6.1. Построение функциональной схемы непрерывного объекта диагностирования

6.1.1. Соглашения, принятые при построении функциональной модели непрерывного объекта диагностирования

Функциональная модель строится при следующих предположениях [30]:

1. В каждом функциональном элементе модели известны номинальные (допустимые) значения входных и выходных сигналов, их функциональная зависимость, а также способ контроля.

2. Функциональный элемент модели боевого блока считается неисправным, если при номинальных входных сигналах на его выходе появляется сигнал, значения которого отличаются от номинальных (допустимых) значений.

3. При выходе за пределы допустимых значений хотя бы одного из входных сигналов появляется выходной сигнал, отличающийся от номинального.

4. Внешние входные сигналы всегда принимают только номинальные значения.

5. Если выходной сигнал k-го функционального элемента является входным для j-го функционального элемента, то номинальные значения этих сигналов совпадают.

6. Линии связи между функциональными элементами модели абсолютно надежны.

7. Линии связи между первичными функциональными элементами модели должны соответствовать линиям связи структурной схемы боевого блока.

6.1.2. Процедура построения функциональной модели

Пусть непрерывный объект диагноза состоит из N связанных между собой компонент (блоков, узлов, агрегатов, составных частей и т.п.). Состав компонент, связи между ними и внешние связи представляют структуру объекта.

Один и тот же объект может быть представлен разными его структурами, различающимися между собой в первую очередь составом и числом компонент. Задача в том или ином смысле оптимального разбиения объекта на компоненты представляет самостоятельный интерес и здесь не рассматривается. Заметим только, что с точки зрения диагностирования технического состояния объекта при его разбиении следует учитывать такие показатели, как сменность компонент, удобство измерения выходных параметров компонент, конструктивные соображения и т.п.

5. Пример обозначения

Как уже было отмечено выше, структура объекта задана и представлена структурной схемой (рис. 41). Компоненты структуры будем называть блоками.

Каждый входной и выходной сигнал характеризуется одним или несколькими физическими параметрами. Если какой-либо входной (выходной) сигнал характеризуется несколькими параметрами, то каждый из этих параметров представим отдельным входом (выходом) блока.

Соглашение об обозначениях при построении функциональной модели (схемы)

Обозначим входы блока P_i (рис. 42), являющиеся внешними входами объекта, символами x_i1, …, x_ini, его входы, являющиеся выходами других блоков, символами y_i1, …, y_imi, а выходы этого блока символами z_i1, …, z_iki.

Принцип построения функциональной модели (принцип расщепления)

Построим функциональную схему объекта, в которой каждый блок P_i, i = 1, 2, …, N, имеет число входов (выходов), равное числу его входных (выходных) параметров. Например, если блок P_i (рис. 43, а) имеет два входных сигнала x_i и y_i и один выходной сигнал z_i, каждый из которых характеризуется двумя физическими параметрами (к примеру, амплитудой и частотой электрического напряжения), то в функциональной схеме блок P_i будет иметь 4 входа x_i1, x_i2, y_i1, y_i2 и 2 выхода z_i1 и z_i2 (рис. 43, б).

а) б)

38. Иллюстрация «расщепления» входов и выходов блока

Таким образом, некоторые связи структурной схемы окажутся на функциональной схеме «расщепленными». Если некоторый выход z_i, блока P_i, являющийся входом y_k блока P_k, «расщепляется» на несколько выходов z_ij, то вход y_k также «расщепляется» на такое же число входов y_kj. Выполнив «расщепления» входов и выходов всех блоков P_i, i = 1, 2, …, N, и соединив между собой соответствующие друг другу «расщепленные» входы и выходы блоков, получим функциональную схему объекта.

Рассматривая структурную схему блока автоматики, с учетом его логики функционирования в рабочем режиме определим для каждого блока структурной схемы блока автоматики перечни диагностических параметров. В соответствии с описанным подходом для блока автоматики перечень существенных диагностических параметров может быть определен в объеме параметров, представленных в табл. 7. «Расщепляя» выходы структурной схемы (рис. 41), учетом информации о существенных диагностических параметрах блока автоматики (табл. 7) преобразуем ее в функциональную схему, которая представлена на рис. 44.

6. Перечень существенных диагностических параметров блока автоматики

Блок структурной схемы БА	Существенный диагностический параметр	Аналитическое соотношение для диагностического параметра
Преобразователь напряжения	уровень выходного напряжения для заряда накопительных конденсаторов
	уровень выходного напряжения для заряда пускового конденсатора
Схема запуска	амплитуда импульса напряжения разряда пускового конденсатора
	крутизна импульса разряда пускового конденсатора
Генератор токового инициирующего импульса (ГИ 1)	амплитуда импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
	крутизна импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
	амплитуда импульса тока пускового конденсатора
	крутизна импульса тока пускового конденсатора
Схема временного согласования (СВС)	амплитуда импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
	крутизна импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
	интервал времени между срабатывание ГИ 1 и ГИ 2
Генератор нейтронного импульса (ГИ 2)	амплитуда импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
	крутизна импульса напряжения разряда накопительного конденсатора
Нагрузка (НГ)	интегральный поток нейтронов
Эквивалентная нагрузка (ЭН)	амплитуда импульса тока пускового конденсатора, ослабленная в k раз
	крутизна импульса тока пускового конденсатора

39. Функциональная модель блока автоматики