Адаптивная диагностическая система

 

Изобретение относится к самонастраивающимся системам управления и может быть использовано при создании диагностических систем управления . Целью изобретения является повышение отказоустойчивости системы управления путем увеличения глубины

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (II I (50 4 С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4197369/24-24 (22) 24.02.87 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (72) В.IO. Рутковский, С.Д. Земляков, В.И. Глумов, А.В. Силаев и В.Б. Горбатенков (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1277067, кл. G 05 В 13/02, 1987. (54) АДАПТИВНАЯ ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ СИCTKNA (57) Изобретение относится к самонастраивающимся системам управления и может быть использовано при создании диагностических систем управления. Целью изобретения является повышение отказоустойчивости системы óïравления путем увеличения глубины

1441350

° e оу Хт

8п

9 х А 8;д Р;д

К у М(р ° ° ° у

1 1

К», Мт запоминаемые. блоком памяти значения паКо 11о

40 длагнос т ll)1<3»3il»\HR. Адаптивная диагностическатт системл содержит об ьект улравлеьптя 1, т руину 2 из и блокон измертттелей выходногo сигнала, группу 3 из »1 блоков измерителей входного сигнала, первый 4, второй 5 и третий 6 мультиплексоры, блок 7 настройки лараметрон системы, блок 8 задания постоянных значений, блок 9 ламяттт, ттерный 1(2 и второй t t элеменИзобретение отно ится к самонастраттвают тттмся системам управления и может быть использовано лри создании диагттосттт теских систем улравления. 5

11елью изобретения является повыI÷åíHå отказоустойчивости системы луТрМ увеличения глубины диагностирования-.

На Аиг. 1 изображена адаптивная 10 диагHAcTH÷åñêàÿ система; на фиг.2 блок настройки параметров системы; на Аиг. 3 — блок задания постоянных значений; на фиг. 4 — блок памяти; на Аиг. 5 — блок принятия решений об !5 отказе; на Аиг. 6 — блок распределения сигналов; на фиг. 7 — блок Аормиронания сигнала управления; на

Аиг ° 8 — блок управления.

Гистема содержит объект 1 управ- 20 ления, группу 2 из и блоков измерителей выходного сигнала, группу 3 из п блоков измерителей входного сигнала первый 4 второй 5 и третий 6

У t

25 мультиплексоры, блок 7 настройки параметров системы, блок 8 задания постоянных значений, блок 9 памяти, первый 10 и второй 11 элементы И, блок 12 принятия решений об отказе, блок 13 распределения сигналов, блок 30

14 индикации, группу из m блоков 15 формирования сигнала управления, группу из m демультиплексоров 16, первую группу из и элементов ИЛИ 17, группу иэ п элементов И 18, вторую группу из п элементов ИЛИ 19, группу из и блоков умножителей 20 и блок 21 управления.

На Аиг. 1 приняты следующие обозт начения: ты И, блок 12 принятия решений об отказе, блок 13 распределения сигналов, блок 14 ит»дт»кацтти, группу из m блоков 15 Аормирования сигнала управления, группу из m демультиттлексo ров 16, первую и вторую группы из и элементов И!А 17 и 19, группу из и элементов И 18, группу из и блоков умножителей 20 и блок 21 управления.

2 з.л. ф-лы, 8 ил. измеренные значения выходных сигналов п модулей объекта управления (выходы первых измерителей); измеренные значения входных сигналов и модулей объекта управления (выходы вторых измерителей); третьи выходы объекта; выходные сигналы соответственно первого, второго и третьего мультиплексоров; значения настраиваемых параметров обслуживаемого модуля в текущий момент времени; группа из и выходов блока настройки параметров системы; раметров первого, m-го блоков

Аормирования сигнала управления максимально допустимые при отсутствтп» отказов отклонения значений настраиваемых параметров обслуживаемого модуля; адреса первого, m-го отказавших модул ей;

0 е ° ю Оиру — выходные сигналы блока распределения сигналов;

К,, N, .— значения настраиваемых параметров обслуживаемого модуля в предыдупщй момент времени.

Х у о ° ° у р„,х и 1„, 111 In

1 1

" 11 выходные и выходные сигналы первого, ..., . m-ro блоков формиро- 10 вания сигнала управления, выходные сигналы вто. рой группы элементов ИЛИ; 15 адрес обслуживаемого в данный момент модуля;

W ° ° ° Ю

dOtdI Т„dc%

f У / 19 49

/ ь 20 выходные сигналы блока управления.

