- •Введение в техническую диагностику
- •1. Предмет и задачи дисциплины, ее значение и роль в обеспечении надежности технических объектов
- •2. Историческая справка о развитии дисциплины
- •3. Основные термины и определения
- •Вопросы для самоконтроля
- •1. Принципы математического моделирования технических объектов диагностирования
- •1.1. Объекты диагностирования, их классификация и характеристика
- •1.2. Классификация математических моделей объектов диагностирования
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. Математические модели дискретных устройств
- •2.1. Функциональные модели дискретных устройств
- •2.1.1. Сущность функционального подхода к моделированию
- •2.1.2. Соглашения и допущения при функциональном подходе к моделированию комбинационных дискретных устройств
- •2.1.3. Обобщенная аналитическая математическая модель исправного комбинационного дискретного устройства
- •2.1.4. Табличная математическая модель исправного комбинационного дискретного устройства
- •2.2. Структурные модели дискретных устройств
- •2.2.1. Причины, обусловившие развитие структурного подхода к моделированию
- •2.2.2. Допущения, используемые при структурном подходе к моделированию комбинационных дискретных устройств
- •2.2.3. Логическая сеть – основная структурная математическая модель комбинационного устройства
- •2.2.4. Понятие правильной логической сети
- •2.2.5. Ориентированный граф – эквивалент логической сети
- •2.2.6. Сущность процедуры ранжирования элементов логической сети
- •2.2.7. Способы перехода от правильной логической сети к функциональному описанию комбинационных дискретных устройств
- •2.2.8. Исследование правильности логической сети
- •2.2.9. Скобочная форма как структурная математическая модель комбинационного дискретного устройства
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Виды неисправностей дискретных устройств
- •3.1. Физические основы логического контроля дискретных устройств
- •Шунтирование реагирующих органов бкс
- •3.2.4. Разрыв реагирующих органов Разрыв реагирующих органов ркс
- •Разрыв реагирующих органов бкс
- •3.3. Неисправности путей воздействия и особенности их проявления
- •3.3.1. Короткое замыкание путей воздействия
- •3.3.2. Разрыв путей воздействия
- •3.4. Логические неисправности и особенности их проявления
- •3.4.1. Логические неисправности типа const0
- •3.4.2. Логические неисправности типа const1
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Таблица функций неисправностей как математическая модель объекта диагностирования
- •4.1. Понятие о функции неисправностей
- •4.2. Принципы формализации диагностической информации с помощью таблицы функций неисправностей
- •4.3. Задачи, решаемые на основе анализа таблицы функций неисправностей
- •4.3.1. Применение таблицы функций неисправностей для построения алгоритмов диагностирования
- •4.3.2. Применение таблицы функций неисправностей при построении физической модели объекта в средствах диагностирования
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Анализ работы исправных дискретных устройств и моделирование его неисправных состояний
- •5.1. Формальное представление и анализ работы исправного дискретного устройства
- •5.1.1. Понятие неисправности физических объектов
- •5.1.2. Понятие о правильных и неправильных неисправностях
- •5.1.3. Назначение элементов схемы
- •5.1.4. Работа исправного устройства
- •5.2. Работа дискретного устройства при неисправностях элементной базы типа «обрыв» и «короткое замыкание»
- •5.2.1. Множество неисправностей логического элемента
- •5.2.2. Работа неисправного устройства
- •5.2.3. Существенные и несущественные неисправности. Понятие о транспортировании неисправностей
- •5.3. Неисправности связей элементов комбинационных устройств
- •5.4. Понятие о логических неисправностях
- •Вопросы для самоконтроля
- •6. Математические модели непрерывных устройств логического типа
- •6.1. Построение функциональной схемы непрерывного объекта диагностирования
- •6.1.1. Соглашения, принятые при построении функциональной модели непрерывного объекта диагностирования
- •6.1.2. Процедура построения функциональной модели
- •Соглашение об обозначениях при построении функциональной модели (схемы)
