Устройство для диагностики неисправностей технических объектов

 

Изобретение относится к устройствам определения состояния /диагностики/ сложных технических объектов, в частности электромеханических систем промышленных роботов и станков с ЧПУ. Цель - повышение глубины и достоверности диагностики. Устройство содержит объект 1 диагностики, блок 2 коммутации, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 буферной памяти, блок 5 памяти словаря неисправностей, блок 6 вычисления оценки отклонений, блок 7 управления режимом, блок 8 индикации, генератор 9 тестов, блок 10 определения минимума, первый буферный регистр 11, дешифратор 12, блок 13 счета неисправностей, блок 14 вычисления текущей оценки достоверности диагностирования, блок 15 вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования, мультиплексор 16, блок 17 промежуточной памяти, компаратор 18, второй буферной регистр 19, блок 20 ключей с соответствующими связями. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4386827/24-24 (22) 29.02.88 (46) 15.01.90.Бюл, Р 2

;(71) Горьковский политехнический институт (72) С.Г,Синичкин, С.Н.Лобанов . и В.В,Серый (53) 681,325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 879597, кл.G 06 F 15/46, 1979.

Авторское свидетельство. СССР

11 779977, кл. G 05 В 23/02, 1978 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ .НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ОВЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к устрой- ствам определения состояния (диаг.ностики) сложных технических объектов, в частности электромеханических систем промьппленных роботов и станИзобретение относится к устройст: вам определения состояния (диагнос: тики) сложных технических объектов, в частности электромеханических сисI тем промьппленных роботов и станков с ЧПУ, Цель — повышение глубины и достоверности диагностирования.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 — электрическая схема устройства; на фиг.4 — блок индикации, генератор тестов, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь, блок буферной памяти, блок памяти словаря неисправностей; на фиг,5

ÄÄSUÄÄ 1536357 А1

2 ков с ЧПУ. Цель — повышение глубины и достоверности диагностики, Устройство содержит объект 1 диагностики, блок 2 коммутации, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 буферной памяти, блок 5 памяти словаря неисправностей, блок 6 вычисления оценки отклонений, блок 7 управления режимом, блок 8 .индикации, генератор 9 тестов, блок 10 определения минимума, первый буферный регистр 11,дешифратор 12, блок 13 счета неисправностей, .блок 14 вычисления текущей оценки достоверности диагностирования, блок 15 вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования, мультиплексор 16, блок 17 промежуточной памяти, компаратор 18, второй буферный регистр 19, блок 20 ключей с соответствующими связями. 7 ил. блок вычисления оценки отклонения; на фиг. 6 — блок управления режимом, блок определения минимума, блок вычисления текущей оценки достоверности диагностирования; на фиг.7 показаны первый буферный регистр, дешифратор, блок счета неисправностей, блок вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования,мультиплексор, блок промежуточной памяти, компаратор, второй буферный регистр и блок ключей, Устройство содержит объект 1 диагностирования, блок 2 коммутации, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 буферной памяти, блок 5 памяти словаря неисправностей, блок 6 вы1536357 числения оценки отклонения, блок / управления режимом, блок 8 индика. ции,,генератор тестов 9, блок 10 определения минимума, первый буферный регистр 11, дешифратор 12, блок 13 счета неисправностей, блок 14 вычисления текущей оценки достоверности диагностирования, блок 15 вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования, мультиплексор lб, блок 17 промежуточной памяти, компа ; ратор 18, второй буферный регистр .19,, блок 20 ключей, На фиг,4 представлена электричес1 кая схема блока 8 индикации, генера тора 9 тестов, блока ", комму гации, аналого-цифрового преобразователя, 3, блока 4 буферной памяти, блока 5 памяти словаря неисправностей, Гене- 20 ратор тестов 9 включает в себя 4 тестовых узла 21 и четыре аналогэвых ! ключа 22, Блок 2 коммутации реализован с помощью аналогового коммутатора с цифровым управлением. Блэк 4 бу- 25 ( ферной памяти состоит из двух подблоков 23, каждый иэ которых выполнен на i регистрах 24 и мультиплексоре

25. Блок 5 памяти словаря неисправностей состоит из Л „,, подблоков 30

26 организованных подобно подблоком

1 У

23, Блок 8 индикации состоит из двух дешифраторов 27„ двух индикаторов 28 и двух резисторов 29.

