Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов

 

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для нахождения границы области работоспособности технического объекта. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства за счет его частичной автоматизации . Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющего напряжения, программируемый генератор 2 опорного напряжения, сумматоры 3, блок 4 граничных значений параметров, счетчик 5, блок 6 задания полей допусков, включающий узлы 7 задания уставок, элемент ИЛИ 8 и блок регистрации 9. Устройство позволяет исключить ручную работу по выставлению первичных значений параметров работоспособности объекта при каждом цикле и за счет этого снизить затраты времени на определение границ области работоспособности . 2 з.п. ф-лы, 4 ил. € (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 6 06 F 15/46

У(;Р1.,,„

"1 Р-,"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, д

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4140420/24-24 (22) 24.06.86 (46) 23.03.88. Бюл. Р 11 (72) С.Ф. Теслюк, С.M. Лебедев и А.Е. Сазонов (53) 621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 558280, кл. G 06 F 15/46, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 970384, кл. G 06 F 15/46, 1981.

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРА НИЦЫ ОБЛАСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для нахождения границы области работоспособности техничес„„Я0„„1383400 А 1 кого объекта. Целью изобретения является повыщение быстродействия устройства за счет его частичной автоматизации. Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющего напряжения, программируемый генератор 2 опорного напряжения, сумматоры 3, блок 4 граничных значений параметров, счетчик

5, блок 6 задания полей допусков, включающий узлы 7 задания уставок, элемент ИЛИ 8 и блок регистрации 9.

Устройство позволяет исключить ручную работу по выставлению первичных значений параметров работоспособности объекта при каждом цикле и за счет этого снизить затраты времени на определение границ области работоспособности. 2 э.п. ф-лы, 4 ил.

1383400

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано при определении границ области работоспособности технических объектов.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства эа счет автоматизации установки нормированных значений первичных параметров.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2— схема узла задания уставок блока установки полей допусков; на фиг.3— временные диаграммы выходных напряже- 15 ний генераторов; на фиг. 4 — график процесса построения границы области работоспособности технических объектов в двумерном пространстве первичных параметров Х1 и Х . 20

На фиг. 3 и 4 приняты следующие обозначения; u,„„„(t) — выходное напряжение генератора линейно изменяющегося напряжения в функции времени;

U„,,„(t) - выходное напряжение про- 25 граммируемого генератора опорного напряжения в функции времени; t „,,t „ моменты времени, при которых одно из значений первичных параметров выходит за свои допустимые пределы; 30

Х, „,Х, „„— соответственно макси1Mqkc мальное и минимальное допустимые значения первичного параметра Х,;

Х < „„„,, Х д „„„— соответственно максимальное и минимальное допустимые значения первичного параметра Х, Х „, Х >, Х ... — координаты граничных значений параметров Х i, X ; G — область работоспособности технического объекта, т.е. множество физически 40 реализуемых значений первичных параметров, при которых удовлетворяются требования, предъявляемые к техническому объекту.

Устройство содержит генератор 1 45 линейно изменяющегося напряжения, программируемый генератор 2 опорного напряжения, сумматоры 3, блок 4 определения граничных значений параметров (логический), счетчик 5, блок 6

50 задания полей допусков, содержащий узлы 7 задания уставок, элемент ИЛИ

8, блок регистрации 9, компараторы !

О и 11, элемент И 12, дифференцирующий элемент !3 токовый ключ !4 и поЭ

55 тенциометры !5 и 16.

Логический блок 4 предназначен для вычисления функции работоспособности. В качестве логического блока

4, построенного аналогично известному устройству, может быть использована аналоговая машина или операционный модуль, выполняющие операции вычисления функции работоспособности.

Информация на вход логического блока поступает в виде аналоговой величины.

Результатом работы блока является от— вет в виде ДА-НЕТ.