- •Принцип построения функциональной модели (принцип расщепления)
- •6.2. Процедура построения логической модели непрерывного объекта диагностирования
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Построение таблицы функций неисправностей для дискретных устройств
- •7.1. Построение таблицы функций неисправностей для релейно-контактного устройства
- •1. Определение общего числа неисправностей
- •2. Построение таблицы функций неисправностей
- •3. Определение классов электрически неразличимых неисправностей
- •7.2. Построение таблицы функций неисправностей для бесконтактного устройства
- •1. Определение общего числа неисправностей
- •2. Построение таблицы функций неисправностей
- •3. Определение классов электрически неразличимых неисправностей
- •Вопросы для самоконтроля
- •8. Вероятностно-лингвистическая математическая модель системы технического диагностирования ээса
- •8.1. Характеристика диагностической экспертной информации
- •8.2. Принципы, лежащие в основе построения вероятностно-лингвистической математической модели
- •8.2.1. Принцип нечеткой наблюдаемости
- •8.2.2. Принцип нечеткого описания
- •8.2.3. Принцип комбинаторного формализма
- •8.2.4. Обобщенная структура вероятностно-лингвистического метода диагностирования
- •8.3. Алгоритм оптимизации диагностической экспертной информации
- •8.3.1. Декомпозиция задачи построения оптимального множества проверок для отыскания неисправности
- •8.3.2. Классификация множества вероятностно-лингвистических синдромов
- •8.3.3. Построение матрицы различимости
- •8.3.4. Разработка алгоритма рационального покрытия булевых матриц
- •8.4. Идентификация состояния системы технического диагностирования ээса
- •8.4.1. Способ идентификации состояния системы технического диагностирования ээса при использовании «нечетких датчиков»
- •8.4.2. Способ идентификации состояния системы технического диагностирования ээса при использовании «четких датчиков»
- •8.4.3. Способ идентификации состояния системы технического диагностирования ээса при использовании «аналоговых датчиков»
- •8.5. Анализ диагностической экспертной информации и вывод решений
- •8.5.1. Алгоритм выработки рекомендуемого решения на основе анализа диагностической экспертной информации, представленной хорошо определенными вероятностно-лингвистическими синдромами
- •8.5.2. Алгоритм выработки рекомендуемых решений на основе анализа диагностической экспертной информации, представленной плохо определенными вероятностно-лингвистическими синдромами
- •8.6. Обучение диагностической базы эмпирических знаний на основе вероятностно-лингвистического метода диагностирования
- •8.6.1. Процедура обучения
- •8.6.2. Оценка сходимости процедуры обучения
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •1. Принципы математического моделирования технических объектов диагностирования 25
- •2. Математические модели дискретных устройств 38
- •3. Виды неисправностей дискретных устройств 54
- •4. Таблица функций неисправностей как математическая модель объекта диагностирования 72
- •5. Анализ работы исправных дискретных устройств и моделирование его неисправных состояний 96
- •6. Математические модели непрерывных устройств логического типа 115
- •7. Построение таблицы функций неисправностей для дискретных устройств 127
- •8. Вероятностно-лингвистическая математическая модель системы технического диагностирования ээса 136
3.4. Логические неисправности и особенности их проявления
Охарактеризуем неисправности третьей группы – логические неисправности, к которым, как отмечалось выше, относятся:
логические неисправности вида const0 на входе или выходе ЛЭ;
логические неисправности вида const1 на входе или выходе ЛЭ.
Поскольку в бесконтактных схемах логические элементы взаимосвязаны между собой и выход одного элемента является входом для другого, то в дальнейшем следует в рассматривать логические неисправности типа const0, const1 на входе логических элементов.
3.4.1. Логические неисправности типа const0
Рассмотрим определения данной логической неисправности.
Логической неисправностью типа const0 на входе A логического элемента называется такая неисправность, которая проявляет себя на его выходе так, как будто на вход A приложен постоянно действующий нулевой сигнал.
