Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУи 174447 5

Свита Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 551614 (22) Заявлено 18.11.77 (21) 2544825/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) М, Кл.

G 05B 23/02

Государственный комитет (53) УДК 621.396 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения И. А, Краснов, Ю. В. Юдин, М. Я. Авхач и Ю. А. Светликов (71) Заявитель

Ленинградский институт водного транспорта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ

ОБЛАСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при определении границы области работоспособности технических объектов.

Известно устройство, содержащее логический блок, первый выход которого соединен с первым входом регистрирующего блока, два реверсивных счетчика, выход первого из которых соединен с первым входом блока памяти и со вторым входом регистрирующего блока, выход второго реверсивного счетчика связан со входом блока уставок, со вторым входом блока памяти и с третьим входом регистрирующего блока счетчика, выход которого соединен с четвертым входом регистрирующего блока и с третьим входом логического блока, первый выход которого соединен с третьим входом блока памяти, второй выход — с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, третий и четвертый выходы — с первым и вторым входами блока вычислений отклонений параметров, четыре выхода которого соединены с суммирующими и вычитающими входами первого и второго реверсивных счетчиков соответственно. Выход блока уставок соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика и со входом установки в исходное состояние второго реверсивного счетчика, выход блока памяти — с третьим входом блока переключений, со входом счетчика и со входами установки в исходное состояние двух реверсивных счетчиков (1).

Недостатком известного устройства является недостаточное быстродействие, обусловленное необходимостью повторной проверки условий работоспособности при ранее исследованных сочетаниях первичных па10 раметров.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения границы области работоспособности технических объектов по авт. св. № 551614 дополнительно содержит два элемента ИЛИ и блок оперативной памяти, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, третий и четвертый— с первым и вторым выходами логического блока и первыми входами элементов ИЛИ, первый и второй выходы блока оперативной памяти соединены с первым и вторым входами логического блока, третий и четвертый — со вторыми входами элементов

ИЛИ, выходы которых связаны.с первым и вторым входами блока переклточений.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения границы области ра744475

Х,=2, Х. = Е, < Х,=2, Х,=Л, (2) где Хь Хз — текущие координаты отображающей точки Х (комбинации значений первичных параметров Xf Хз); Zf, Z — координаты предыдущей отображающей точки, лежащей в области работоспособности

G. Если условия (1) и (2) не выполняются, то логический блок 12 вычисляет значение функции работоспособности

1 J — (Х„Х„Х,)(/ = 1, т) (3) и проверяет условия работоспособности:

<1 (Х Х Х) <1. (j= 1, m), где У,„„, У „ — соответственно минимальное и максимальное допустимые значения 1-го (j= l, ò) выходного параметра.

Если условие (4) выполняется, то отображающая точка находится в области работоспособности G и ее координаты фиксируются в ячейках Zf, Гз и в блоке 5 регистрации. Если условие (4) не выполняется, то отображающая точка находится вне области 6, ее координаты фиксируются в ячейках Z3, Z<. После проверки условий (4) ботоспособности технических объектов; на фиг. 2 — график, поясняющий процесс построения области работоспособности в плоскости первичных параметров Х, и Хз; на фиг. 3 приведена диаграмма выбора отклонений первичных параметров при определении границы области работоспособности, Устройство для определения границы области работоспособности (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 реверсивные счетчики, счетчик 3, блок 4 оперативной памяти, регистрирующий блок 5, блок 6 памяти, блок

7 уставок, блок 8 переключений, элементы

ИЛИ 9, 10, блок 11 вычислений отклонений параметров и логический блок 12.

На фиг, 2 приняты следующие обозначения: Xs„„„, Xi (i =1, 2) — соответственно минимальное и максимальное допустимые значения i-го первичного параметра;

AX;(i=1,2) — шаг изменения i-го параметра; 6 †облас работоспособности технического объекта; R — область допустимых значений первичных параметров, определяемых неравенствами Х,„(Х,(Хр, (i=

1, 2), где Х; — текущее значение i ãî первичного параметра.

На фиг. 3 (АХ;) — положительное или отрицательное отклонение -го первичного параметра (i=1,2).

Блок 4 оперативной памяти содержит четыре ячейки памяти: Zf, Л» Ез, Z4.