2 приняты следующие обоНа фиг. значения

4 — выходные сигналы первого и второго блоков сумматоров;

- выход счетчика; сигнал рассогласования;

- выходной сигнал четвертого блока умножителей;

- выходной сигнал первоI го блока сравнения; — сигнал адаптивного управления;

1 — значения параметров эталонной модели обслужио ля

А е В:м ваемого м ду

Ж В Ю 1рю

1, dt - входные сигналы блока настройки параметров системы;

Блок 7 настройки параметров системы,, представленный на фиг. 2, содержит первый 22 и второй 23 блоки . умножения, первый блок сумматоров 24, третий блок умножителей 25, второй блок сумматоров 26, первый блок элементов И 27, блок регистров 28, блок вычитателей 29, второй блок элементов И 30, счетчик 31, первый 32 и второй 33 блоки сравнения, четвертый» десятый блоки 34-40 умножителей, третий 41 и четвертый 42 блоки сумматоров, одиннадцатый 43 и двенад- З5 цатый 44 блоки умножителей, пятый блок сумматоров 45, демультиплексор 46.

Блок 8 задания постоянных значений содержит (AHI 3) первый — седьмой блоки 47-53 регистров, первый— шестой мультиплексоры 54-59, восьмой блок 60 регистров, девятый 61 и десятый 62 регистры.

На фиг. 3 обозначены 8+

+ !

Во — n выходов блока 8 °

Оп

Блок 9 памяти содержит (фиг. 4) групповой демультиплексор 63, группу 64 из 2п элементов И, группу 65 из и блоков регистров, группу 66 из

m + 1 групповых мультиплексоров, груп. пу 67 из и элементов ИЛИ.

БЛок 12 принятия решения об отказе содержит (фиг. 5) первый 68 и второй 69 блоки сравнения, первый — четвертый блоки 70-73 элементов И, первый 74 и второй 75 блоки инверторов, первый 76 и второй 77 блоки элементов ИЛИ, .третий 78 и четвертый 79 блоки сравнения, третий блок 80 элементов ИЛИ.

Блок 13 распределения сигналов (фиг. 6) содержит и-разрядный регистр сдвига 81, первую группу 82 иэ и элементов И, первую группу 83 из и триггеров, мультиплексор 84, элемент 85

НЕ, двоичный счетчик 86, дешифратор

87, вторую группу 88 из m элементов И, вторую группу 89 из m триггеров, группу 90 из m элементов НЕ, демультиплексор 91, группу 92 из m адресных регистров, первую группу 93 и вторую группу 94 из m мультиплексоров.

На фиг. 6 обозначены 8, i д — выходные сигналы мультиплексора и двоичного счетчика соответственно.

Блок 15 формирования сигнала управления содержит (фиг. 7) первый 95 и второй 96 блоки умножителей и блок

97 сумматоров °

Блок 21 управления содержит (фиг.8) генератор 98 импульсов, первый 99 и второй 100 делители частоты, первый 101 и второй 102 регистры, элемент НЕ 103, и-разрядный регистр 104 сдвига, шифратор 105, группу 106 из и элементов HE источник 107 единичного на.! пряжения.

- На фиг . 8 приняты обозначения:

p „— выходные сигналы регистра сдвига;

n<„и, — постоянные значения, записанные в регистрах 101 и 102 соответственно.

Система работает следующим обра5 зом.

Объект 1 содержит и модулеи одинаковой структуры математической модепи.

Измеренные значения. выходных х„,..., х„, входных g „, ..., g „сигналов модулей объекта управления „описываемых математической моделью вида где х,, g . .— векторы размерности и„ и m соответственно, А;, В; — матрицы размеров (и,хи„). (nîz "о)э а также выходы объекта p;..., 1о„20 подаются на соответствующе первьп» 4, второй 5 и третий 6 мультиплексоры, на. адресные входы которых от блока 21 управления подается адрес i обслуЛ живаемого модуля (i e I,n) Мульти- 26 плексоры ч-6 выбирают сигналы х;, соответствующие - данному модулю, и подают их на блок 7 настройки параметров системы, организуя тем самьж периодический режим обслужива- 0 ния. Блок 7, используя сигналы х,.д, р1, а также сигналы А„„В„„у, P., 1,, 1 „dt от блока 8 задания пост оянных значений, d,, 4 „, i p от блока 21 управления и значения настра 5 иваемых параметров для данного i -го модуля в предыдущий момент времени

t — Dt(4 — период дискретизации времени) К,и N „, хранимых в блоке

9 памяти, вычисляет значения настраиваемых параметров К и N в текушдй момент t а также формирует множество сигналов (u j"; „, причем и; Ф 0 и при = и; а приiФi<, Блок 9 памяти запоминает значения

К и N для обслуживаемого модуля, а также значения настраиваемых параметров для всех отказавших модулей с ад:. ресами L„, ..., L E 1,и, поступающими от блока 13 распределения, сигналов, и подает значения К, И1

1 . 1

Кь, Ыь на параметрические входы

fA ь1 группы из m блоков 15 формирования сигнала управления. Если в результате настройки установлено, что данный i -й модуль х1 =Ах;+В;8;Ф i-=19

1441350 6 не отказал, то значения К.М по окончании его настройки обнуляются. Для этого на блок 9 памяти от блока 13 распределения сигналов подаются сигналы 0

0„. Кроме того, на блок памяти от блока 21 управления поступают сигналы д и „.