На фиг.5 представлена электричес.15 кая схема блока 6 вьчисления оценки отклонения, выполненного на двух мультиплексорах 30, двух вычитателях

31, двух умножителях 32, логическом ключе 33 и сумматоре 34.

Каждый умножитель состоит из трех сумматоров 35 и 16 элементов И 36, На фиг.б представлена электрическая схема блока 7 управления режимом, блока 10 определения минимума, блока 14 вычисления текущей оценки достоверности,циагностироваиия.Блок

7 управления режимом состоит из двоично-десятичного счетчика 37„. перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства 38, трехвходового элемента И 39, двухвходового элемента И 40, генератора тактовых импульсов 41, двух регистров 42 и четырех двоичных счетчиков 43,, Блок 10

)5 определения минимума организован с помощью дешифратора 44, К-1 элементов ИЛИ 45; К RS-триггеров 46, К дифференцирующих цепочек 47, формирова— теля сигнала на элементе ИЛИ 48 и дешифратора 49. Блок 14 вычисления текущей оценки достоверности диагностирования содержит делитель 50, умножитель 51, делитель 52, сумматор 53 и логический многоразрядный ключ 54.

Блок 13 счета неисправностей выполнен на И „„, счетчиках 55 (см,фиг.7).

Блок 17 памяти состоит из трех элементов ИЛИ-НЕ 56, четырех триггеров 57. Блок 20 ключей содержит многоразрядный логический ключ 58 и элемент задержки 59. Блок 15 вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования содержит Яцд„„ подблоков 60 суммирования, каждый из которых выполнен на К элементах

И 61 и сумматоре 62, мультиплексор

63 и делитель 64. Делитель выполнен на трех двоичных счетчиках 65, логических ключах бб, 67, элементе

ИЛИ 68 и запускающем RS-триггере 69.

На фиг.2 условно обозначены; Тэ—

1 длительность этапа Запись ; Т„ длительность i-ro шага (в данном случае первого) этапа "Анализ"; момент начала работы блока вычисления текущей оценки достоверности диагностирования 14. На фиг,3 условно обозначены: Т вЂ” длитепьность этапа 3

"Запись"; Т вЂ” длительность этапа

1 Анализ", причем Т A = i x TA, Т > длительность этапа "Вычисление"; п

1 „ — момент начала работы блока 15 вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования, нумерация блоков в соответствии с фиг.1 приведена в скобках, нумерация выходов — в соответствии с фиг,4 — 7, Устройство работает следующим образ ом.

В исходном состоянии объект контроля находится в покое. В блоке 5 хранятся квантованные по времени значения контролируемых параметров объекта, которые характеризуют изменение динамики объекта при различных неисправностях. Остальные блоки устройства находятся в нулевом состоянии.

По команде блока 7 генератор 9 вырабатывает инициирующее воздействие на объект 1, информация о состоянии которого поступает через блок 2 на блок 3, гце она преобразуется к виду, удобному для записи в блок 4 (осуществляется квантование по времени и при необходимости преобразова30

Ь, .= Х (А,— В,), 1 где i — номер текущего интервала времени;

N — текущий номер неисправности, мс11к 1

m — количество контролируемых параметров;

А, — текущее значение контролирует

i мого параметра объекта диаг- 40 ностирования в i-й интервал времени;

В. — значение соответствующего н

1 параметра, характеризующего

И-ю неисправность в i-й мо- 45 мент времени.

Для случая контроля двух параметров (m = 2), т.е. отыскания диагностической меры расстояния в двухмерном пространстве (Х и Y), формула 50 (1) примет вид:

L. =,». (А,. — В",) = (Х" -хм) + (Yò Yí) 2 (2) Значения параметров В., характен ризующие различные неисправности1 хранятся в блоке 5, а текущие значе5 15363 ние иэ аналоговой формы представления в цифровую), Выходная информация бло- ка 3 записывается в блок 4, Она представляет собой квантованные по времени фактические зависимости параметров объекта, например скорость, ток и т,д. Процесс диагностирования начинается только после окончания записи всей необходимой информации 10 в блок 4 и после поступления соответствующего сигнала на данный блок с блока 7, Диагностирование основано на определении диагностической меры расстоя- 15 ния между фактическим состоянием объекта, которое характеризуется зависимостями контролируемых параметров данного объекта от времени при подаче на его вход инициирующих воз- 20 действий, и состояниями объекта при различных неисправностях, которые также характеризуются соответствующими зависимостями параметров от времени. 25

Диагностическая мера расстояния текущего состояния объекта по отношению к N-ой неисправности определяется по формуле

57 6 ния контролируемых параметров объекта А . записаны в блок 4. т

После поступления с блока 7 сигна" ла о начале диагностирования информация о текущих значениях контролируемых параметров объекта с блока 4 и информация о различных неисправностях с блока 5 поступают в блок 6, где последовательно определяется диагностическая мера расстояния между состоянием объекта на первом интервале квантования по времени и эталонными состояниями, характеризующими различные неисправности.

