Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации

 

Изобретение относится к области технической диагностики сложных технических объектов. Технический результат заключается в оперативном обнаружении области неисправных технических состояний объекта, который достигается за счет того, что способ основан на разбиении структурно-функциональной схемы многопараметрического объекта диагностики на пространства эквивалентности и толерантности или их комбинаций. Совместное функционирование структурных элементов многопараметрического объекта диагностики априорно представляют в виде структурно-функциональной схемы состояний, построенной из последовательно-упорядоченных, радиально-упорядоченных и полносвязно-упорядоченных структур взаимосвязей состояний структурных элементов многопараметрического объекта диагностики, представляемых на экране видеомонитора эквивалентности и толерантности или их комбинаций, и при нормальной работе кодируют одним цветом (например, зеленым). При возникновении аномальной ситуации на структурно-функциональной схеме выделяют аномальную область состояний структурных элементов, которую кодируют другим цветом (например, красным). Составляют цветокодовую матрицу размером "n на t", где n - номера параметров (датчиков), вышедших за допуск (начиная с первого), а t - соответствующее им время. Определяют параметры (датчики), фиксирующие аномалию и местонахождение неисправного структурного элемента или множества структурных элементов. 2 ил.

Изобретение относится к области технической диагностики (распознавания) сложных технических объектов и предназначено для контроля и оценки технического многопараметрического объекта диагностики с помощью ЭВМ по данным измерительной информации.

Известен способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации, заключающийся в преобразовании амплитуды параметров датчиков в информационные цветокодовые сигналы, посредством матрицы, столбцы которой соответствуют номерам датчиков, а строки - заданным временным интервалам. При превышении амплитудой датчика заданного диапазона информационный цветокодовый сигнал в матрице меняет свой цвет, что наблюдается на экране видеомонитора [1].

Недостатком прототипа является то, что описываемый способ фиксирует характер изменения состояния объекта и не позволяет проводить допусковую оценку технического состояния объекта.

Цель данного изобретения - оперативное обнаружение области неисправных технических состояний (топологии) многопараметрического объекта диагностики.

Поставленная цель достигается тем, что текущее состояние многопараметрического объекта диагностики на экране видеомонитора изображается в виде структурно-функциональной схемы состояний структурных элементов многопараметрического объекта диагностики, которая составляет априорно и представляется в виде соответствующей структурно-функциональной схемы состояний, построенной из базовых структурных описаний в виде последовательно-упорядоченных, радиально-упорядоченных и полносвязно-упорядоченных пространств (структур) эквивалентности и толерантности или их комбинаций. Априорная структурно-функциональная схема состояний многопараметрического объекта диагностики для штатного режима работы кодируется одним цветом видимого спектра (например, зеленым), при нештатной работе - другим (например, красным). При возникновении аномальной ситуации неисправных состояний, что регистрируется при допусковой обработке параметров измерительной информации, на структурно-функциональной схеме состояний, отображаемой на экране монитора, выделяют аномальную область работы датчиков, которая кодируется другим цветом (например, красным); дополнительно составляется цветокодовая матрица состояний размером "n на t", где n - номера датчиков, вышедших за допуск (начиная с первого), а t - время наблюдения (регистрации) аномалий (цветокодовая матрица играет лишь вспомогательную роль при возникновении аномалий); определяется датчик (или группа датчиков), фиксирующий аномалию и местонахождение (топологию) неисправного структурного элемента или множества структурных элементов, охваченных причинно-следственными связями с неисправным структурным элементом.

Сравнительный анализ технического решения с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа использованием структурно-функциональной схемы штатного состояния многопараметрического объекта диагностики, составленной априорно в виде различного сочетания зон (состояний) эквивалентности и толерантности и кодируемой в различные цвета в процессе контроля текущих состояний многопараметрического объекта диагностики. Таким образом, заявляемый способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации соответствует критерию изобретения "новизна".

Поиск технических решений в данной области техники не выявил среди них отличительных признаков заявляемого технического решения, совокупность которых и позволяет получить требуемый результат, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Состояние каждого структурного элемента многопараметрического объекта диагностики, в котором установлены измерительные датчики, можно изобразить на экране монитора посредством прямоугольников состояний, представляемых в виде пространств (классов состояний многопараметрического объекта диагностики) эквивалентности и толерантности. Полагаем, что структурные элементы находятся в причинно-следственной связи между собой, при этом возможна следующая декомпозиция структурных элементов на классы состояний: а) эквивалентное состояние - возникает, когда состояние (классы состояний) структурных элементов четко различимо, то есть выход одного структурного элемента из строя однозначно определяет состояние другого сопряженного структурного элемента (исправен - неисправен); б) толерантное состояние - возникает, когда состояние (классы состояний) структурных элементов невозможно четко различить, то есть выход одного структурного элемента из строя неоднозначно определяет состояние другого сопряженного структурного элемента (исправен - неисправен).

