Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов

 

Изобретение относится к средствам технической диагностики и может быть использовано для определения границы области работоспособности технических объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блоки 1,2 памяти, счетчик 3, блок 4 вычисления функции работоспособности, регистрирующий блок 6 и блок 5 анализа работоспособности и управления пересылкой данных. Устройство исключает контурный обход области работоспособности и обеспечивает целенаправленное изменение параметров в пределах допуска. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСА ЛИН (51) 5 G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4423386/24-24 (22) 11.05,88 (46) 30.01 ° 90. Вюл. ti"- 4 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) М.S.Àâõà÷, И.A,Êðàñíoâ и А. В. Саушев (53) 621.396 (088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

Р 744475, кл..(: 05 В 23/02, !980.

Авторское свидетельство СССР

Р 943650Ä кл. С; 05 В 23/02, 1982. (54) УСТРОИСТВО ЛЛЯ ОЛРЕЦЕЛЕНИЯ

ГРАНИЛИ ОБЛАСТИ PAI>ОТОСЛОСОБНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕГГОВ

„„SU„„1539730 А1

2 (57) Изобретение относится к средствам технической диагностики и может быть использовано для определения границы области работоспособности технических объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, Устройство содержит блоки 1, 2 памяти, счетчик

3, блок 4 вычисления функции работоспособности, регистрирующий блок

6 и блок 5 анализа работоспособности и управления пересьлкой данных.

Устройство исключает контурный обход области работоспособности и обеспечивает целенаправленное изменение параметров в пределах допуска. 2 з.п. ф-лы, 5 нл.

1539730 о Х у в о ° уХр) -,ыакс ф < сч

Y»„ Y-Ч (Х <,Х, ° °

Э 2 9 ° ° 9

У У ° ° ° У Ъ)Ф

4 где Х; (i=1, и) — т екущее вичного значение i-го перпараметра; ервичных парметров; и — число п ыы <акс, — векторы д сл ьные опр ед еляющие пр езначения функции

Изобретение относится к средствам технической диагностики и может быть использовано для определения границы области работоспособности технических объектов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2— вариант технической реализации первого блока памяти; на фиг.3 — схема второго блока памяти; на фиг.4— схема блока анализа работоспособности и управления пересылкой данных; на фиг.5 — схема узла сравнения.

Устройство содержит первый 1, второй 2 блоки памяти, счетчик 3, блок

4 вычисления функции работоспособности, блок 5 анализа работоспосОбности и управления пересылкой данных, регистрирующий блок б.

Первый блок памяти содержит кольценой и-разрядный регистр 7 сдвига, и регистров 8 памяти, группу элементов 9 ИЛИ, элемент 10 задержки.

Второй блок памяти содержит кольцевой днухраэрядный регистр 11 сдвига, два регистра 12 и 13 памяти и группу элементов 14 ИЛИ.

Блок 5 содержит узел 15 сравнения, первый элемент ИЛИ 16, счетчик

17, нторой элемент ИЛИ 18, схему 19 сравнения и двухраэрядный кольцевой регистр 20 сдвига. ..Узел сравнения 15 содержит две схемы 21 и 22 сравнения, два элемента И 23 и 24 и два регистра 25 и 26 памяти, Устройство предназначено для оп40 ределения координат граничных точек области работоспособности, под которой понимается множество физически реализуемых зйачений первичных параметров, при которых удовлетворяются

45 все требования, предъявляемые к техническому объекту, т. е. выполняются условия работоспособности, называемые условиями работоспособности, т.е. накладываемые на выходные параметры объекта, нарушение которых приводит к потере работоспособности; — функция работоспособности, которая определяет назначение объекта и изменяется в заранее заданных пределах, называемых условиями работоспособности.

Обозначим область работоспособности через С.

Х е:- Р, где P — область возможных значений первичных параметров (область физической реализуемости первичных параметрон), задаваемая системой неравенств:

Х<ныы(Х,(Х иакс ° 1=1, и (1) Х<1= f)(Y) уX< уX ð å o ° уХ; у в е е уX„) . (2)

Принцип работы блока 5 заключается в проверке условий принадлежности

Х <ы ыы -Х2 g(Y, Х <, Х, Х n) "Х2 <ыакс э (3 ) где У> =У u«g или Y =Y> иа«с а также в выработке команд управления на запись граничной точки области работоспособности в регистрирующий блок 6 и на разрешение передачи данных с выходов первого 1 и второго 2 блоков .памяти.

При выполнении условия (3) фиксируют значение параметра Х> для которого выполняется это условие„ а также значение параметра Х . Далее блок

1 памяти формирует следующее значение параметра Х<, для которого про1Де Х;<ы<<ы

Х, < а « — минимальное и максимальное допустимые значения i-го первичного параметра соответственно.

Предполагается, что Г E Р.

Исходя из требуемой точности построения границы области работоспособности задан шаг изменения первичных параметров ЬХ; (i=1 3, ..., n).

Принцип работы блока 4 заключается в вычислении значений функции работоспособности

1539730

Содержимое счетчика 3 равно Хд .

При подаче напряжения питания на элементы устройства в блоке 1 памяти возбуждается первая ячейка регистра 7, выходной сигнал которой подается на вход регистра 8». При этом содержимое регистра "», определяемое значением параметр; Х» на первом шаге поиска границы области работоспособности, через элементы ИЛИ 9 подается на входы регистрирующего блока 6 и вычислительного блока 4. веряется справедливость выполнения условия (3), и процесс определения координат граничных точек области работоспособности в плоскости параметров Х» и Х продолжается.

Все значения параметра Х» при которых происходит проверка условий принадлежности (3) отображающей точки области возможных значений P заранее записаны в соответствуккцие ре-

)гистры памяти блока 1 памяти. Это позволяет организовать любую известную процедуру процесса поиска координат граничных точек, которая выбирается на основании анализа конкретного технического объекта. Наиболее эффективной, при отсутствии донолнитепьных данных, является процедура поиска, реализующая метод золото- 20

ro сечения..

После нахождения границы области работоспособности в основании P аналогичным способом определяют границу области работоспособнотси в плоскос- 25 тях, параллельных основанию.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в соответствующие регистры 8 памяти вводят зна- 30 чения параметра Х», соответствующие выбранной процедуре поиска границы области работоспособности. В регистре 7 возбуждена первая ячейка.

В регистры 12 и 13 вводят соот35 ветственно значения Х ц,,»„и Х юн»кс.

Первая ячейка регистра 11 находится в возбужденном состоянии. В регистры памяти узла 15 сравнения вводят соответственно значения Xq,»„„и

Xg р, а в регистр памяти схемы

19 сравнения вводят число, равное числу корней уравнения (2).

Счетчик 17 находится в нулевом состоянии, обе ячейки регистра 20 сдвига не возбуждены.

Во втором блоке 2 памяти возбуждается первая ячейка регистра 11, сигнал с выхода которой подается на вход регистра 12, в котором записано значение Yz»»Ä. Содержимое регистра 12 через группу элементов

ИЛИ 14 подается на вход блока 4, на другой вход которого, а также на второй вход регистрирующего блока 6 подается сигнал с выхода счетчика 3.

Блок 4 согласно уравнению (2) вычисляет значения X@, р =1, К, где

К вЂ” число корней уравнения (2) . а выходе блока 4 формируется значение

Х,ч для ц=-1, которое подается на вход регистрирующего блока 6 и на вход блока 5, Узлом 15 сравнения по формуле (3) осуществляется проверка условий принадлежности Xqp интервалу (Х иин, Х „,», 1 . В том случае, если условие (3) выполняется, т.е, точка принадлежит границе области работоспособности, на втором выходе узла 15 появляется сигнал который поступает на вход блока 6, который, в свою очередь, фйксирует координаты первой граничной точки области работоспособности. Независимо от результатов сравнения сигналы с выходов узла 15 сравнения через элемент ИЛИ 16 подаются на вход счетчика 17, в котором записывается единица. Сигнал с выхода счетчика, равный f подается на схему 19 сравнения, в которой он сравнивается с числом К, равным числу корней уравнения (2) . В том случае, если К)1, на первом выходе схемы 19 сравнения появляется сигнал, который подается на вход блока 4. При этом на выходе блока 4 формируется значение Х» для

1»1=2, которое подается на вход регистрирующего блока 6 и на вход блока 5.

В блоке 5 узлом 15 сравнения по формуле (3) вновь осуществляется проверка условий принадлежности интервалу fXq « Х м;»к=1 ° В том случае, если условие (3) выполняется, т, е. точка принадлежит границе области работоспособности, на выходе блока- сравнения появляется сигнал, который поступает на вход регистрирующего блока 6, который, в свою очередь, фиксирует координаты первой граничной точки области работоспособности.

Независимо от результатов сравнения сигналы с выходов узла 15 сравнения через элемент ИЛИ 16 подаются на вход

1539730 счетчика 17, в котором. записывается число, равное двум.

Сигнал с выхода счетчика, равный

2, подается на схему 19 сравнения ., в которой он сравнивается с числом

К. В том случае, если К)2, яа первом выходе схемы 19 сравнения появляется сигнал, который подается на вход блока 4. При этом на выходе блока 4 формируется значение Х > для м=3, которое подается на вход регистрирующего блока 6 и на вход блока 5.

В блоке 5 узлом 15 сравнения по фоРмуле (3) вновь осуществляется проверка условий принадлежности Х ч интервалу (Х p,„, Х, и цикл оп-. ределения координат граничных точек области работоспособности повторяется. При значении /=K на втором выходе схемы 19 сравнения появляется ,сигнал, который через элемент ИЛИ 18 устанавливает в нулевое состояние счетчик 17 и подается на вход регистра 20, возбуждая его первуя ячейку, "g5 сигнал с выхода которой подается на вход второго. блока 2 памяти, возбуждая вторую ячейку регистра 11, сигнал с выхода которой подается на вход регистра 13 памяти, в котором записано значение Yq . Содержимое регистра 13 через группу элементов

KIH 14 подается на вход блока 4, на другой вход которого, а также на вход регистрирующего блока 6 подается сиг35 нал с выхода счетчика 3. Блок 4 согласно уравнению (2) вычисляет значения Х,{4=1, К, где К вЂ” число корней уравнения (2) при условии, что У=

Y> q На выходе блока 4 формирует- 4 . ся значение Xq> для 1=1, которое подается на вход регистрирующего блока

6 и на вход блока 5. В блоке 5 узлом

15 сравнения по формуле (3) осуществляется проверка условий принадлежности Х „интервалу Х щ ц, Хд дД.

В том случае, если условие (3) выполняется, т. е. точка принадлежит границе области работоспс>собности, на втором выходе узла сравнения появляется сигнал, который поступает

5G на вход регистриующего блока 6, который, в свою очередь, фиксирует координаты граничной точки области работоспособности. Независимо от результатов сравнения. сигналы с выходов узла 15 сравнения через элемент

ИЛИ 16 подаются на вход счетчика 17, в котором записывается единица. Сигнал с выхода счетчика, равный 1, подается на схему 19 сравнения, в которой он сравнивается с числом К, равным числу корней уравнения (2) . В том случае, если значение К>1 на первом выходе схемы 19 сравнения появляется сигнал, который подается на вход вычислительного блока 4. На выходе вычислительного блока формируется значение Xq>, для =2, которое подается на вход регистрирующего блока 6 и на вход блока 5. Цикл определения координат граничных точек области работоспособности для значения У=Yд повторяется аналогично циклу определения координат граничных точек этом области для значения Y--Умен .

При значении =К на втором выходе схемы 19 сравнения появляется сигнал. Этим сигналом счетчик 17 через элемент ИЛИ 18 -устанавливается в нулевое состояние, а в регистре 20 сдвига возбуждается вторая ячейка, сигнал с выхода которой подается на вход блока 1 памяти. Этим сигналом в регистре 7 возбуждается вторая ячейка, сигнал с,выхода которой подается на вход второго регистра 8 памяти. При этом содержание регистра памяти 8, определяемое значением параметра на втором шаге поиска границы области работоспособности, через группу элементов ИЛИ 9 подается на входы регистрирующего блока 6 и блока 4. На другой вход вычислительного блока подается значение Уц,1„,, записанное в регистре 13. На третий вход блока 4 подается сигнал с выхода счетчика 3. Блок 4 согласно .уравнению (2) вычисляет значения Xq<, /=1 К, где К - число корней уравнения (2), и цикл определения координат точек, принадлежащих границе области работоспособности продолжается аналогично описанному выше.

На и-ом шаге поиска координат граничных точек области работоспособности в первом блоке памяти появляется сигнал на выходе и-ой ячейки регистра 7 сдвига ° Этот сигнал подается на вход регистра 8р памяти и через элемент задержки 10 - на вход счетчика 3. Время задержки элемента 10 выбрано таким образом, что сигнал на вход счетчика 3 поступает после того, как полностью закончится цикл определения координат гранич1539730 ных точек для значения X„=X „, В счетчике 3 устанавливается значение

Х =Хэ„+bXэ, с выхода блока 5 появляется сигнал, который в блоке 1 памяти позбждает первую ячейку регистра

7 сдвига и цикл определения границы области работоспособности в плоскости, параллельной плоскости основания продолжается аналогично рассмотренному.

Фор мула и з об р ет ения

1. Устройство для определения границы области работоспособности техни15 ческих объектов, содержащее первый и второй блоки памяти, блок вычисления функции работоспособности, регистрирующий блок и счетчик, выход второго блока памяти соединен с входом первого параметра блока вычисления функции работоспособности, вход второго параметра которого и первый информационныи вход регистрирующего 25 блока подключены к выходу счетчика, счетный вход которого соединен с управляющим выходом первого блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия

30 устройства, в него введен блок анализа работоспособности и управления

1 пересылкой данных, первый управляюЪ щий выход которого соединен с управляющим входом первого блока памяти, второй управляющий выход — с управ35 ляющим входом второго блока памяти, третий управляющий выход — с управляющим входом блока вьиисления функг ции работоспособности, четвертый управляющий выкод — с управляющим входом регистрирующего блока, второй информационный вход которого и вход блока анализа работоспособности и управления пересылкой данных подключены к выкоду блока вьиисления функции работоспособности, информационный выход первого блока памяти соединен с третьим информационным входом регистрирующего блока и с входом третьего параметра блока вычисления функций работоспособности, причем блок анализа работоспособности и управления пересылкой данных содержит $çåë сравнения, два элемента ИЛИ, счетчик, схему сравнения, двухразрядный кольцевой регистр сдвига, первый и второй выходы узла сравнения соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого связан со счетным входом счетчика, вход установки нуля которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого и тактовый вход двухря зрядного кольцевого регистра сдвига подключены к первому выходу схемы сравнения, вход которой подключен к выходу счетчика, к втор ому входу втор ого элемента ИЛИ подключена шина установки нуля, управляющими выходами блока анализа работоспособности и управления пересылкой данных с первого по четвертый являются соответственно выход второй ячейки, выход первой ячейки двухразрядного кольцевого регистра сдвига, второй выход схемы сравнения и второй выход узла сравнения, вход которого является входом блока анализа работоспособности и управления пересылкой данных.

2. Устройство по п.1; о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что первый блок памяти содержит кольцевой и-разрядный р егистр сдвига, п р егистров памяти, элемент задержки и группу элементов ИЛИ, выходы кажпого из и раз- рядов регистра сдвига подключены к управляющим входам соответствующих регистров памяти, выходы каждого из которых связаны с входами элементов

ИЛИ группы, выход п-ro разряда кольцевого и-разрядного регистра сдвига соединен с входом элемента задержки, выходы группы элементов ИЛИ и выход, элемента задержки являются соответственно ийформационным и управляющим выходами блока.

3. Устройство по п,1> о т л и— чающеесятем,чтовторой блок памяти содержит кольцевой двухразрядный регистр сдвига, два р егистра памяти и группу элементов

ИЛИ, выход первои ячейки регистра сдвига подключен к управляющему входу первого регистра памяти, а выход второй ячейки регистра сдвига связан с входом второго регистра памяти, выходы регистров памяти соединены с входами группы элементов ИЛИ, выходы которых являются выходом блока.

1539730

СЭССЮ

Фиа 2

Трутней РылУ (iu.

Составитель В,Воронков

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Тираж б46

Подписное

Заказ 217

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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