Блок 6 с узлами 7 задания уставок предназначен для ввода пороговых значений Х; и X;„и контроля на-! мин хождения текущих координат в области допустимых значений первичных параметров P., Х,, Х,,...,XÄ) iЬ, (1) ,n) — текущее значение 1--го первичного параметра;

- векторы, определяющие предельное значение функции работоспособности, называемые условием работоспособности, т.е. ограничения, накладываемые на выходные параметры технического объекта, нарушение которых приводит к потере работоспособности; — функция работоспособности объекта, которая определяет цель и назначение объекта и изменяется в заранее заданных пределах, определяемых условиями работоспособности. а if(X, где Х; (1=1 а, 0

Принцип работы предлагаемого устройства состоит в реализации зависимости всех первичных параметров, определяющих работоспособность технического объекта от двух дополнительных параметров в соответствии с уравнением 1 О ()Х „„„+Uî(t)Xiмн

Устройство предназначено для определения координат граничных точек области работоспособности G, под которой понимается множество значений первичных параметров, при которых удовлетворяются требования, предъявляемые к техническому объекту, т.е. выполняется условие

1383400

5 !

5 (i=l,n) 1(у) = а где Х, „„„ — минимально допустимое значение i-го первичного параметра (1=l,п);

U „(t)- линейно изменяющееся напряжение (O И Ä(t) - U „„„, );

0 (t)- дискретно изменяющееся напряжение, которое на время определения области работоспособности остается постоянным и равным И . (t) =

=О.K1, (j=l,m).

Величина U,(t) изменяется в пределах

U,„„„(U.(t) (U. „„, .

Генератор линейно изменяющегося напряжения вырабатывает напряжение и Ä(t)= 1, где = С й, причем С вЂ” некоторая постоянная, в частности С=1; время °

Максимальное значение выходного напряжения генератора.1

U (t) Ф Х; „(i=1,n), г мс»кс

Значение выходного напряжения генератора 2

1 омц!! "! м!!и i - 0 маркс " 4 макс т,Х

Граничные значения первичных параметров отыскиваются из решения уравнений

f(y) =b (4) относительно неизвестного t„ ° ° ., y ; » «! y„).

Векторные выражения (3) и (4) справедливы только для непрерывных объектов и представляют собой совокупность прямых, соединяющих вершины .гиперпараллепипеда Р, не имеющих общих координат друг с другом. Гиперпараллепипед P задается значениями

Х. и Х, Число таких прямых !

»ккн» макс равно 2" .

Координаты граничных точек .области работоспособности находятся из выражения ! ег

= 1; l Х !»!,д ф! 1 (») где Т;. — решение уравнения (3) или (4).

Устройство работает следующим образом.

В i"й узел 7; (i=1,n) блока 6 потенциометрами 15 и 16 вручную вводят два пороговых значения Х,. „„„ и Х, соответственно. На потенциометры подается опорное напряжение. Затем в момент времени t, (фиг.3) с выходов, генераторов 1 и 2 подаются напряже1! }.() и 1!о! () (!оман 11 К с которые поступают на первый и второй входы сумматоров 3. С выхода i-го сумматора величина у = t+UK, подается на 1-й вход блока 4, реализующего функцию работоспособности f и на вход

i"-ro узла 7; блока 6, который проверяет условие

Х, „„ 1, (X,. „„„, (i=1 n). (5) Если . (Х „„и соответственно

y, < Х; „„,, на выходе компараторов

10 и 11 устанавливаются соответственно сигналы "0" и "1", а следовательно, на выходе элемента И 12 находится "0", и ключ 14 закрыт. На выход узла 7; сигнал у; не проходит.

Как только у; 1 Х,,„„(но 1 ;

Х,. „ „, ), на выходе компаратора 1О появляется единичный сигнал. В момент совпадения сигналов на входе элемента И 12 на его выходе появляется сигнал, который открывает ключ

14. Величина . поступает на второй выход узла 7 и далее на вход бло-! ка 9.

