Устройство для автоматического контроля сложных объектов

Устройство для автоматического контроля сложных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубник

<>661554. gag) (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 030177 (21) 2438770/18-24 (51)M. Кл. с присоединением заявки М— (23) ПриоритетG 06 F 15/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень Йо 17 (53) ДХ 681.326. .7 (088.8) Дата опубликования описания 0805.79 (72) Автор изобретения

В.И. Роменский (71) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ °

Изобретение относится к области. вычислительной техники и может быть использовано при контроле работоспособности различных радиоэлектронных объектов, например систем автоматического управления.

Известны устройства для автоматического контроля радиоэлектронных объектов, содержащие коммутаторнормализатор анализируемых сигналов, решающий блок, блок сравнения, анализатор результатов, индикатор, блок управления, запоминающий блок, генератор стимулирующих сигналов, подключенный выходом ко входу контро- l5 лируемого объекта (1) и (2).

Укаэанные устройства не свободны от недостатков. Так первое устройство позволяет производить только интегральную оценку работоспособности контролируемого объекта. Локализация неисправностей с помощью таких устройств затруднительна. Второе устройство решает проблему локализации неисправностей, но производит определение контролируемых параметров со: .значительными погрешностями.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для автоматического

2 контроля сложных объектов, содержащее коммутатор-нормализа ор, генера- тор стимулирующих воздействий, блок управления, управляемый коммутатор, масштабйрукиций суммирующий блок, решающий блок, блок сравнения, запоминающий блок, блок анализа результа- тов, индикатор, причем первые вход н выход коммутатора-нормализатора соединены соответственно с выходом и входом объекта контроля, выход генератора стимулирующих воздействий соединен со вторьм входом коммутатора-нормалиэатора, выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами коммутатора- нор-.мализатора, генератора стимулирующих воздействий, запоминающего блока, решающего блока, управляемого коммутатора и масштабирукицего суммирующего блока, первый выход запоминающего блока соединен с первым входом блока управления, второй выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, выходы управляемого коммутатора соединены со входами масштабирующего суммирующего блока, выходы которого соединены с первой группой входов решающего блока, соответствующий выход решающего блока (2).

3. 66155 соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом блока анализа результатов, выход блока анализа результатов соединен со входом индикатора, выход которого соединен со вторым входом блока управления (3). 5

Недостатком этого устройства является то, что оно не всегда реализуется простыми средствами из-эа наличия в его составе сравнительно 10 сложного блока инверсного преобразователя временного масштаба. Кроме того, известное устройство обладает малым быстродействием.

Целью настоящего изобретения яв- )5 ляется увеличение быстродействия устройства и упрощение его реализации, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнитель- 0 ный масштабирующий суммирующий: блок и блок анализа спектра, причем второй выход коммутатора-нормалиэатора соединен со входом блока анализа спектра, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выходы — с первой группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока и со второй группой входов решающего блока, выходы дополнительного масштабирующего суммирующего блока соединены со входами управляемого коммутатора, выходы решающего блока соединены со второй групгой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока.

На чертеже представлена,функциональна я схема устройства для автоматического контроля сложных объек- 40 тов.

Устройство содержит объект контроля 1, генератор стимулирующих сигналов 2, коммутатор-нормалиэатор 3, индикатор 4, блок анализа спектра 5, 45 масштабирующий суммирующий блок б, управляемый коммутатор 7, блок анализа результатов 8, запоминающий блок 9, масштабирующий суммирующий блок 10, блок сравнения 11, решающий 50 блок 12, блок управления 13. К объекту контроля 1 устройство присоединяется через коммутатор-нормализатор 3,, Программы контроля и необходимые константы хранятся в запоминаю- 55 щем блоке 9. В устройстве контроля имеется возможность перестройки блока анализа спектра 5 в зависимости от класса анализируемых сигнало

По командам блока управления 13 устанавливаются в исходное состояние 60 все блоки устройства. При этом в решающеь) блоке 12 s соответствии с интерваЯом наблюдения сигналов ° (0,Т) вычисляются значение временного масштаба сь, а по нему — для первого б5

4 4 базиса набора ортонормированных функций

1J

- 1„" t

{1=1,2, " ),f)hm+n+1). (1)

1=1 величины где Ь вЂ” оператор преобразования

Лапласа, f„(t) i-я, составляющая исходного базиса ортонормированных функций, р — комплексная переменная °

Согласно величинам F„. (h<>g) (сигналы, пропорциональные этим величинам, подаются из решающего блока 12 на входы блока 6) производится настройка управляемых сопротивлений масштабирующего суммирующего блока б.