Сигналы К, И с блока 7 поступают на первые входы первого 10 и второго

11 элементов И, на вторые входы которых от блока 13 распределения сигналов поступает сигнал : 6 = О, если в ig-м модуле имеет место отказ, 15 б = 1 в противном случае Таким - образом. элементы И 10, 11 пропускают сигналы К и N на блок 12 принятия решений об отказе лишь в том случае, если в данном 1, -м модуле еще не бып установлен отказ. Это не допускает повторного принятия решения об отказе модуля„ если ранее уже было установлено., что он отказал.

Блок 12 принятия решений об отказе принимает решение об отказе х -го моцуля на основе сравнения значешп настраинаемьж параметров К и N с максимально допустимымн К, N для данного модуля, которые поступают от блока 8 задания постоянных значений.

Благодаря введению первого и второго элементов И сигнал Я на выходе блока

12 равен числу отказавших модулей в объектЕ управления.

Сигнал S поступает на блок 13 распределения сигналов, на который nодаются также сигналы х, ..., х

Г,. ".". 9„., a также ., „,„ „), с блока 21 управления. Блок 13 распределения сигналов формирует описанный ранее сигнал 8, адреса отказавших блоков Ь,,, ..., ?. и сигналы О, О„: О „= 1, если i A модуль отказал, О; = О в противном случае.

45 Сигналы О, ..., О„подаются также на блок 14 индикации, которнй отображает информацию о наличии отказов в первом, втором, ..., n-x модулях объекта, Блок 13 распределяет р ь1 хь > ар pl р х по cHIнальньм

hl М входам и.. соответствующих блоков 13 формирования сигнала управления, которые формируют сигналы > „, ..., >1 подаваемые на информационные входы демультиплексоров 16, На адресные входы этих демультиплексоров поступают адреса ?,, ..., L отказавших модулей. Каждйй i-й демультиплексор

16 имеет и выходов, причем и-1 вы350 8 модуля при отсутствии отказов) ° Выходы блоков 20 поступают на соответствующие и входов объекта управления, формируя сигналы р, ..., p„ äëÿ каждого модуля.

1441

7 ходных сигналов его равны нулю и лишь сигнал на L;-м выходе равен

Первые выходы всех ш демультиплексоров 16 поступают на соответствующие

m входов первого элемента ИЛИ 17, вторые выходы — на соответствующие m входов второго элемента ИЛИ 17 и т.д.

Таким образом, если Ь;-й модуль отказал, то на -м входе Ь -ro элемен1 та ИЛИ из первой группы элементов

ИЛИ 17 будет сигнал «1„.4 О, а на остальных входах — нулевые (i = 1,m), На выходе L -го элемента ИЛИ 17 будет сигнал „., который поступает на первый вход L,-го элемента И 18. Тогда, если L,1, L, . ° ., L к (К (m) — адреса отказавших модулей, то на выходах

1.,-го, L,-ro, ..., L <-ro элементов .ИЛИ 17 будут соответственно сигналы а на выходах осталь"

2 ных элементов ИЛИ 17 - нулевые.

Выходы группы из и элементов ИЛИ 17

1 подключены к первым входам группы из и элементов И 18, на вторые входы 2g которых подаются сигналы ь,, соответственно с блока 21 управления, P; = О, если обслуживается i-й модуль (т.е. i >= i), и p = 1 в противном случае. В результате выходной зо сигнал i>-ro из группы элементов И 18 . равен нулю, а выходные сигналы остальных элементов И 18 — нулю или

У

Ф i> (в зависимости от того, отказал ли данный 1-й модуль или нет) .

ЗЦ

Выходы и элементов И 18 подключены соответственно к вторым входам п элементов ИЛИ 19, на первые входы которых поступают сигналы u ..., u „ с блока 7 настройки параметров систе- 4 мы. Как было отмечено ранее, первый входной сигнал отличен от нуля лишь для i 1--го элемента ИЛИ 19, для остальных же элементов ИЛИ 19 сигналы на первом входе равны нулю. Учитывая все., изложенное, выходной сигнал i -го элемента ИЛИ 19 w; равен и; для A 1д элементов ИЛИ 19, которые соответствуют К отказаншим модулям, L ìó, Ь2мур оеау Ьу™у (Ь | Ь1 о ° е

1 1,) ъ7 .=, .> = 1 К для Осталь ных элементов ИЛИ 19 он равен нулю. Сигналы w.„.....,, w „поступают на соответствующие входы группы из и блоков умножителей 20, осуществляющих умножение сигналов w;, i = 1,п на матрицы Вр.= Вр(В„,В р. ) ", хранящиеся в блоке 8 постоянных значений (Вр; — значение матрицы В, для i-ro

g;=g; -В w;, i=1,п

Блок 21 управления формирует, кроме описанных ранее сигналов р, У и адреса обслуживаемого модуля синхронизированные сигналы o( с(,, р(„а . d, — последовательность единичных импульсов с периодом 2Т и длительностью единицы Т,(2Тр — шаг дискретизации по времени); g, - последовательность единичных импульсов с периодом 7 (- время обслуживания каждого модуля) и длительностью импульса Тр; Ы,- последовательность импульсон, полученная путем прохождения ot через элемент НЕ; а< - последовательность единичных импульсов с периодом Т = n7 и длительностью Т,, а также постоянный сигнал у единичной величины. .Блок 8 задания постоянных значений выдает сигналы А»„ В„, g., 1,, о о + +

