- •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
8.4. Идентификация состояния системы технического диагностирования ээса
Рассматривая идентификацию состояния ЭЭСА как неотъемлемую часть процесса диагностирования, связанную с определением текущих значений ее параметров, которые используются в качестве диагностических, возложим ее решение на блок оценки состояний объекта. Организация и функционирование блока оценки состояний в составе диагностической ЭС заключается [17, 32] в формализации поступающей от оператора и (или) непосредственно от систем ЭЭСА информации о ее состоянии и представлении ее в виде вероятностно-лингвистического синдрома.
Поступающая на вход блока оценки состояний диагностическая информация вообще может быть трех типов [32]: нечеткая, четкая и нечетко множественная. Комбинированная информация обрабатывается комбинацией предлагаемых ниже способов. Тип поступающей в блок оценки состояний информации определяется типом датчиков:
«нечеткие датчики» (оператор, подающий на вход блока оценки состояний словесную информацию о состоянии ЭЭСА);
«четкие датчики» (датчики, подающие на вход блока оценки состояний конкретную числовую информацию);
«аналоговые датчики» (датчики, подающие на вход блока оценки состояний непрерывные функции принадлежности нечетких множеств).
8.4.1. Способ идентификации состояния системы технического диагностирования ээса при использовании «нечетких датчиков»
Пусть оператор для описания состояния ЭЭСА пользуется теми же признаками, в нечетких значениях которых сформулированы вероятностно-лингвистические синдромы вероятностно-лингвистической диагностической таблицы, и теми же термами, которыми описаны значения признаков в последних. Фактически, на вход блока оценки состояний подается вероятностно-лингвистический синдром, возможно, не полностью определенный, так как оператор по разным причинам может не указывать степени принадлежности некоторых термов нечетким значениям соответствующих признаков. Степени принадлежности термов могут задаваться оператором или непосредственно числами из отрезка [0; 1], или с помощью слов, отражающих степень соответствия термов параметрам оцениваемого состояния ЭЭСА, например, «соответствует», «очень соответствует» и т.п. Эти слова должны быть «известны» блоку оценки состояний, т.е. должны быть определены нечеткие множества, их формализующие, и с помощью метода точной интерпретации (см. п. 8.3)) должны быть найдены и храниться в базе данных диагностической ЭС числа, соответствующие используемым понятиям. В случае если какие-то термы в описании ЭЭСА не указываются, то их степень принадлежности входному вероятностно-лингвистическому синдрому принимается равной 0,5.
8.4.2. Способ идентификации состояния системы технического диагностирования ээса при использовании «четких датчиков»
Для построения
вероятностно-лингвистического синдрома
,
описывающего состояние ЭЭСА при
использовании «четких датчиков»,
применяются функции принадлежности
(см. п. 8.3), отображающие диапазон изменения
значений того или иного признака
в интервал [0; 1].
Структурная схема
объекта
Рассмотрим, каким образом
осуществляется решение задачи
идентификации состояния объекта, на
конкретном примере. Пусть для поиска
неисправностей в объекте, структурная
схема которого представлена на рис. 50,
используется следующее множество
признаков:
,
= «НАПРЯЖЕНИЕ1»,
= «ТОК»,
= «НАПРЯЖЕНИЕ2»; с
терм-множествами:
= {меньше нормы,
норма,
больше нормы},
=
= {меньше нормы,
незначительно
меньше нормы,
норма,
незначительно
больше нормы, больше
нормы}.
Функции принадлежности, заданные на диапазонах возможных значений лингвистических переменных соответственно «НАПРЯЖЕНИЕ1», «ТОК», «НАПРЯЖЕНИЕ2», представлены на рис. 51.
Функции принадлежности лингвистических переменных:
а) «НАПРЯЖЕНИЕ1»; б) «ТОК»; в) «НАПРЯЖЕНИЕ2»
Пусть результатом
реализации проверки
явились следующие значения диагностических
параметров:
= 7,5 мВ;
= 0,95 мА;
= 5,5 В. Тогда вероятностно-лингвистический
синдром
,
описывающий реакцию диагностируемого
объекта на проверку
в терминах лингвистических переменных,
будет иметь вид:
={0,5 / «меньше нормы», 0,82 / «норма», 0 / «больше нормы» / «НАПРЯЖЕНИЕ1», 0,02 / «меньше нормы», 0,16 / «незначительно меньше нормы», 0,98 / «норма», 0,36 / «незначительно больше нормы», 0,02 / «больше нормы» / «ТОК», 0 / «меньше нормы», 0 / «незначительно меньше нормы», 0,25 / «норма», 1 / «незначительно больше нормы», 0,37 / «больше нормы» / «НАПРЯЖЕНИЕ2»}.
Это соответствует следующему формализованному вероятностно-лингвистическому синдрому:
={0,5 / T11, 0,82 / T12, 0 / T13 / y1, 0,02 / T21, 0,16 / T22, 0,98 / T23, 0,36 / T24, 0,02 / T25 / y2, 0 / T31, 0 / T32, 0,25 / T33, 1 / T34, 0,37 / T35 / y3}.