Одновременно осуществляется настройка управляемого коммутатора 7 и первой группы управляемых сопротивлений масштабирующего суммирующего блока

10 в соответствии с параметрами и структУрой первого базиса набора (1) .

Затем на объект контроля 1 в статическом состоянии генератор стимулирующих сигналов 2 через коммутаторнормалиэатор 3 выдает первый пробный сигнал x(t) . В результате этого на выходе объекта контроля 1 появляется реакция у(1), которая через коммутатор-нормализатор 3 поступает на вход блока анализа спектра 5, в котором производится определение коэффициентов разложения сигнала y(t) по исходной базисной системе ff„.(t)) (i — 1,2.. .,K), например, в соответствии с алгоритмом где Ф Я,Фе® вЂ” соответственно нулевая и -я составляющие базиса функйий Радемахера Й;щ - коэффициент разложения функции f;(t) в степенной ряд, числа и, (и N выбираются, исходя из точности представления соответственно функции fÄ (t) и переменной (последняя аппроксимируется рядом ортонормированных функций Радемахера), Сигналы, пропорциональные величинам у„, поступают на входы масштабирующего суммирующего блока, б, где преобразуются согласно выражению где у„ — значения характеристики мнимы) частот сигнала у(г.) при р- 8 -Ь„ g соответствующие первому базису набора (1), число К выбирается, исходя иэ точности аппроксимации анализируемых сигналов x(t) и y(t рядом ортонормированных функций f (t) .

Полученные таким образом сигналы с помощью управляемого коммутатора 7

661554

6 суммирующего блока 6 появляются соответственно сигналы

Т. к -= L x„.г,-(и j, ), (10)

1=1 .де х„, х„„- значения коэффициентов разложения сигнала x(t) по базису

)fÄ.(t)) и характеристики мнимых частот того же сигнала при d -h ;q, 0 соответствующих М-му базису йабора вида {1) .

Сигналы х управляемым коммутатором 7 и масштабирующим суммирующим блоком 10 преобразуются согласно выражению м1

5 K г х 112...

10 . 1(j, =1,2,-,)

Полученные сигналы 6„. фиксируются в решающем блоке 12. Далее выполняются и раз те же самые операции, что и при получении величин Н;„ . При этом определяются и фиксируются величины .Я .. (}1 . ) ) Х °, )=1,2, °" П (12)

<) .„1 Я1)

На основании полученных величин 1f 8;

12 осуществляется вычисление искомых коэффициентов а, Ъ„ выражения (7) путем решения сйстемы линейных алгебраических уравнений н .Ъм. = Е а 6.-- Е Ь H (13)

1=О Э 11 g1 4 1ь

Корректность решения системы уравнений (13) обеспечивается выбором такой ортонормированной системы функций Е ° (С) вида (1), чтобы выполнялось условие Я 2 < Ь (такой базис будем называть квазиоптимальным) . Процедура выбора указанной базисной системы описывалась выше при рассмотрении случая 1.

Сигналы, пропорциональные искомым коэффициентам а -, Ь кодируются и поступают в блок сравнения 11, где полученные коды сравниваются с хранящимся в запоминающем блоке 9. Результаты сравнения поступают в блок анализа результатов 8, где осуществляется их логическая обработка и формируются управляющие сигналы для индикатора 4.

Использование в изобретении блока анализа спектра и наличие дополнительного масштабирующего суммирующего блока значительно упрощают реализацию устройства и ускоряют процесс контроля, что объясняется исключением из процесса контроля с помощью предлагаемого устройства процедуры многократного воспроизведе ния аналоговых сигналов. где величина П выбирается, исходя из количества определяемых коэффициентов ol (g= 0,1,...n),(2 (Ь=1,2,...m) дифференцХального уравнения движения объекта контроля. (4)=g (I З (4)+ 0 ), м>п (7)

<х) . (а

Я-0 ° ) ., 1 20

В блоке сравнения 11 производится сравнение величины Ег с ее допустимым значением л, хранящимся в запоминающем блоке 9. При этом будем различать два случая. 25

Первый случай: Е г > Ь °

По сигналу с блока управления 13 производится перестройка коммутирующих цепей управляемого коммутатора 7 и управляемых сопротивлений первого масштабирующего суммирующего блока

10 (производится смена системы базисных функций f„- (t) ) системой (fz (4) ) ).

В решающем блоке определяются величины (2), соответствующие новому базису набора, и перестраиваются управляемые сопрОтивления масштабирующего суммирующего блока б. Вновь выполняются операции (4) - (6) . Перечис- 40 ! ленные процедуры повторяются до тех пор, пока не будет выполняться условие Я 2 < и (при этом в качестве квазиоптимального базиса выбирается, например М-й базис вида (1) . 45

Второй случай: Ег < Ь.

По команде с блока управления 13 в решающем блоке 12 фиксируются сигналы у, „и m раз производится перестройка управляемых сопротивлений масштабирующего суммирующего блока 10 ,с фиксацией в решающем блоке первой группы 12 после каждой нрестройки величин

С)

Батем управляемые сопротивления второй группы масштабирующего суммирующего блока 10 возвращаются в исход- 60 ное состояние, а второй сигнал генератора стимулирующих сигналов 2 подается через коммутатор-нормализатор 3 на вход блока анализа спектра 5. При этом на выходах блока анализа спектра 5 и масштабирующего

Формула из о брет ен и я и масштабирующего суммирующего блока 10 изменяются как с

%11

11- Е 11) 1)(И2 Ч) (5) ф1 где у11 — коэффициенты разложения функции у(1) по первому базису набора (1) .

В решающем блоке 12 производится преобразование сигналов, пропорциональных величинам у и у в соот11 I ветствии с формулой „2 г г k (б) ° =1 (6

Устройство для автоматического контроля сложных обЪектов, содержаСоставитель В. Крылова

Редактор Э. Губницкая Техред З.Фанта Корректор О. Билак

Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2478/52

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул, Проектная, 7 6615

"щее коммутатор-нормализатор, генератор стимулирующих воздействий, блок управления, управляемый коммутатор, масштабирующий суммирующий блок, решающий блок, блок сравнения, эайоминающий блок, блок анализа результатов, индикатор, причем первые вход и выход коммутатора-нормалиэатора соединены соответственно с выходом и входом объекта контроля, выход генератора стимулирующих воздействий соединен со вторым входом коммутато- 10 ра-нормализатора, выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами коммутатора-нормализатора, генератора стимулирующих воздействий запоминающего блока, решающего блока, управляемого коммутатора и масштабирующего суммирующего блока, первый выход запоминающего блока соединен с первым входом блока управления, второй выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, выходы управления коммутатора соединены со входами масштабирующего суммирующего блока, выходы которого соединены с первой группой входов решающего блока, соответствующий выход решающего блока соединен со вторым, входом блока сравнения, выход которого соединен со входом блока анализа результатов, 54 8 выход блока анализа результатов сое« динен со входом индикатора, выход которого соединен со вторым входом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения, в . устройство введены дополнительный масштабирующий суммирующий блок и блок анализа спектра, причем второй выход коммутатора-нормалиэатора соединен со входом блока анализа спектра, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а выходы с первой группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока и со второй группой входов решающего блока, выходы дополнительного масштабирующего суммирующего блока соединены со входами управляемого коммутатора, выходы решающего блока соединены со второй группой входов дополнительного масштабирующего суммирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3027079, кл. 235-154, 1962.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 259487, кл. G 06 F 15/46, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 561967, кл. G 06 F 15/46, 1975.