- •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
8.5.1. Алгоритм выработки рекомендуемого решения на основе анализа диагностической экспертной информации, представленной хорошо определенными вероятностно-лингвистическими синдромами
Если текущий
вероятностно-лингвистический синдром
,
хорошо определен, то для определения
неисправности необходимо вычислить
степень нечеткой эквивалентности его
и каждого класса нечеткой эквивалентности
по формулам:
,
,
,
и
сравнить ее с
.
Если выполняется неравенство
,
то
делается вывод о принадлежности текущего
вероятностно-лингвистического синдрома
классу нечеткой эквивалентности
.
Определив классы нечеткой эквивалентности
,
к которым в
принадлежат текущие вероятностно-лингвистические
синдромы
,
получим m–разрядный
вектор-столбец:
.
Сличая его с каждым из L
столбцов матрицы
,
принимаем решение о наличии в объекте
неисправности
,
соответствующей l–му
столбцу матрицы
,
идентичному вектор-столбцу
.
8.5.2. Алгоритм выработки рекомендуемых решений на основе анализа диагностической экспертной информации, представленной плохо определенными вероятностно-лингвистическими синдромами
Рассмотрим порядок
определения неисправностей в случае,
когда хотя бы один из M
текущих вероятностно-лингвистических
синдромов
плохо определен. В этом случае плохо
определенный вероятностно-лингвистический
синдром
нечетко не равен ни одному классу
нечеткой эквивалентности
,
,
m–го
канонического фактор-множества
.
Поэтому для того, чтобы задача
диагностирования была решена, в начальной
стадии ее решения целесообразно
игнорировать плохо определенные признаки
в плохо определенном текущем
вероятностно-лингвистическом синдроме
и производить диагностирование на
основе анализа хорошо определенных в
нем признаков. При этом, чем меньше число
учитываемых признаков, тем больше число
классов нечеткой эквивалентности
,
,
m–го канонического фактор-множества
,
нечетко равных текущему
вероятностно-лингвистическому синдрому
.
Это приводит к повышению вероятности
включения искомой неисправности в число
подозреваемых.
Основываясь на приведенных выше рассуждениях, предлагается следующее определение степени нечеткого равенства плохо определенного текущего вероятностно-лингвистического синдрома и класса нечеткой эквивалентности , :
, (8.15)
, (8.16)
(8.17)
.
При таком определении
степени нечеткого равенства отношение
текущего вероятностно-лингвистического
синдрома
и классов нечеткой эквивалентности
,
,
канонического фактор-множества
является отношением нечеткой толерантности.
Поэтому, если невозможно доопределить
текущий вероятностно-лингвистический
синдром
и перейти к диагностированию в хорошо
определенных признаках (см. п. 8.7.1.), то
предлагается на основе формул (8.15)
(8.17) определить для каждого m–го
текущего вероятностно-лингвистического
синдрома
,
,
классы нечеткой эквивалентности
канонических фактор-множеств
,
,
нечетко ему равные. Если при этом каждому
текущему вероятностно-лингвистическому
синдрому
в m–м
каноническом фактор-множестве
нечетко равны
классов нечеткой эквивалентности
,
то, упорядочив их согласно правилу
,
где
– подпоследовательность индексов
последовательности индексов
,
получаем M упорядоченных –разрядных последовательностей классов нечеткой эквивалентности:
. (8.18)
Выражение (8.18)
означает, что проверка
выделяет из множества возможных
неисправностей в подозреваемые
неисправности, соответствующие классам
нечеткой эквивалентности
.
Причем, чем меньше k,
тем больше степень уверенности в том,
что в ЭЭСА присутствует соответствующая
неисправность.
Согласно вышеприведенным рассуждениям и полученным результатам построено выражение
, (8.19)
где
– обозначает операцию декартового
произведения M
множеств.
Согласно определению декартового произведения для нечетких множеств [24, 34] эквивалентным выражению (8.19) является выражение
. (8.20)
Преобразуем (8.20) на основе законов нечеткой логики:
=
Ú
Ú
Ú
Ú
Ú
...
...
Ú
=
=
Ú
Ú
Ú
Ú
Ú
................................................................................................................
Ú
Ú
..........................................................................
Ú
=
=
. (8.21)
Слагаемые дизъюнкции (8.21) задают иерархию M–мерных вектор-столбцов, определяющих подозреваемые неисправности. Так как не каждый вектор-столбец дизъюнкции (8.21) определяет неисправность (соответствует одному из столбцов матрицы ), то для определения неисправности, степень уверенности в наличии которой наибольшая, предлагается следующее решающее правило:
. (8.22)
Согласно правилу
(8.22) наиболее «подозреваемой» считается
неисправность, соответствующая столбцу
матрицы
,
которому окажется идентичным вектор-столбец
с наибольшей степенью уверенности. Если
первая, определенная таким способом
неисправность, не подтвердится, то,
исключив ее и вновь применив правило
(8.22) к множеству оставшихся вектор-столбцов,
можно определить следующую подозреваемую
неисправность.