Значения диагностйческой меры расстояния для каждой неисправности по первому интервалу времени с выхода блока 6 поступают в блок 10 для определения минимальной диагностической меры расстояния и на блок 14 для определения коэффициента надежности распознавания.

Таким образом, после определения диагностических мер расстояния для всех неисправностей по первому-временному интервалу в блоке 10 записывается информация, характеризующая значение минимальной диагностической меры расстояния. Так как в цикле диагностирования жестко зафиксированы моменты определения диагностических мер расстояния по каждой неисправности, то при изменении содержимого блока 10 одновременно в регистр 11 записывается номер соответствующей неисправности. Таким образом, после окончания анализа первого интервала времени в регистре 11. записан номер неисправности, имеющий минимальную диагностическую меру расстояния с состоянием объекта на данном интервале времени.

Информация с блока 10 соответствующая минимальной диагностической мере расстояния Ь; „„ поступает в блок 14, В блок 14 поступают и величины диагностических мер расстояния

L,. (в каждом временном интервале i поступает N значений).

В блоке 14 вычисляется коэффициент надежности распознавания по формуле

1/L; м1н — 1/(Ь.

Ммчкс

1 МИ 1 Е 1/Ь,1

4 макс х 1/L)..

1536357

Вычисление коэффициента надежности ,,распознавания осуществляется по сигналу от блока 7 по окончании первого временного интервала (первого шага). Значение коэффициента надежности распознавания записывается в соответствующий подблок блока 15 по разрешающему сигналу с дешифратора

;12. Номер подблока соответствует вы- 10 .явленному на данном временном интер. вале номеру неисправности N. Факт выявления какой-либо неисправности ! на первом шаге (перном временном ин;тервале) фиксируется с помощью од-! ного из счетчиков блока 13.

Анализ состояния объекта диагнос, тирования по последующим шагам (ин; тервалам времени) осуществляется аналогично. 2G

После окончания анализа по всем временным интервалам информация из . блока 13 поступает в мультиплексор

16. В каждом счетчике блока 13 под1 считывается количество временных ин- 25 тервалон, на которых реальный про= цесс в объекте диагностирования наиболее близок к проявлению неисправности. С помощью мультиплексора 16, блока 17, компаратора 18 и регистра 30

19 выявляется неисправность, соот-. ветствующая счетчику с наибольшим содержим (из блока 13)„ т.е-. наиболее вероятная неисправность объекта, и определяется ее номер N.

Перебор содержимого счетчиков из блока 13 производится. ло сигналам с блока 7 мультиплексором 1,6.Последовательное сравнение их содержимого производится компаратором 18. Мак- 40 симальное содержимое и фиксируется в блоке 17 и передается н блок ключей 20, номер же счетчика из блока

13 с максимальным содержимым (т,е. номер выявленной неисправности И) фиксируется регистром 19, После определения N блок 20 разрешает прохождение N.в блок 15, а также формирует сигнал начала (запуска) деления н блок 15. В блоке 15 определяется значение среднего коэффициента надежности распознавания,, по формуле (4) !,где

II — максимальное .одержимое счетчика из блока 13 с номеромР равным выявленному ко меру неисправности N.

Значение и N (в двоичном коде) поступают в блок 7 управления, а с него — на блок 8 индикации и высвечивается на световом табло,Регламентирует работу всего устройства блок 7 управления режимом.

Рассмотрим работу функциональных блоков устройства (по фиг.4 — 7) в соответствии с временной диаграммой функционирования устройства (фиг,2 и 3).

Цикл работы устройства разбит на

3 больших этапа. Зто "Запись", "Ана" лиз" и "Вычисление". Число i интервалов кнантования этапа "Запись" равно числу шагов на этапе "Анализ". Таким 6бразом, анализ состояния объекта диагностирования 1 осуществляется отдельно по временным интервалам от первого go i-го, На временной диаграмме (фиг.2) изображен этап "Запись" и изображены сигналы для первого шага э-апа "Анализ", Сигналы для других шагов этапа "Анализ" аналогичны, поэтому последующие ша-: ги на диаграмме не приведены. Сигналы, отмеченные на диаграммах условным знаком "к" являются кодированными, они показаны на диаграммах условно в нице одноразрядных, Включение и отключение устройства производится переключателем ЯМ1 в блоке 7.

