаправленное переключение представителей квантов варьируемых параметров, т.е. осуществляется выращивание допусковой области в каждом цикле работы устройства.

Ключевые элементы представителей квантов варьируемых параметров позволяют по данным распределителя 7 установить требуемые значения этих параметров в блоке 9 моделирования исследуемой схемы. Блок моделирования представляет собой диэлектрическую плату (или подложку), на которой последовательно с контактами соответствуюиулх ключевых элементов подключены представители квантов варьируемых параметров исследуемой схемы, с диапазонами, обеспечивающими определение границ области работоспособности этой схемы и эквидистантно разбитые на одинаковые в относительных единицах интервалы.

Блок 6 контроля, анализирующий вы- 4 " ходные сигналы испытуемой схемы и характеризующий указанные блоком 4 управления ситуации, определяя работоспособна схема или нет в соответствии с ранее выбранными критериями работоспособности, проверяет работоспособность установленной в блоке моделирования исходной точки. На время контроля, кратное периоду поступления сигналов от генератора 1 тактовых импуль- 55 сов, все переключения представителей квантов параметров в блоке 9 моделирования прекращаются. Если исходная точка неработоспособна, блок 6 контроля через блок 4 управления выдает команду 60 на формирование генератором 2 случайных чисел новой исходной точки. Если исходная точка работоспособна, то блок 4 управления выдает в распределитель 7 команды на запись координат исходной точки в блок 10 памяти координат допусковых областей и начало выращивания допусковой области. П командам блока 4 управленйя в такт поступления сигналов от генератора 1 тактовых импульсов начинается целенаправленное переключение ключевых элементов

8=1... 8ап, приводящее к необходимым изменениям параметров элементов исследуемой схемы в блоке 9 моделирования.

Блок 10 памяти координат допусковых областей, регистрирующий по командам блока 4 управления и данным распределителя 7 номера представителей квантов параметров блока 9 моделирования в крайних точках диагонали выращиваемой многомерной допусковой о ласти в двух любых циклах. работы установки, запоминает координаты исходной точки.

Генератор 3 случайной длительности вырабатывает сигналы через случайные„но кратные периоду следования импульсов от генератора тактовых импульсов, промежутки времени. После выдачи команды на начало выращивания допусковой области эти сигналы поступают через блок значений представителей квантов в блок 9 моделирования и на блок 6 контроля для проверки этих ситуаций в исследуемой схеме. Если проверенные ситуации работоспособны, блок 5 управления выдает команду на продолжение выращивания допусковой области в сторону увеличения номеров квантов относительно исходной точки.

Блок 10 памяти координат допусковых областей, помимо координат исходной точки, запоминает значения координат точек, лежащих на диагонали допусковой области. Если блоком 6 контроля зафиксирована неработоспособная ситуация в точке, лежащей на диагонали допусковой области, то блоком 4 управления выдается команда на фиксацИ1о в блоке 10. памяти координат допусковых областей значений, соответствующих координатам предыдущей точки на диагонали гиперкуба; если неработоспособная ситуация в схеме принадлежит точке на грани допусковой области, то фиксиру ются координаты уже выявленной перед проверкой точки на диагонали допусковой области и блок 4 управления выдает команду на,возвращение к исходной точке и выращивание допусковой области в сторону уменьшения номеров квантов варьируемых параметров. Тем самым обеспечивается определение координат крайних точек диагонали допусковой области в одном цикле работы устройства. Р следующем цикле фиксируются и запоминаются координаты крайних точек диагонали новой допусковой области.

Блок 11 сравнения допусковых областей предназначен для определения размеров диагоналей многомерных допуско607166 пру

Заказ 2576/34

12 Подписное

ПП Патент, д, ул.Проектная,4 вых областей в любых двух циклах работы устройства и выбора большего значения. По окончанию цикла работы по данным блока 10 памяти вычисляется размер диагонали, сравнивается с размером диагонали ранее определенной

6 допусковой области и выбирается диагональ большего размера. Затем блок 11 сравнения вырабатывает команду на сохранение в блоке 10 памяти координат крайних точек диагонали большой допус- ковой области.

Счетчик 5 числа циклов по данНым блока 4 управления контролирует число циклов определения допусковых областей исследуеМой схемы и по достижениИ заданного значения выдает в блок 4 управления команду на прекращение работы устройства. По этой команде, блок 11 сравнения определяет координаты средней точки, наибольшей из определенных допусковой области, и, блок 10 памяти выдает на регистратор результата номера квантов по каждому из варьируемых параметров, соответствующие координатам середины и концов 26 диагонали наибольшей допусковой области, а следовательно, оптимальным номинальным значениям (производственным или эксплуатационным) допусков на эти параметры исследуемой схемы. 30

Опйсанное устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом позволяет сократить время непосредственного определения оптимальных по надежности номинальных значений (производственных или эксплуатационных) допусков на варьируемые параметры исследуемой схемы и повысить производительность труда, так как: отпадает необходимость выявления и обработки матрицы отказов, определяющей область работоспособности схемы, контролируется работоспособность незначительного числа ситуаций в физической модели, что приводит к сокращению времени работы блока 6 контроля, составляющего основную долю в общем времени работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для проведения матричных испытаний статистическим способом, содержащее генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены со входами генератора случайных чисел и блока управления, который подключен к блоку контроля, счетчику и через генератор случайных чисел и непосредственно к распределителю, соединенному через ключевые элементы с блоком моделирования, подключенным к блоку контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса получения оптимальных параметров элементов испытуемых схем, в него введены генератор случайной длИтельности, блок памяти координат допусковых об- . ластей и блок сравнения допусковых областей, при этом генератор случайной длительности включен между генератором тактовых импульсов и блоком .управления, а выход распределителя через блок памяти координат допусковых областей соединен с входом и выходом блока сравнения допусковых областей, причем выход блока контроля соединен с одним из входов блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 183830, кл. 5 06 F 15/46, 1965.