K N В,, ..., В „„, соответствующие обслуживаемому i -му модулю, и сигналы Р, 1, dt, одинаковые для всех модулей, А„,, В„,, 1, Р, 1,, Dt поступают на блок 7 настройки, К, N — на блок 12 принятия решения об отказе, В о, i = 1,n — на блоки умножителей 20.

Таким образом, адаптивное управление позволяет обеспечить неизменность динамических характеристик системы при отказах элементов объекта управления, описываемых изменениями их параметров, а учет модульной структуры объекта дает возможность локализовать отказы с точностью до элемента объекта.

Периодический режим настройки и диагностирования позволяет с помощью описанной системы диагностировать и обеспечить отказоустойчивость достаточно большого количества и модулей объекта.

Допустимая кратность отказов (т.е. количество отказавших модулей) m (m (n) задается, исходя из заданной максимально допустимой вероятности отказа системы. Применение данной системы целесообразно для объектов, имеющих большое количество модулей одинаковой структуры, когда возможности аппаратурного резервирования мол чтей ограничены, 14413

К:= g5 х, N = ор

Блок 7 настройки параметров системы работает следующим образом.

На вторые входы первого и второго блоков 22 и 23 умножителей поступают сигналы 8;„и х„, на первые входы— соответственно R и А, — значения параметров i -го модуля при отсутствии отказов в нем,- Выходной сигнал блока

24 равен

y., =- A„x„. + В„8;„, гпе „н и;,— векторы размерности

h >. и В,Д вЂ” матриць размеров хпо) H (npxmp)

Нл выходе третьего блока 25 умножителей будем иметь сигнал х, 4 t, который подается через второй блок сумматоров ?6 на первый вход первого 2р блока элементов И 27,на второй вход которого поступает,l — последователь1 ность единичных импульсов с периодом и лнитеньностью импульса — Т

Т,, 2Т „ — такт работы системы 25 (2Т = 4 1, Сигнал íà выходе 27 равен нулю только в течение первого такта настройки i4-го модуля, а затем имеет значение выходного сигнала х блока 26 „Выходной сигнал бло- ЗР ка ? 7 записывается в блок из и регистров 28, с выхода которого на блоки ?3 и 26 поступает записанное ранее значение выходного сигнала первого блока элементов И 27 на предыдущем такте. Таким образом, сигнал на выходе блока 26 равен х(а) = х, д с + x(t — д t), т.е. совокупность блоков 22-28 ре- 4р ализует движение эталонной модели

i<-ro модуля-,„- движение i>-го модуля при отсутствии отказов. Первый блок элементов И 27 и четырнадцатый вход блока настройки параметров си- 4 стемы, введены для обнуления начальных значений координат х в начале обслуживания каждого модуля.

Сигналы х и х; сравниваются в блоке 29, на выходе которого имеем Вр сигнал рассогласования Е= х; — х A поступающий на первый вход второго блока элементов И 30.

Однако в начале обслуживания модуля сигнал E. может быть не равен нулю даже при отсутствии отказов в модуле, что обусловлено перехрдным процессом, возникающим в движении х„ из нулевых начальных условий. Чтобы

50 10 избежать этого нежелательного явления, которое повлечет эа собой ложную настройку, в блок настройки параметров системы введены блоки 31-33.

На вход счетчика 31 поступает последовательность единичных импульсов с периодом 2Т ; на вход первого блока 32 сравнения поступает постоянный 1

C i сигнал 1, = 2, где 1., — время перео ходного процесса х, определяемое по значениям А и В дпя данного i-го модул я . Блок 3 2 сра в н ива е т подсчитанное счетчиком количество импульсов 1 с 1,. Выход у блока сравнения

32, соответствующий условию 1 > 1,, подключен к второму входу второго блока элементов И 30: у = 1 при

1 7 1,р, у = 0 при 1 - 1,. Поэтому сигнал E. на выходе блока 30 в течеI ние времени, от начала обслуживания

1 модуля равен нулю, а затем

Предусмотрено обнуление показания счетчика по окончании обслуживания модуля через время, для чего сигнал 1 подается на второй блок сравнения 33, на другой вход которого посту

7 пает постоянное значение 1 n =

2То

При выполнении условия 1 = 1 счетчик 31 обнуляется (1 = О) .