Работа устройства начинается по команде с блока 7 (выход 1 к) подачей управляющего кода на блок 9.

Блок 9 содержит аналоговые ключи

22 и настроенный блок уставок (тестовых ступенчатых воздействий). Число формирователей уставок равно числу координат объекта 1 диагностирова-. ния (в приведенном примере это число равно 4). По сигналам с выхода 1 к блока 7 разрешается подключение к входу объекта диагностирования од- .ного из 4 ступенчатых воздействий, задаваемых уставками 21 блока 9 °

Блок 2, управляемый четырехразрядным кодом (выход 2 к блока 7), подключает к входу аналого-цифрового преобразователя последовательно один за другим дна датчика объекта 1.

Таким образом, с выхода 2 .к блока 7 последовательно поступают два пятиразрядных кода (для упрощения временной диаграммы они условно предстанлены в виде одного сигнала). Четыре разряда этого кода используются для управления, а пятый разряд — для

6357

9,153 стробирования аналого-цифрового преобразователя. Один пятиразрядный код используется для формирования квантовых сигналов по Х-каналу (первый датчик), другой — для формирования квантованных сигналов по У-каналу (второй датчик). Аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует непрерывный сигнал с датчика в кодированный, который передается в блок 4, включающий в себя два ряда параллельных сдвигающих многоразрядных регистров 24. В первый ряд заносятся квантованные по времени Х вЂ” параметры, во второй — квантованные по времени

Y-параметры. В каждом ряду всего регистров по числу интервалов кван -; тования.

Для записи информации генерируются два раздельных синхросигнала; один для записи Х-параметров в момент считывания информации с первого датчика (выход 3), другой — для записи Y-параметров в момент считывания информации с второго датчика (выход 4). Выходы регистров 24 подключены к мультиплексору 25 (отдельно для Х- и Yпараметров). Таким образом, адресация блока 4 осуществляется сигналами с блока 7 по выходам 3 и 4, Подблок

r текущего значения У . организован

I подобно подблоку текущего значения

1В блоке 5 расположены узлы 26 памяти значений Х и У по И„„„, неисправностям (дефектам). Это эталонные значения неисправностей, квантованные также по i интервалам,Каждый подблок (узел) эталонных значеи м ний неисправности Х: У,. организован подобно блоку 4. Информация в каждый подблок записана предварительно с помощью внешних устройств, Общее количество неисправностей определяется заранее на основе анализа данных о надежности объекта диагностирования. Это число 11 „„ составляют дефекты, которые когда-либо выявлялись в данном объекте диагностирования. Количество подблоков 26 блока

5 равно количеству этих дефектов.

После записи необходимой информации в блок 4 начинается первый шаг этапа "Анализ" (всего шагов i). В каждом шаге этапа "Анализ" на вход первого счетчика 43 блока 7 поступает один импульс, поэтому в этом счетчике хранится номер данного шага, т.е.

Двоичный код номера с выхода этого счетчика .поступает по выходу 5 к блока 7 на мультиплексоры 25 блоков

4 и 5. Таким образом, осуществляется

5 считывание информации из регистра

24, номер i которого соответствует содержимому этого счетчика 43 (т.е. соответствует коду на выходе 5 к).

При подаче кода на блок 5 происходит считывание и информация проходит на мультиплексоры 30 блока 6. Подача кода на блок 4 подготавливает мультиплексоры 25 блока 4 к передаче информации. Считывание информации происходит при подаче синхросигналов (выход 6 блока 7). Таким образом, в каждом из i шагов этапа "Анализ" на выходе блока 4 информация из соответствующего регистра 24 повторяется при поступлении сигнала разрешения число раз, соответствующее количеству выявляемых дефектов N информация о которых записана в

25 блок 5.

Блок 6 включает в себя два мультиплексора, два субтрактора (вычитателя), два умножителя и сумматор.