В момент выполнения равенства функции работоспособности одному из условий работоспособности, например условию (3), с выхода блока 4 на управляющий вход блока 9 поступает сигнал, по которому в блок 9 записываются значения первичного параметкоторые лежат на границе области работоспособности. Тем самым определяется первая точка, лежащая на границе области работоспособности.

45 Генераторы 1 и 2 продолжают форми— ровать напряжения и Ä(t) и И, Аналогично при выполнении условий (4) и (5) в блок 9 записываются зна50 которые также лежат на границе области работоспособности.

В момент времени,,когда у;7 Х; „ „, «(i=1,n)» т.е. когда сигнал, поступающий на вход узла 7,- становится 6оль51 ше максимальной из двух уставок, а именно снимаемой с потенциометра 16, на выходе компаратора 11 появляется сигнал "0!, который закрывает элемент И 12, а следовательно, и ключ

1383400

14. Значения у.прекращают поступать на блок 9.

В момент переключения компаратора

1I из единичного состояния в нулевое на выходе дифференцирующего элемента

13 появляется сигнал, который, пройдя элемент ИЛИ 8, поступает на вход счетчика 5 и вход запуска генератора

1. Этот сигнал устанавливает генератор 1 в исходное состояние U „(t „ )=0 и вновь запускает его, увеличивает содержимое счетчика 5 на единицу, по которому генератор 2 начинает вырабатывать новое значение опорного напряжения величины U0 (t)=U „„+К=

-uK . Величины О Ä(t) и U„(t) подаются на входы сумматоров 3, и процесс определения граничных точек, принадлежащих области работоспособности G, повторяется аналогично описанному циклу.

Таким образом, при различных сочетаниях 0 „(1) и U,(t) устройство формирует параллельные "секущие", сдвинутые один относительно другого на величину К. Полученное семейство граничных точек последовательно соединяют, получая границу области работоспособности в виде многогранника, который лежит в искомой области G .. формула изобретения

1. Устройство для определения границы области работоспособности технических объектов, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, блок определения граничных значений параметров, блок задания полей допусков, элемент ИЛИ и блок регистрации, группа информационных входов которого подключена к первой группе выходов блока задания полей допусков вторая группа выходов коФ

45 торого связана с входами элемента

ИЛИ., выход которого соединен с входом запуска генератора линейно изменяющегося напряжения, установочный вход блока задания полей допусков является установочным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены,программируемый генератор опорного напряжения, группа сумматоров и счетчик, 55 вход сброса которого является входом сброса устройства, счетный вход подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход — к входу программируемого генератора опорного напряжения, выход которого связан с первыми входами всех сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выходы подключены к группам входов блока определенная граничных значений параметров и блока задания полей до" пусков, выход блока определения граничных значений параметров соединен с управляющим входом блока регистрации, опорный вход блока задания полей допусков является опорным входом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок задания полей допусков содержит группу узлов задания уставок, информационные входы которых образуют группу входов блока, первые и вторые выходы узлов задания уставок служат соответственно в качестве первой и второй групп выходов блока, опорные и установочные входы узлов задания уставок соединены соответственно с опорным и установочным входами блока.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл.и ч а ю щ е е с я тем, что каждый узел задания уставок содержит первый и второй компараторы, элемент И, дифференцирующий элемент, токовый ключ и первый и второй потенциометры, подключенные подвижными выводами соответственно к первым входам первого и второго компараторов, а неподвижные выводы потенциометров связаны с опорным входом узла, вторые входы первого и второго компараторов и информационный вход токового ключа составляют информационный вход узла, управляющий вход токового ключа соединен с выходом элемента И, выход первого компаратора подключен к первому входу элемента И, выход второго компаратора связан с вторым входом элемента И и с входом диффдренцирующего элемента, выход которого является первым выходом узла, выход токового ключа служит вторым выходом узла, входы уставки потенциометров являются установочным входом узла.!

383400 фиг, Г

1383400

+1. Ж?ФС

Составитель В. Воронков

Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык КоРРектоР H. Иуска

Заказ 1298/50

Тираж 704 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