Сигнал поступает на первый вход четвертого блока 34 умножителей, Аормирующий сигнал Ь = Р (P — постоянная матрица n,xn ) . Блоки 35, 37, 39, 41 и 36, 38, 40, 42 Аормируют значения настраиваемых параметров i>-го модуля т

К =уЬ х 4t + К

N:=õÜð 41 + Ni, х(0, т. е. реализуют ляпуновские алгоритмы настройки, которые. дня непрерывного случая имеют вид

Блоки 43-45 формируют сигнал адаптивного управления n = Кх + Np, который распределяется демуньтиплексором 46 по одному из и выходов.

Блок 8 задания постоянных значений работает следующим образом.

Блоки 47, 48, 51, 53 содержат каждый по и групп регистров, причем в каждой группе блоков 47 и 51 n регистров, а в блоках 48, 52, 53 — n m „ регистров. В бл ках 47, 48> 51, 52, 25 поступлении каждого импульса на тактовый вход в регистр записывается информация с информационного входа регистра: в начале обслуживания первого модуля на первом такте o(= 1 и d = 1, поэтому в первый разряд регистра запишется единица, а в остальных останутся нули; далее e(,= d<= — О, и содержимое регистра не будет меняться до тех пор, пока на тактовый вход не поступит следующий импульс (т,е. начнется обслуживание втОрОгО мОдуля) e(, — 1 — 0 — единица переместится из первого разряда регистра во второй, а содержимое первого разряда станет нулевым, и т.д.

Таким образом, в течение времени Обслуживания i-го модуля содержимое

i-ro разряда регистра равно единице, а остальных — нулю. Если блок принятия решений об отказе установил отказ i ro модуля, то сигнал S поступающий на вторые входы первых элементов И 82, становится равным единице. На первые входы и элементов

И 82 поступают сигналы с соответствующих и разрядов регистра сдвига 81, поэтому на выходе лишь i-го элемента И появляется единичный сигнал, а

11 441

53 для каждого из п модулей записаны значения соответственно элементов матриц Ащ, В„„K, N, В+. Блоки 49, 50 содержат регистры, в которых для каж- 5 дого модуля записаны соответственно коэффициенты усиления в алгоритмах настройки х и количество 1 единичных

1 импульсов частоты, соответству10 ющее длительности переходного процесса модуля. Мультиплексоры 54-59 вызначения A„, 8„®э,1 å Ko э, N, соответствующие обслуживаемому

i -му модулю. Восьмой блок 60 регист- 15 ров, содержащий п2 регистров, девятый

61 и десятый 62 регистры хранят значения соответственно матрицы Р, величин 1ли c)t, одинаковых для всех мо дулей, 20

Блок 9 памяти работает следующим образом.

На!информационные входы группового демультиплексора 63 поступают значения настраиваемых параметров К и N.

Демультиплексор 63 распределяет текущие значения К и N по и парам выходов в соответствии с адресом i > обслуживаемого модуля. К °, N,, j — 1,п записываются в соответствующие 30 п групп регистров 65 (по п,(п, +тп ) регистров в каждой группе) .Для того, чтобы обнулить записанные значения

К,, N ..,,i = 1,п при отсутствии отказа i-го модуля по окончании обслуживания модуля, введены 2п элементов

И 64 и и элементов ИЛИ 67. На входы

i-го из и элементов ИЛИ 67 поступают сигналы 0; и !!|,. Если 0; = 1 (i-й мо.дуль отказал), то на выходе i-го эле- 40 мента ИЛИ 67 всегда будет единица, поэтому значения К;, N; записываются в i-й из групп регистров 65. Если

0; 0 (i-й модуль не отказал), то по окончании обслуживания i-ro моду- 45, ля (когда 4,= О) содержимое i-го группы регистров обнуляется. Значения К, N;, i = 1,п с выходов групп регистров 65 поступают íà i-e информационные входы всех m+1 групповых 50мультиплексоров 66. На адресные входы

m мультиплексоров поступают Ь„, Lt„ — адреса первого, ..., m-ro отказавших модулей. i-й мультиплексор выбирает значения К!, Ng. и подключает ! их к параметрическим входам i-ro блока формирования. (m+1) -й мультиплексор выбирает значения настраиваемых параметров i-ro модуля и подает их

350,. 12 на блок, настройки параметров системы в качестве К,, N

Блок 12 принятия решений об отказе устанавливает наличие отказа обслуживаемого модуля на основе допускового контроля значений К и М: если l К I >К или lN I 7 N то выходной сигнал блока S = 1, в противном случае S = О.

Блок состоит из двух одинаковых каналов,,содержащих блоки 68, 70 ° 71, 74, 76, 78 и 69, 72, 73, 75, 77 и 79, и объединяющего блока элементов ИЛИ 80.

Совокупности блоков 68, 70, 71, 74, 76 и 69, 72, 73, 75, 77 вычисляют абсолютные значения I К I и И соответственно, а блоки 78 и 79 осуществляют их сравнение с соответствующими значениями К и N Блок 80 элементов ИЛИ объединяет оба неравенства

IKI К, lNI )N .