Субтракторы 31 вычисляют разность

ДХ = Х. — Х и ЬУ.= У.. — У . В умной

1 i

2 жителях вычисляется (dX) и (ЬУ)

В сумматоре 34 определяется L, м (X) + (ЬУ), т.е. вычисляется диагностическая мера расстояния в

35 пространстве контролируемых параметров между текущим состоянием объекта и его различными неисправными состояниями, Мультиплексоры 30 блока 6 используются для ввода информации

40 из блока 5. В каждом шаге этапа "Анализ" на управляющие входы мультиплексоров 30 приходит 11 „, раз кодированный номер (соответствующий номеру дефекта, записанного в блоке 5.по

45 выходу 7 к блока 7. Таким образом, выходы регистров блока 5 со значениями Х и Y. по всем подблокам памя1 i ти последовательно подключаются на выход мультиплексоров 30 блока 6 и подключаются к входу субтракторов, Для тактирования работы субтракторов

31 разрешающие сигналы с выхода 7 к и выхода 6 (разрешение считывания из блока 4) синхронизированы, По этим же сигналам производится начало вычислений в блоке 6.

Суммирование (аХ) и (йУ) проис2 ° ходит по разрешающему сигналу с выхода 8 блока 7.

Код большей L; по примеру 1 н

Код меньшей L.

IIG примеру 2

11 15363

Таким образом, на ьыходе блока 6

NÄz« paw появляется представленная в двоичном коде величина диагностической меры расстояния (в каждом ma5 ге этапа "Анализ" ) . .Величины диагностических мер расстояния L, ïðåäставленные в двоичном коде, йоступают на дешифратор 44 блока 10, где преобразуется к виду 1 из к. Выходы 10 дешифратора 44 подключены к соответ-ствующим триггерам 46 таким образом, что двоичный код на входе дешифра-тора 44, соответствующий меньшей

Я диагностической мере расстояния L,, после декодирования установит в единичное состояние все "нижние" (т.е,, более старшие) триггеры 46 блока

10, даже если они подключены к невозбужденным выходам деыифратора 44с 20

Следовательно, на входе дешифратора

49 блока 10 меняется кодовая комбинация таким образом, что в конце каждо"го шага этапа "Анализ" останется комбинация, соответствующая мини- 2В мапьной диагностической мере расстояния (для данного шага).

Результаты сведены в таблицу, 57 12 диагностической меры расстояния

В случае записи в RS-триггеры меньшего кода элемент ИЛИ 48 формирует сигнал, который поступает в регистр 11. Для четкого выделения импульсов, поступающих на элемент

ИЛИ, используются дифференцирующие цепочки 47, После окончания каждого шага этапа "Анализ" выдается импульс разрешения на дешифратор 49 (выход 9 блока 7) и импульс сброса триггеров в состояние логического "О" (выход

10 блока 7), При каждом поступлении на триггеры 46 кода, соответствующего меньшей диагностической мере раси стояния L., элемент ИЛИ формирует

1 разрешающий сигнал в регистр 11.

На вход третьего счетчика 43 в блоке 7 в каждом шаге этапа "Анализ" проходит N, импульсов (по числу выявляемых дефектов). Следовательно, на выходе 11 к в каждый момент времени имеется двоичный код номера неисп" равности {дефекта). Соответствующая этому номеру поцсчитанная диагностическая мера расстояния L; определяй ется дешифратором 44. В случае прихода меньшей L в блок 10 ее номер

N IIo управляющему сигналу с ИЛИ 48 запишется в регистр ll. С приходом

Выход

Вход

Выход

Дешифра тора

Дешифратора

Дешифратора

Дешифратора

О

1

О

О

О

О

О

О

О

О

1

1

О

О

О

0

О

О

Таким образом, появление 1 на вы-. ходе дешифратора 44 (левый столбец по примеру 1 и 2) ставит все "нижь.ие" разряды на входе дешифраторя 49 в единичное состояние (правый столбе.; по примеру 1 и 2). Блок 10 включает также к RS-триггеров 46 и (K — 1) элементов ИЛИ 45, с помощью которых и происходит выделение наименьшей. Г

g1 Q

50 следующего разрешающего импульса в регистр 11 запишется другой номер N.

Таким образом, после перебора всех номеров 11, в регистре ll записан номер, соответствующий минимальной диагностической мере расстояния

1мин

В каждом шаге этапа "Анализ" после прихода последнего из Я импульсов . на третий счетчик блока 7 на выходе

)

52 — для вычисления R " = (1/? к

Й макс

1 мчн

; Y. 1/т,,.) ).