Принцип работы блока оперативной памяти основан на проверке равенств: логический блок 12 подает команду на блок 11 вычислений отклонений параметров для задания новых значений первичных парамстров Хь Хз.

Если выполняются условия (1) или (2), то блок 4 оперативной памяти вырабатывает команду в блок 11 вычислений отклонений параметров для задания новых значений первичных параметров без вычисления функции (3) и проверки условий (4).

Устройство работает следующим образом.

Вначале матричным способом определяют координаты первой точки, принадлежа15 щей области б — точки R

Для этого в реверсивные счетчики 1 и 2 вводят координаты исходной точки, равные соответственно Xff— = Х,„,„, и Х»=Х

Содержимое счетчика 3 (Хз —— Хз — — О) и со20 держимое ячеек Zf, Z> Z3, Z< блока 4 оперативной памяти равно нулю. B блок 7 уставок вводят число, равное Х,„, . Затем выходные сигналы реверсивных счетчиков 1, 2, равные соответственно Х ь Х», 25 сравниваются с содержимым ячеек Zf, Z, Zз, Z< блока оперативной памяти. Так как условия (1) и (2) не выполняются, то сигналы Х и Х» и сигнал с выхода счетчика

3 — Хз подаются на входы логического блоЗ0 ка 12, регистрирующего блока 5 и блока 6 памяти. Выходной сигнал Хз=Х» подается также на вход блока 7 уставок.

Если при определенных значениях первичных параметров Х ь Х», Хз условия (4)

35 не выполняются, то на втором выходе логического блока 12 появляется сигнал, который в ячейках памяти Z>, Z4 блока 4 оперативной памяти фиксирует координаты отображающей точки, лежащей вне обла40 сти G (в Z3 — Х ь в Z — Х»). Кроме того, сигнал от второго выхода логического блока 12 через элемент ИЛИ 10 подается на второй вход блока 8 переключений (фиг. 1).

Сигнал со второго выхода блока переклю45 чений подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, в котором запишется число X22=Õ +АХИ.

Затем в блоке 4 оперативной памяти производится сравнение величин Х», Хзз и Хз

50 с содержимым ячеек Zf, Z+ Z3 Z4. Если условия (1) и (2) не выполняются, то логический блок 12 проверяет условия (4) при данных значениях первичных параметров.

Если условие (4) не выполняется, то по

55 сигналу со второго выхода логического блока 12 в ячейках Z>, Z< блока 4 оперативной памяти фиксируются величины Х» и Хгз (в Лз — Х», в Zf,— Хзз). Затем процесс поиска первой точки ReG путем увеличе00 ния координаты Х на величину ЛХз на каждом этапе продолжается аналогично (см. фиг. 2). Блок 7 уставок предназначен для проверки условия Хз(Х... (5).

Если условие (5) выполняется, то выход744475

X„=- Хтл

Х,,г — Хял, (6) 40

50

Г5 ной сиптал блока 7 уставок равен нулю.

Если условие (5) не выполняется, то на выходе блока уставок появится сигнал, который подается па вход установки в исходное состояние реверсивного счетчика 2 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 1, в котором запишется число (Х,, — ЛХт) .

Затем цикл определения точки ReG повторяется (фиг. 2).

Если при некоторых значениях параметров Хт и Х> отображающая точка перешла в область работоспособности (точка Р на фиг. 2), то в ячейках памяти Z, Z блока 4 оперативной памяти будут записаны координаты предыдущей точки, находящейся вне области G, точки M (в Z — Х„, в 2л—

Х,,). На первом выходе логического блока

4 появится сигнал, по которому регистрирующий блок 5 фиксирует координаты точки

R (Х,, Х, ), в блоке оперативной памяти в ячейках памяти 2ь Z> фиксируются координаты точки R (в Z — Хц„в Z — Х„) ..

При появлении сигнала на первом входе блока 8 переключений появляются сигналы на его первом и третьем выходах. Сигнал с первого выхода блока 8 переключений подается на третий вход блока 6 памяти.

Блок 6 памяти предназначен для запоминания координат точки Я (Хц,, Х„) и сравнения этих координат с текущими координатами отображающей точки X> = (Х„

X„) wG (1=2, 3,...). Если выполняется условие т то блок 6 памяти вырабатывает команду об окончании процесса поиска граничных точек. Если условие (6) не выполняется, то выходной сигнал блока памяти равен нулю.