Блок 13 распределения сигналов работает следующим образом.

На информационный вход регистра сдвига 81 поступает последовательность 6 2 единичных импульсов периодом Т, а на тактовый —, (единичТ" ные импульсы с периодом = — ). При и

1441350!

4 у остальных элементов — нулевые.

Этот сигнал является тактовым импульсом для i-го триггера для первой группы из и первых триггеров 83, а

5 на информационные входы всех триггеров 83 поступает единичный сигнал с блока управления. Поэтому только в i-й триггер запишется единица:

0; = 1, О = 0 при j Ф i. Поскольку решение об отказе i-го модуля повторно не принимается, то значение 0; = 1 сохраняется в течение всего времени функционирования системы. Таким образом, содержимое триггеров Зл несет информацию о номерах отказавших модулей. Первый мультиплексор 84 выда- ет сигнал 8 о состоянии обслуживаемого модуля, который проходит через первый элемент HL 85, преобразуясь 20 в сигнал 8 ..

Сигнал S подается также на двоичный счетчик 86, который подсчитывает количество отказавших модулей объекта. Выход счетчика 86 i поступает 25 на адресный вход демультиплексора 91, на информационный вход которого поступает адрес i обслуживаемого модуля. В соответствии с номером отказа i = 1 m демультиплексор 9 1 про- Зо пускает сигнал i g no i ìó выходу, на информационный вход i --го адресного регистра 92 (на остальных выходах будут нулевые сигналы). В io-й адресный регистр 92 информация запи- З сывается лишь при поступлении единичного сигнала на его тактовый вход.

Тактовый импульс появляется на входе каждого из адресных регистров 92 не более одного раза, что обеспечивает 4р постоянное хранение регистрами своего содержимого.

Тактовые импульсы формируются блоками 87-90. Дешифратор 87 преобразует двоичный сигнал io в код "1 45 из m", т.е. íà i -м выходе его появляется единица, а на остальных выходах нули. Выходы дешифратора подключены к первым входам второй группы из ш элементов И 88, выходы кото- 5р рых подключены.к соответствующим

TRKTOBbM o NOH i iim H3 m триггеров 89, а на информационные входы триггеров поступает единичный сигнал у. В начале работы содержимое всех триггеров равно нулю. Выход- ные сигналы триггеров проходят через соответствующие тп элементов

НЕ 90, становятся равными единице и поступают на вторые входы элементов И 88. Поэтому при обнаружении первого отказа (i, 1) формируется тактовый импульс для триггера 89„ „ и в него записывается единица. Одновременно с записью единицы в триггер

89„ происходит запись адреса L nep 1 вого отказавшего модуля в адресный регистр 92,. Ватем сигнал на выходе элемента HL 90, становится нулевым и, поступая на элемент И 88,, предотвра" щает формирование тактового импульса и повторную запись в триггер 89, и адресный регистр 92,. Аналогично для второго, третьего, ... отказов. Адреса L „, ° .., L отказавших модулей поступают на адресные входы соответствующих пар мультиплексоров 93, и

94, ..., на информационные входы которых поступают сигналы х,, ..., х„ и р„, ..., р„,„ i-я пара (i = 1 m) мультиплексоров выбирает соответст-, вующие сигналы х,,и р„,и подает их

1 на i-й блок формировайия сигнала управления. .Блок 15 формирования сигнала управления формирует сигнал по следующему закону:

=К,х +И„р

Блок 21 управления работает следующим образом.

Генератор 98 выдает последовательность единичных импульсов ol с периодом 2Т, и длительностью импульса Т .

Первый делитель 99 "прореживает" эту последовательность, пропуская каждый л и„-й импульс, и = " и хранится

9 2Т в первом регистре 101, тем самым получается последовательность,, которая, проходя через первый элемент

HE 102, дает « a, поступает также на второй делитель частоты 100, который выделяет из нее каждый п -й

T импульс (п = — = n), образуя последовательность а, «„ и с! . Работа и-разрядного регистра сдвига 104 аналогична работе регистра сдвига в блоке распределения сигналов: если обслуживается i-й модуль, то в i-м разряде регистра будет записана единица (; = 1) а в остальных — нули (p> О, j = 1,п, j i i) . Сигналы с выходов всех п разрядов регистра поступают на шифратор

105, который преобразует их в двоич15 14 ный код, формируя адрес i„обслуживаемого модуля. g „, ..., p проходят через п вторых элементов НЕ 106, выходные сигналы р,, ..., р„которых поступают на выходы блока управления.

Источник 107 единичного напряжения выдает постоянный сигнал g, соответствующий единице.