Поясним суть проявления отмеченной неисправности на примерах ранее рассмотренных схем.
Если токопровод между входом A и точкой 1 (см. рис. 24) оборван, то на входы логических ячеек НЕ1 и И4 по входу A будет подаваться const0.
3.4.2. Логические неисправности типа const1
Логической неисправностью типа const1 на входе A логического элемента называется такая неисправность, которая проявляет себя на его выходе так, как будто на вход A приложен постоянно действующий единичный сигнал.
Обрыв цепи t6, диод VD3 в логической ячейке И4 (точка К в схеме рис. 24) эквивалентен подаче const1 на вход ячейки И4.
В данном разделе пособия, основываясь на понятиях функционального подхода к диагностированию дискретных объектов, в составе РКС и БКС были выделены исполнительные и реагирующие органы, введено понятие «пути воздействия», рассмотрены возможные неисправности путей воздействия и характер их проявления в виде реакции выходного сигнала. Здесь же приведены предварительные сведения о функции неисправности. Следующий раздел учебного пособия посвящен подробному рассмотрению понятия «функции неисправности», а также производного от данного понятия – «таблицы функций неисправностей». Будет проведен анализ ее применимости для решения задач технической диагностики.
Вопросы для самоконтроля
Что понимается под исполнительными органами. Привести примеры исполнительных органов в РКС и БКС?
Что понимается под реагирующими органами. Привести примеры реагирующих органов в РКС и БКС?
Сформулировать понятие «путь воздействия».
Привести примеры путей воздействия в РКС и БКС.
Перечислить условности, принятые при обозначении (записи) путей воздействия.
Какова классификация неисправностей дискретных устройств?
Дать характеристику неисправностей исполнительных и реагирующих органов.
Дать характеристику неисправностей путей воздействия.
Дать характеристику логических неисправностей.
4. Таблица функций неисправностей как математическая модель объекта диагностирования
В предыдущем разделе учебного пособия были рассмотрены два наиболее распространенных в технической диагностике подхода к математическому моделированию и исследованию свойств физических объектов: функциональный и структурный.
Было отмечено, что в рамках функционального подхода одной из основных математических моделей комбинационного устройства является таблица истинности, которая относится к классу непараметрических математических моделей объектов диагностирования. От таблицы истинности достаточно просто перейти к аналитической математической модели комбинационного устройства, представив его выходные функции в виде, например, формул булевой алгебры (ДНФ или КНФ). Очевидно, что работа исправного комбинационного устройства будет описываться некоторой функцией, которую обозначим
Z = fис(x1, x2 ,…, xn).
В процессе эксплуатации объектов диагностирования, являющимися комбинационными устройствами, в них под влиянием факторов внешней среды могут возникать отказы, т.е. события, заключающиеся в нарушении их работоспособного и тем более исправного состояния. В результате подобного события комбинационное устройство переходит в неисправное состояние. Выходную функцию fнс, которой описывается работа комбинационного устройства в неисправном состоянии (НС), будем называть функцией неисправности. Очевидно, что, по крайней мере, на одном входном наборе функция неисправности принимает значение, отличающееся от значений функция fис, описывающей работу комбинационного устройства в исправном состоянии (ИС), т.е.
fис(X), fнс(X) Xj {Xj, j=0, 1, …, n1}fнс(Xj)fнс(Xj).
Приведенное математическое соотношение определяет различимость функций выхода, описывающих соответственно исправное fис(X) и неисправное fнс(X) состояния.
Для функции fис принято обозначение f0, а для функции fнс принято обозначение fi (где i – номер неисправности). В связи с этими обозначениями для комбинационного устройства с i-й неисправностью справедливо следующее неравенство:
f0 fi.
В данном разделе будут изложены основы метода построения модели, описывающей комбинационное устройство в исправном и всех заданных неисправных состояниях. Отмеченная модель получила название таблицы функций неисправностей (ТФН).