Выходной сигнал с третьего выхода блока 8 переключений подается на первый вход блбка 11 вычислений отклонений параметров, который предназначен для выбора шагов измерений параметров ЛХ, и

ЛХ, с определенным знаком на каждом этапе поиска граничных точек по алгоритму. приведенному на фиг. 3.

Первой точкой алгоритма является шаг (— ЛХ,). Переход от одной точки алгоритма к другой показан направлением стрелок и определяется нахождением отображатощей точки внутри или вне области G на предыдущем этапе определения ее границы.

В устройстве производится обход границы в том порядке, как это указано стрелками на фиг. 2. Блок 4 оперативной памяти при этом работает следующим образом.

Пусть в реверсивных счетчиках 1, 2 записаны координаты v-й о ображающей точки (v=2, 3...).

Если на (v — 1) -м этапе опрсделенття границы области работоспособности (v — 1)-я отображающая точка находилась в области

G, то в блоке 4 оператттвной памяти в ячейках 2ь Zg будут записаны координаты (v — 1)-й точки (в 2т — Х,<,тт ), в 27—

Х,<,,т ), а в ячейках 2>, Z„— координаты последней тт,-й отображающей точки, находившейся вне области 0 в процессе определения ее границы (p(v — 1) (в 2З вЂ” Хт,„ в 24 — Х,,„). Затем производится сравнение координат — отображающей точки, которая записана в реверсивных счетчиках 1, 2 (в реверсивном счетчике 1 — Х... в реверсивном счетчике 2 — Х,,„), с координатами точки p — Х,,„, Х,, Если координаты не совпадают, то знаттения Х,, Х, подаются в логический блок 12 для проверки условий (4).

Если v-я отображающая точка лежит в области G, то появляется сигнал на первом выходе логического блока 12, который попадает на третий вход блока 4 оперативной памяти, а через элемент ИЛИ 9 н блок

8 переклточений на первый вход блока 11 вычислений отклонений параметров. В блоке 4 оперативной памяти в ячейках 2ь 2> будут записаны координаты v-й отображающей точки (в Z> Х... в Zz — Х,,). При этом, если был сделан шаг (— ЛХ ) при переходе от (v — 1)-й отображающей точки, находящейся в области G, к л-й отображающей точке, также лежащей в области 6, блок 11 вычислений отклонений параметров вырабатывает сигнал, который подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (— ЛХ ) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично.

Если при переходе от (— 1)-й точки, находящейся в области 0, был сделан шаг (— ЛХ,) к v-й точке, находящейся вне области G, то появится сигнал на третьем выходе блока 11 вычислений, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (+ЛХ ) (см. фиг. 3). При этом в блоке 4 оперативной памяти в ячейках Z, 2> будут записаны координаты (v — 1)-й точки, а в ячейках 23, 24 — координаты л-й отображающей точки. Затем процесс определения граничных точек области G повторяется аналогично.

Если координаты Х... Х,, совпадают с координатами Х,„, Х,„, то сигнал с четвертого выхода блока 4 оперативной памяти подается сразу через элемент ИЛИ 10, блок 8 переключения на второй вход блока

11 вычислений без вычисления функции (3) и проверки условий (4). В ячейках памяти

Z, Z блока 4 опер.-.тивной памяти будут оставлены записанные ранее координаты

7 (v — 1)-й отображающей точки, находящейся в области работоспособности (в Z,—

Х,<,,>, в Za — Х,<,, „), а в ячейках Z, Z4 будут записаны координаты т-й отображающей точки (в Z> — Х„,, в Z< — Х, ) . При этом, если при переходе от (— 1) -й отображающей точки, находящейся в области G, к v-й, координаты которой совпадают с координатами р-й отображающей точки, находящейся вне области 6, был сделан, например, шаг (— ЛХ ), то блок 11 вычислений отклонений параметров в данном случае вырабатывает сигнал, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 1, т. е. будет сделан шаг (+ЛХ ) (см. фиг. 3).

Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично, Если на (v — 1)-м этапе определения границы области работоспособности (— 1) -я точка находилась вне области G, то в блоке 4 оперативной памяти в ячейках Z:, Z< будут записаны координаты этой точки (в

Z3 XJ(, f) в Z(,— Х < ) ), а в ячейках

Яь У вЂ” координаты -й последней отображающей точки, находившейся в области 6 в процессе определения ее границы (i( (v — 1), (в Z< — Х„, в Zg — Х„). Затем производится сравненп координат v-й точки с координатами -й точки. Если координаты не совпадают, то значения Х,„, Х,, подаются в логический блок 12. Если точка лежит вне области работоспособности, то появляется сигнал на втором выходе логического блока 12, который подается на четвертый вход блока 4 оперативной памяти, а через элемент ИЛИ 10, блок 8 переключений на второй вход блока 11 вычислсний.

В ячейках Z<, 2, блока 4 оперативной памяти будут записаны координаты точки v (в Za — Х,„, в Z< — Х,, ). При этом, если при переходе от (V — 1)-й отображающей точки, находящейся вне области 6 к v-й отображающей точке, также находящейся внс области G, был сделан шаг, например (— ЛХ ), то блок 11 вычислений отклонений параметров вырабатывает сигнал, который подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (+АХ ) (см. фиг. 3). Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично.

Если точка v лежит в области 6, то появляется сигнал на первом выходе логического блока 12, который подается на третий вход блока 4 оперативной памяти, а также через элемент ИЛИ 9, блок 8 переключений — на первый вход блока 11 вычислений. В ячейках Zg, Zr, блока 4 оперативной памяти будут записаны координаты (v — 1)-й точки, лежащей вне области 6, я в ячейках Z<, Zs — координаты v-p точки

744475 (в Z< — Х... в Z — Х,, ). При этом, если при переходе от (v — 1)-й отображающей точки, находящейся вне области 6, был сделан, например, шаг (— ЛХ ) к v-й отображающей точке, находящейся в области 6, блок

11 вычислений вырабатывает сигнал, который подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, т. е. будет сделан шаг (— ЛХ,) (см. фиг. 3).

Затем процесс определения граничных точек повторяется.

Если координаты v-й точки (Х... Х, ), снимаемые с выходов реверсивных счетчиков 1, 2, совпадают с координатами -й

15 точки (Х ;, Х,), записанными в ячейках памяти Z>, Z> блока 4 оперативной памяти, то сигнал с третьего выхода блока 4 оперативной памяти через элемент ИЛИ 9, блок

8 переключений подается на первый вход блока 11 вычислений. При этом в ячейках памяти Z>, У„блока 4 оперативной памяти будут оставлены записанные ранее координаты точки (V — 1), лежащей вне области работоспособности, а в ячейках Z> Z> будут записаны координаты :-й точки, лежащей в области G. При этом, если при переходе от (v — 1)-й отображающей точки, находящейся вне области 6, к v-й, координаты которой совпадают с координатами -й точки, известной, что она находится в области

G, был сделан шаг, например (— ЛХ ), то в данном случае блок 11 вычислений выраоатывает сигнал, который подается на суммирующий выход реверсивного счетчика 1, т. е. будет сделан шаг (-+ЛХ) (см. фиг. 3).

Затем процесс определения граничных точек повторяется аналогично.

Как только отображающая точка перей40 дет снова в точку R (фиг. 2), то блок 6 памяти выработает сигнал совпадения, по которому в счетчик 3 будет записана единица, произойдет стирание записанных координат в блоке 4 памяти, подается сигнал в блок 8 переключений, реверсивные счетчи45 кп 1, 2 устанавливаются в исходное положение.

Цикл определения гранины области работоспособности при другом значении Хз повторяется аналогичным образом.

В результате применения данного устройства повышается быстродействие процесса определения границы области работоспособности технических объектов, что способствует сокращению времени реакции на различного рода кризисные ситуации, например отказы, возникающие в техническом объекте.

Формула изобретения

Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов по авт. св. № 551614, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит два, 744475

Рие.1 элемента ИЛИ и блок оперативной памяти, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков, третий и четвертый — с первым и вторым выходами логического блока и первыми входами элементов ИЛИ, первый и второй выходы блока оперативной памяти соединены со входами логического блока, третий и четвертый выходы—

10 с вторыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока переключений.

Источники информации, 5 принятые во внимание прп экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 551614, кл. G 05В 23/02, 1975 (прототип).

744475

Pve.3

Составитель В. Максимов

Техред В. Серякова

Редактор И. Грузова

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1019/3 Изд. № 334 Тираж 956 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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