Таким образом, в блоке 14 определяется козффициент надежности распознавания $ для каждого шага этапа

"Анализ" по формуле

15363

1О

55

13 м макс

1/(L. х К 1/L,)

1/Li мин (3)

" -""! /Ь, 5

В первом делителе 50 подсчитываN ется частное 1/L для всех N в дан-! ном шаге, Подблок реализован .с помощью типовой схемы на базе вычитающих счетчиков. Работу подблока деления рассмотрим ниже на примере делителя в блоке 15, Умножитель организован подобно умножителю из блока 6,По сигналу с выхода 13 блока 7 запуска- 15 ется первый делитель 50, по сигналу с выхода 14 подсчитанная сумма а макс

И (С 1/L ), поступает в умножитель, 1

1 т.е. запускается подблок умножения, По сигналу с выхода 16 запускается

20 второй делитель 52 и вычисляется ;.

Для обеспечения деления в подблоки деления поступают импульсы с тактового генератора (выход 23 блока ?).

В конце каждого шага этапа "Анализ" на один из N счетчиков в блоке

13 поступает единственный импульс.

За весь этап "Анализ" на блок 13 поступит i импульсов. В каждом счет30 чике блока 13 подсчитывается количество шагов i на которых реальный процесс в объекта наиболее близок к проявлению N-ой неисправности, Вычисленный коэффициент надежности распэзнавания ; поступает в блок 15 в один из N „„подблоков суммирования на накапливающий сумматор (по разрешающему сигналу с де-. шифратора 12) и складывается с его содержимым, Таким образом, 1,". проходит в тот подблок суммирования, номер N которого соответствует номеру возбужденного выхода дешифратора

12.

Максимальное содержимое одного из счетчиков 55 и его номер N выявляются посредством мультиплексора !

6 блока 17 промежуточной памяти, компаратора 18 и регистра 19. На этапе "Вычисление" на управляющие входы мультиплексора 16 и на вход регистра

19 подается последовательно код номера дефекта N (т,е. номер одного из счетчиков блока 13) по выходу 17 к блока 7. Происходит перебор содержимого счетчиков. Четырехразрядный код, соответствующий содержимому счетчиков, поступает с выхода муль57 14 типлексора 16 на блок 17 и на компаратор 18.

В компараторе 18 происходит сравнение поступившего кода (входы Y) с предыдущим, который записан в блоке 17 (входы Х). Если Y (Х, то "1" на выходе компаратора 18 не изменит состояния RS-триггеров 57 в блоке 17.

Если У > Х, то "0" разрешит запись в

RS-триггера блока 17 поступившего туда кода (который также поступает на входы Y .компаратора 18), Логический

"0" на выходе компаратора 18 разрешит также запись номера N в регистр

19 по выходу 17 к блока 7. Сравнение содержимого счетчиков 55 (кодов) происходит последовательно (1-го с нулем; 2-го с 1-м; 3-го со 2-м; ...N „,-ro с (N „,-1)-м) в соответствии с поступающим кодом по выходу 17 к. Таким образом, происходит выделение номера дефекта И (регистром 19), и фиксируется, сколько раз (и) он был выявлен за i шагов этапа

"Анализ". Число раз выявления дефек-. та и представленное в двоичном коде, поступает в делитель 64 блока 15. Номер выявленного дефекта N (в двоичном коде) по разрешающему сигналу (выход 18 блока 7) на блок 20 поступает в блок 15, Сигнал "Пуск" для делителя 64 блока 15 формируется элементом задержки ИЛИ 59 в блоке 20, Окончание работы мультиплексора

16 и блоков 17 и 18 происходит после. срабатывания элемента И 40 в блоке 7, настроенного на число N „ (количество счетчиков в блоке 13с, т,е. когда информация из всех счетчиков блока 13 считана. Сигнал с элемента И выключает из работы четвертый счетчик

43 блока 7, не разрешая прохождение тактовых импульсов на его вход. Элемент И также формирует сигнал на управляющий вход 18 блока 7.

Бок 15 состоит из Nì подблоков суммирования 60 (по числу выявляемых дефектов), в которых происходит накапливание вычисленных мультйплексора 63 .и делителя 64, в котором вычисляется с, . После поступления управляющего кода на мульти-!! плексор 63, содержимое (K,".) того

1 подблока суммирования, номер N которого выявлен регистром 19, поступит в делитель 64 для вычисления среднего коэффициента надежности распознаП вания g = ; „"./n (4) . Делимое

15 здесь — сумма . rzo данной неисп1 равности, N записывается в счетчик 1, Делитель — число, показывающее, сколько раз из i реальный процесс в объекте диагностирования был идентифицирован как N-я неисправность, Делитель 64 работает следующим образом, На счетчике записано постоянное 1О

Ь число (, » 1 .), а переменное число п

1 в двоичном коде поступает на счетчик 2, Операция деления выполняется путем циклического вычитания числа i5

А = n <1 импульсов из непрерывной последовательности, содержащей число и

А = . g.(?) импульсов, Импульсы так1 тирования поступают на элемент И-НЕ 20 с тактового генератора иэ блока 7 по выходу 23, В процессе каждого такого вычитания образуется один из импульсов частного, которые суммируются счетчиком частного 3. Делимое обеспечивается счетчиком-делителем

1; имеющим К „= А =.,2,1,,В исход1 ном состоянии он заперт сигналом

Q, =- 0 с выхода триггера 69. Счетчик 30 делителя 2 работает в режиме обратно-го счета. До подачи импульса "Пуск" в счетчик записывается число В = n

Пусковой импульс включает счетчики, В момент обнуления счетчика 2 импульс З5 с. его выхода Р повторно введет число В, Этот же импуль.. поступит на счетчик частного 3. Процесс периодически повторяется,цо появления стопового импульса на выходе счетчика 1, 40

С перебросом триггера 69 операция прекращается. Старшие разряды частно-го с достаточной точностью обеспечивающие результат деления, поступают на выход блока 15, Д5

Делитель 50 (вычисления обратной величины) R = 1/Ь ; в блоке 4 работает аналогично, однако делителем является число В = L (в двоичном коде), делимым является ч:исло А = 50

= 2 (в двоичном коде). Для получения на выходе величины R = 1/L как результат,з деления, берутся старшие разряды частного, Таким образом обеспечивается достаточная точность результата деления, Делитель 52 (вычисления обратной

Величины) R = 1/L; „ х

1536357

N макс х Х 1/Ь ) работает аналогично, В

1

lO этом случае число А = 2 (делимое).

Делителем является число В = (L.

111 маис х 1/Ь .) в двоичном коде. Процесс

1 деления происходит так же, как это было показано для делителя 64 блока

15, с учетом указанных изменений.

Выявленный номер неисправности N (в двоичном коде) поступает на вход

2 (выход 22) блока 7 в первый регистр 42. После поступления в регистр разрешающего сигнала происходит запись и код по выходу 19 к поступает в блок индикации 8, Подсчитанный средний коэффициент надежности распознавания (в двоичном коде) поступает на вход 1 (выход 21) блока 7 во второй регистр

42. После поступления разрешающего сигнала происходит запись в регистр и код по выходу 20 поступает в блок 8 индикации.

Блок индикации 8 состоит из двух дешифраторов и двух цифровых индика торов., Блок 7 управления состоит из перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), которое программируется в соответствии с временными диаграммами (фиг.2,3) многодекадного двоично-десятичного счетчика, задающего временные сигналы на вход ППЗУ, четырех двоичных счетчиков, двухвходового элемента И, двух регистров, для хранения величины N и, а также трехвходового элемента И (ключа). Для подачи тактовых сигналов в многодекадный счетчик используется тактовый генератор G.Ýòîò генератор также подключен ко всем делителям (по выходу 23) в блоках

14 и 15 для обеспечения процесса деления, Включение устройства производится двухпозиционным переключателем SN1, На функциональной схеме устройства (условно не показаны сигналы сброса всех элементов в О" при включении устройства и цепи питания элементов), длительность всего цикла диагНос.тиров GHHH T = Т + Т + Т g (при

10 и N„„= 10, Т = 40 с).

Предлагаемое устройство характеризуется по сравнению с известными высокой достоверностью диагноза, близкой к единице, так как вычисляется

)7 153635 коэффициент надежности распознавания, с более высокой точностью диагностиро- н вания за счет увеличения глубины ди- в агностирования не до функционального г ..5 узла, а до элемента схемы, уменьше- " м нием временных затрат на обнаружение б неисправности, так как поиск неисправ- ж ности проводят за один цикл вместо к нескольких циклов для подсчета ста- 1О р тистических коэффициентов. н

Таким образом, применение предла- в гаемого устройства позволяет повы- к сить точность диагностирования при- в мерно в 2 раза, увеличить достоверность диагностирования примерно на д

30 l уменьшить время диагностирова- д ния примерно в 2 раза. !