Существует три вида толерантных структур или три вида толерантных состояний: 1) последовательно-упорядоченное (фиг. 1 "а"), характерно для структурных элементов, соединенных последовательно друг за другом, т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход исправного структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j - 1" или "j + k" -м структурным элементом (что возможно за счет наличия обратных связей), математически это представляется следующим образом: (Sнj-1,j Sтj-1)&(Sнj-1,j Sтj), (1) где SjT - толерантное состояние j-го структурного элемента; SjT - толерантное состояние (j - 1)-го структурного элемента; SHj-1,j - нечеткое состояние (j - 1)-го и j - го структурных элементов, охваченных обратными последовательно-упорядоченными связями, обусловленное наличием недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j = 1" или "j + k" - м структурным элементом; 2) радиально-упорядоченное (фиг. 1"б") - характер для структурных элементов, соединенных по принципу "каждый с центром, центр с каждым", т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход исправного центрального структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных неисправным "j"-м структурным элементом, что математически представляется следующим образом: j N-1[(Sнj,N Sтj)&(Sнj,N SтN)], (2)
где SjT - толерантное состояние каждого j-го структурного элемента;
SNT - толерантность состояния центрального N-го структурного элемента;
SHj,N - нечеткое состояние аналогичных структурных элементов;
3) полносвязно-упорядоченное (фиг. 1 "в") - характерно для структурных элементов, соединенных по принципу "каждый с каждым", т.е. нечеткость состояния обусловлена подачей на вход любого исправного структурного элемента недопустимых сигналов, сформированных любыми неисправными "i, j"-ми структурынми элементами, что математически представляется следующим образом:
i,j(Sнi,j Sтi)&(Sнi,j Sтj) (3)
где SiT - толерантное состояние каждого i-го структурного элемента;
SjT - толерантное состояние каждого j-го структурного элемента;
SHi,j - нечеткое состояние аналогичных структурных элементов.

Предлагаемый способ позволяет в реальном масштабе времени проводить контроль и оценку состояния многопараметрического объекта диагностики с неограниченным количеством датчиков (параметров), оперативно указывая состояние аномального структурного элемента или множества аномальных структурных элементов, а использование его совместно с прототипом позволит также указать и датчик (датчики), зафиксировавший аномалию, и определить эпицентр локального возмущения, что позволяет говорить о его промышленной применимости. Данный способ может быть реализован в системах диагностики и распознавания, в различных ситуационных центрах и центрах диагностики по оценке технического и функционального состояния многопараметрического объекта диагностики. Пример практической реализации предлагаемого способа может быть представлен в виде блок-схемы (фиг.2), ее работа описывается следующим образом.

От объекта диагностики сигналы с датчиков (по кабельной сети или в виде радиосигналов для удаленного многопараметрического объекта диагностики) передаются потребителю. У потребителя в блоке ввода измерительной информации сигналы преобразуются в цифровую, аналоговую, кодовую и сигнальную информацию в зависимости от специфики многопараметрического объекта диагностики и системы измерения.

В блоке оценки параметров параметр каждого датчика сравнивается с допустимым значением, рассматривается на предмет наличия или отсутствия функционирования соответствующего ему структурного элемента или множества структурных элементов многопараметрического объекта диагностики.

В блоке анализа определяются области структурно-функциональной схемы, соответствующие аномальному функционированию многопараметрического объекта диагностики, в которых требуется изменение цветокода.

В блоке цветокодирования (из прототипа) формируется цветокод текущего состояния структурно-функциональной схемы.

В результате на экране монитора отображается апостериорная структурно-функциональная схема текущего состояния многопараметрического объекта диагностики, что и наблюдается экспертом-аналитиком (который сам является элементом системы диагностики) в реальном масштабе времени.

При возникновении аномальной ситуации помимо структурно-функциональной схемы с изменившими цвет зонами, ниже, на экране видеомонитора представляется матрица размером "n на t", где n - номера параметров, вышедших за допуск (или прекративших функционирование), а t - соответствующее им время, по которой определяют параметры (датчики), фиксирующие аномалию и местонахождение неисправного структурного элемента или множества структурных элементов (смотри прототип) [1].

Литература.

1. Омельченко В.В., Засухин Е.А. и др. Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации. Патент РФ на изобретение N 2099792// Б.И. 1997, N 35, стр. 585.