За счет периодической настройки отдельных модулей объекта управлення осуществляется диагностирование объекта до параметров модулей. Вследствие этого для тех случаев, когда адаптивное управление не может обеспечить отказоустойчивость объекта, имеется информация для подключения резервных модулей. Повьппение же глубины диагностирования позволяет снизить аппаратурные затраты на обеспечение отказоустойчивости объекта путем перехода от резервирования всей системы к резервированию некоторых ее модулей, в которых возможны некомпенсируемые адаптивным управлением отказы. При этом кратность резервирования различных модулей .может быть различной в зависимости от степени влияния отказа данного модуля на работу всей системы в целом. Повышение глубины диагностирования даст возмож ность также минимизировать количество одновременно перестраиваемых параметров системы. формула изобретения

1. Адаптивная диагностическая система, содержащая объект управления, к первой группе из п выходов которого подключена группа из и блоков измерителей выходных сигналов объекта управления, а к второй группе из и выходов подключена группа из и блоков измерителей входных сигналов объекта управления, выходы измерителей выходного сигнала объекта управления группы, измерителей входного сигнала объекта управления группы и третья группа из и выходов объекта управления подключены к соответствующим группам информационных входов первого, второго и третьего мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными входами блока настройки параметров системы, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения отказоустойчивости

41350 16 системы путем увеличения глубины диагностирования, в нее дополнительно введены блок задания постоянных значений, блок памяти, первый, второй элементы И и группа из и элементов И, блок принятия решений об отказе, блок распределения сигналов, блок индикации, группа из m блоков формирования сигнала управления (m — максимально допустимое количество отказавших модулей объекта управления, m c n), группа из m демультиплексоров, первая и вторая группы

15 из и элементов ИЛИ, группа из и блоков умножителей и блок управления, причем выходы блока задания постоянных значений с первого по седьмой соединены соответственно с четвертого

2р по десятый информационными входами блока настройки параметров си темы, группа из и выходов блока задания постоянных значений связана с первыми входами блоков умножителей группы, 25 вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ второй группы, а выходы блоков умножителей группы подключены к группе из и входов объекта управления, пердб вый и второй выходы блока настройки параметров системы соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, а также с первым и вторым информационными входами блока памяти, вторые входы первого и второго элементов И подключены к первому выходу блока распределения сигналов, а выходы первого и второго элементов И соединены соответствен4р но с первым и вторым входами блока принятия решений об отказе, третий и четвертый входы которого соедине" ны соответственно с восьмым и девятым выходами блока задания постоянных значений, а выход блока принятия решений об отказе подключен к первому входу блока распределения сигналов, первая группа входов которого соединена с соответствующими выходами измерителей выходного сигнала объекта управления группы, вторая группа входов блока распределения сигналов связана с третьей группой из и выходов объекта управления, второй вход блока распределения сигналов соединен с первым выходом блока управления, тактовым входом блока задания постоянных значений, первым управляющим входом блока памяти, адресными

17 14413 входами первого, второго и третьего мультиплексоров, а также с первым управляющим входом блока настройки параметров системы„ третий, четвер- тый и пятый входы блока распределе5 ния сигналов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами блока управления, первая группа выходов блока распределения сигналов подключена к группе входов блока индикации и к первой группе из и входов блока памяти, вторая группа выходов, блока распределения сигналов соединена с второй группой из m входов блока памяти, третья и четвертая группы выходов блока распределения сигналов соединены соответственно с первыми и вторыми сигнальными входами блоков формиро- 20. вания сигнала управления группы, .пер-, вые и вторые параметрические входы которых соединены соответственно с первой и второй группами выходов бло- ка памяти, первый .и второй выходы 26 блока памяти соединены соответствен1 но с одиннадцатым и двенадцатым информационными входами блока настройки параметров системы, а второй управляющий вход блока памяти соединен . 30 с пятым выходом блока управления и вторым управляющим входом блока настройки параметров системы, третий управляющий вход которого подключен к шестому выходу блока управления, вторая группа из m выходов блока распределения сигналов соединена с первыми входами демультиплексоров группы, вторые входы которых соединеНы соответственно с выходами блоков 40

4ормирования сигнала управления группы, 1l выходов которых соединены с еоответствукицими входами элементов

@ЛИ первой группы, выходы элементов

ИЛИ первой группы подключены соот- 4б ветственно к первым входам элементов

И группы, вторые. входы которых соеди.,нены с группой из и выходов блока управления, выходы элементов И группы соединены соответственно с первы- бр ми входами элементов ИЛИ второй группы, вторые входы которых подключены к группе из п выходов блока настройки параметров системы.

2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок настройки параметров системы содержит с первого IIo двенадцатый блоки умножителей, с первого по пятый блоки сумма50 18 торов, первый и второй блоки элементов И, блок регистров, блок вычитателей, счетчики, первый и второй блоки сравнения, демультиплексор, причем первые входы первого и второго блоков умножителей являются соответственно четвертым и пятым информационными входами блока настройки параметров системы, второй вход первого блока умножителей является вторым информационным входом блока настройки параметров системы, выходы первого и второго блоков умножителей связаны соответственно с первым и вторым входами первого блока сумматоров, выход которого соединен с первым входом третьего блока умножителей, второй вход которого соединен с десятым информационным входом блока настройки параметров системы и вторыми входами девятого и десятого блоков умножителей, выход третьего блока умножителей подключен к первому входу второго блока сумматоров, выход которого подключен к первому входу блока вычитателей и первому входу первого блока элементов И, второй вход которого является вторым управляющим входом блока настройки параметров системы, выход первого блока элементов И через блок регистров подключен к второму входу второго блока сумматоров и второму входу второго блока умножителей, второй вход блока вычитателей подключен к первому информационному входу блока настройки параметров системы и вторым входам пятого и. одиннадцатого блоков умножителей, выход блока вычитателей соединен с первым входом второго блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, выход второго блока элементов И подключен к первому входу четвертого блока умножите- . лей, второй вход которого является восьмым информационным входом блока настройки параметров системы, выход четвертого блока умножителей подключен к первым входам пятого и шестого блоков умножителей, выход пятого блока умножителей соединен с первым входом седьмого блока умножителей, второй вход которого является шестым информационным входом блока настройки параметров системы и вторым входом восьмого блока умножителей, первый вход восьмого блока умножителей свявх оды и -р а э г я и «ог о р е г и с тр а сл ниг а являются ccl(lTBEòñòâåííî третьим и четнертлпч входами блока распределения сигналов, группа пз п выходов и-разрядного регистра сдвига соеди нена с первыми входами первой группы из п элеме«тон И, вторые входы которых являются первым входом блока распределения сигналов и связаны с входом счетчика, ныход которого подключен к входу денифратора и первому входу демультиплексора, второй вход демультиплексора подключен к управляющему входу мультиплексора и является вторым входом блока распределения сиг«алов, пятый вход блока распределения сигналов подключен к первым входам первой группы из и и второй группы из m триггеров, вторые входы которых соединены с соотнетствуюгд«ы «ыходами первой группы из и и второй группы из m элементов И, выходы первой группы из п триггеров связаны с соответствующими информационными входами мультиплексора и являются первой группой выходов блока распределения сигналов, выход мультиплексора через элемент

НЕ соединен с первьпм выходом блока распределения сигналов, выходы второй группы из m триггеров связаны соответственно через группу из ш элементов HF. с вторыми входами второй группы из m элементов И, первые вхо. ды которых соединены с соответствующими m выходами дешифратора, выходы второй группы из тп элементов И подключены соответственно к первым входам группы из m адресных регистров,,m выходов демультиплексора подсоединены к вторым входам группы из m адресных регистров, выходы которых подключены к соответствующим управляющим входам первой и второй групп из m мультиплексоров, а также являются второй группой выходов блока распределения сигналов, первая группа входов блока распределения сигналов подключена к группе из и информационных входов первой группы из m мультиплексоров, вторая группа входов блока распределения сигналов подключена к группе из п информационных входов второй группы из m мультиплексоров,,выходы первой и второй групп из m мультиплексоров являются соответственно третьей и четвертой группами выходов блока распределения сигналов. ды которых соединены с первыми входами третьего и четвертого блоков сумматоров, вторые входы которых являются соответственно двенадцатым и один- 10 надцатым информационными входами блока настройки параметров системы, выход третьего блока сумматоров является первым выходом блока настройки параметров системы и соединен с первым входом одиннадцатого блока умножителей, а выход четвертого блока сумматоров является вторым выходом блока настройки параметров системы и соединен с первым входом двенадцатого бло- 20 ка умножителей, второй вход которого является третьим информационным входом блока настройки параметров системы и подключен к второму входу шестого блока умножителей, выходы одиннад- 25 цатого и двенадцатого блоков умножителей связаны соответственно с первым и вторым входами пятого блока сумматоров, выход которого соединен с первым входом демультиплексора, второй вход демультиплексора является первым управляющим входом блока

30 настройки параметрон системы, а группа из и выходов демультиплексора является группой из и выходов блока

35 настройки параметров системы, третий управляющий вход блока настройки параметров системы является первым входом счетчика, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения, вторые входы пер40 ного и второго блокон сравнения являются соответственно седьмым и девятым информационными входами блока настройки параметров системы, выход второго блока сравнения соединен с вторым входом счетчика.

3. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок распределения сигналов содержит и-разрядный

50 регистр сдвига, счетчик, первую груп" пу из и и вторую группу из m элементов И, первую группу из и и вторую группу из m триггеров, мультиплексор, дешифратор, первый элемент НЕ, группу из m элементов НЕ, демультиплексор, группу из m адресных регистров и первую и вторую группы из m мультиплексоров, причем первый и второй

1А4 1 зан с выходом шестого блока умножителей, выходы седьмого и нос bhfîã0 блоков умножителей подключены соответственно к первым входам девятого

5 и десятого блоков умножителей, выхо144 1350

1441350

f 441350

Составитель А. Лащев

Редактор M „Циткина Техред Л.Олийнык Корректор И. Муска

Заказ 6285/50 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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