Формула изобретения устройство для диагностики неисправностей технических объектов,содержащее блок управления режимом, блок индикации, генератор тестов, блок 25 коммутации, аналого-цифровой преобразователь, блок буферной памяти, блок памяти словаря неисправностей, блок вычисления оценки отклонения и компаратор, первый выход блока управле- gp ния режимом соединен с адресным входом блока памяти словаря неисправностей, второй выход — с информационным входом блока индикации, третий выходс входом запуска генератора тестов, четвертый выход — с входом адресации блока коммутации и входом стробирования аналого-цифрового преобразователя, пятый выход — с входом управления записью блока буферной памяти, 40 шестой выход — с входом запуска блока вычисления оценки отклонения,выход блока коммутации подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, а информационный вход блока коммутации является входом устройства для подключения к выходам объекта диагностирования, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом данных блока буфер- 5О ной памяти, выходом подключенного к входу текущих данных блока вычисления оценки отклонения, вход эталонных данных которого соединен с выходом блока памяти словаря неисправностей, выход генератора тестов является выходом устройства для подключения к входу объекта диагностирования, отличающееся тем, что, 7 18 целью повышения глубины и достоверости диагностирования, в устройство ведены первый и второй буферные реистры, дешифратор, блок определения инимума, мультиплексор, блок ключей, лок счета неисправностей, блок промеуточной памяти, блок вычисления теущей оценки достоверности диагностиования и блок вычисления усредненой оценки достоверности диагностироания, седьмой и восьмой выходы блоа управления режимом подключены к ходу сброса и стробирования соответственно блока определения минимума, евятый выход — к установочному вхоу первого буферного регистра, десятый выход — к входу стробирования, дешифратора, одиннадцатый выход — к адресному входу мультиплексора и к установочному входу второго буферного регистра, двенадцатый выход — к входу управления блока ключей,тринадцатый и четырнадцатый выходы — к входам запуска блока вычисления усредненной оценки достоверности диагностированйя и блока вычисления текущей оценки достоверности диагностирования соответственно, выход блока вычисления оценки отклонения соединен с информационным входом блока определения минимума и с первым информационным входом блока вычисления текущей оценки достоверности диагностирования, подключенного вторым информационным входом к информационному выходу блока определения минимума, а выходом — к первому информационному входу блока вычисления усредненной оценки достоверности диагностирования, соединенного вторым информационным входом с выходом блока промежуточной памяти, входом управления записью — с выходом дешифратора и со счетным входом блока счета неисправностей, адресным входом — с первым входом данных блока управления режимом и выходом блока ключей, а выходом — с вторым входом данных блока управления режимом, выход блока счета неисправностей соединен с информационным входом мультиплексора, выходом подключенного к первому вхо ду данных компаратора и .к входу установки блока промежуточной памяти, выход которого соединен с вторым входом данных компаратора, выходом под ключенного к синхровходу блока промежуточной памяти и к стробирующему

19 1536357 20 входу второго буферного регистра,вы- стробирующему входу первого буферноход которого подключен к информацион- го регистра, выходом соединенного с ному входу блока ключей, управляющий информационным входом дешифратора. выход блока определения минимума к блок(9) Воок(3)

Вьаод/(к)

Вмхоад

Выход 2(к)

Вмход4

Вмход д(к)

Выход д

Выход 7(к)

Выход В

Выход 9

Выход /9

Выход й(к)

Выход l2

Выход l3

Выход/4

Вмход /б

Выход /6 йадм/7+22

Елок(4) t

Ф

Вюк(д)

6nov(б)

Яеаюратр

44

Триееар46 р oroprropoао4 mono 48

/)orvrnpyrrvp

49 е хок(//)

3=: дяок(/2)

Д Выход/

KC Выход2

Выход// к%

В 6nog(/4) Фие2 йаадм (l-/6) Вьисд/7(к

Выход/8

Выход/9

Выход 26 ( (мхад2/

Вход/) ф Выхад22 (Вход 2)

)фвлижксор(/б) блок(/7)

Мнпарппор (/6)

Ьык(/9)

6nw/Выход /

Я дыход2

Воок(/3)

6 //кдикакая

V/A- 4 каиии Иийкация (в) .Вопись" „Аналл (/шаеод) 1536357

1536357 иаС!

53&357

1536357

Составитель И.Алексеев

Редактор М.Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор М. КУчерявая

Тираж 646

Подписное

Заказ j08

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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