Формула изобретения

Способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта диагностики по данным измерительной информации, заключающийся в преобразовании информационных сигналов посредством матрицы, столбцы которой соответствуют номерам датчиков, а строки - заданным временным интервалам, и определении эпицентра локального возмущения по цветокодовому сигналу наибольшей величины из всех информационных сигналов на заданном временном интервале, отличающийся тем, что совместное функционирование структурных элементов многопараметрического объекта диагностики априорно представляют в виде априорной структурно-функциональной схемы состояний, построенной из последовательно-упорядоченных, радиально-упорядоченных и полносвязно-упорядоченных структур взаимосвязей состояний структурных элементов, представляемых на экране видеомонитора в виде пространств эквивалентности, толерантности или их комбинаций, и при нормальном функционировании многопараметрического объекта диагностики схему кодируют одним цветом, при возникновении аномальной ситуации на апостериорной структурно-функциональной схеме выделяют аномальную область состояний структурных элементов, которую кодируют другим цветом, составляют цветокодовую матрицу размером "n на t", где n - номера параметров (датчиков), вышедших за допуск (начиная с первого), а t - время наблюдения (регистрации) аномалии, по которой определяют параметры (датчики), фиксирующие аномалию и местонахождение (топологию) неисправного структурного элемента или множества структурных элементов, охваченных причинно-следственными связями с неисправным структурным элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области структурного распознавания образцов и может быть использовано в автоматизированных системах оперативной диагностики технического и функционального состояний многопараметрического объекта по данным измерительной информации, а также в системах идентификации, распознавания, контроля и диагностики технического и функционального состояния изделий авиационной и космической промышленности, энергетике, магистральных трубопроводов и т.п

Изобретение относится к охранной сигнализации и может быть использовано для охраны рассредоточенных объектов, связанных однопроводной линией связи

Изобретение относится к информационной измерительной технике и может быть использовано для преобразования сигналов в цифровой код и в телеметрических системах

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение при сжатии данных виброизмерений
Изобретение относится к системам передачи информации и может найти применение в спутниковых системах связи, при управлении космическими аппаратами

Изобретение относится к области телемеханики и может быть использовано для управления различными технологическими процессами непрерывного действия

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано в телеизмерительных системах, радиотелеметрии, дальней связи, где необходимо сокращение избыточности информации

Изобретение относится к системам передачи информации с временным разделением каналов и может быть использовано для дуплексного обмена сообщениями между низкоорбитальным космическим аппаратом и наземным пунктом контроля и управления через спутник-ретранслятор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для дуплексной передачи информации с временным разделением каналов между низкоорбитальными нестабилизированными космическими аппаратами и земной станцией

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при уплотнении многоканальных трактов систем связи и телеметрии

Изобретение относится к радиотехнике, телеизмерительной технике и может быть использовано для систем приема, регистрации и обработки телеметрических сигналов с временным разделением каналов

Изобретение относится к области информационно-вычислительных сетей и может быть использовано при проектировании сетей связи следующего поколения (NGN). Технический результат заключается в повышении производительности информационно-вычислительных сетей и в увеличении скорости передачи в каналах связи путем преобразования входного потока информационно-вычислительных сетей с произвольным законом распределения интервалов времени между пакетами в заданный закон распределения, в частности в пуассоновский. Объектом преобразования является одномерная плотность распределения интервалов времени между пакетами входного потока. Устройство осуществлено на элементах вычислительной техники: логических элементах И и ИЛИ, буферной памяти, счетчика, счетного триггера, вычислительного устройства. Устройство отличается от известных тем, что можно произвольный входной поток пакетов преобразовать в закон с заданной функцией распределения интервалов времени между пакетами. 3 ил.

Изобретение относится к сети активных датчиков в системе управления. Технический результат – избежание интерференции между датчиками. Для этого активные датчики, которые могут представлять собой датчики фиксированной инфраструктуры, обеспечивают информацию об обнаружении присутствия распределенной осветительной системе. Активные датчики осуществляют связь посредством передачи зондовых сигналов. Передача зондовых сигналов может вести к перекрестной интерференции, которая может варьировать во времени. Перекрестную интерференцию обнаруживают, и ее впоследствии можно избегать, посредством определения разности между сигналами, принимаемыми в первой части временного интервала, и сигналами, принимаемыми во второй части временного интервала. Для этого зондовые сигналы, содержащие два ненулевых импульса, передают в соответствующих частях временного интервала. Применения представляют собой, например, активные датчики присутствия, применяемые в управлении освещением в условиях помещения, а также вне помещения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к системам передачи информации и может найти применение в спутниковых и наземных системах связи. Технический результат состоит в повышении оперативности передачи сообщений в центр сбора и обработки информации. Для этого система управления абонентским трафиком через наземные и спутниковые каналы связи содержит орбитальные группировки космических аппаратов связи и навигационных космических аппаратов, подключенных к соответствующим подсистемам связи наземных комплексов, связанных между собой через наземные каналы связи. Согласно изобретению система управления дополнительно содержит подсистему управления наземными радиолиниями связи, выполненную в виде последовательно подключенных к этим линиям контроллера-регулирующего устройства и модема, через которые наземные радиолинии связи связаны с орбитальными группировками спутников и мобильными абонентскими и навигационными терминалами. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Техническим результатом заявленного изобретения является создание системы передачи данных в заданных интервалах времени на основе технологий OFDM и TDD с улучшенной защитой от внешних радиопомех объекта эксплуатации. Система содержит аппараты передачи данных в заданных интервалах времени, работающие в ведущем и ведомом режимах по циклограмме, задаваемой от внешних аппаратов передачи данных в заданных интервалах времени, и осуществляющие передачу данных в заданных циклограммой интервалах времени, отведенных для передачи и приема данных, и запирающие собственный приемник (запирает радиомодуль в режиме приема) в других интервалах времени. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх