13. Функциональные схемы систем диагностирования

Функциональная схема тестового диагностирования имеет вид, приведенный на рисунке 7.

Рисунок 7 – Функциональная схема системы тестового диагностирования

Источник воздействий (ИВ) вырабатывает воздействия в виде элементарных проверок, входящих в тест, и в соответствии с алгоритмом диагностирования в определенной последовательности, подает их через устройство связи (УС) на объект диагностирования (ОД), а также на модель объекта диагноза (МОД). Блок МОД – вырабатывает информацию о возможных технических состояниях ОД в виде возможных результатов элементарных проверок, входящих в тест. Объект диагностирования в ответ на входные воздействия формирует фактические результаты элементарных проверок, которые через УС и измерительное устройство (ИУ) поступают на вход блока расшифровки результатов (БРР). В этом блоке сравниваются результаты элементарных проверок, снимаемых с выходов ОД и формируемых МОД.

Результат сравнения запоминается в БРР, после чего БУ назначает очередную элементарную проверку входящую в тест. Если назначение очередной проверки зависит от результата предыдущей, то между блоками БРР и БУ устанавливается прямая связь (показана штриховой линией). После прохождения теста БРР формирует результат диагностирования технического состояния объекта диагностирования.

Функциональная схема системы функционального диагностирования имеет вид представленный на рисунке 8.

В функциональной схеме системы функционального диагностирования (рисунок 8) рабочие воздействия поступают на основные входы ОД, с которого снимаются сигналы управления средствами диагностирования и сигналы ответов ОД на воздействия . Сигналы управляют блоками БУ и МОД в зависимости от режима работы объекта, при этом на входы МОД поступают воздействия . Между блоками БРР и ОД устанавливается прямая связь, (показана пунктиром), если ОД должен быть выключен из работы, при отрицательных результатах диагностирования.

В конечном итоге процедура диагностирования сводится к сравнению работы идеального (задается моделью ОД) и реального исследуемого устройства. Число неисправностей в реальном устройстве, как правило, велико, поэтому процедура диагностирования сложна и требует большого числа измерительных и вычислительных операций. Для проведения процедуры диагностирования требуется решение следующих основных задач:

- выбор и построение модели ОД;

- синтез теста;

- построение алгоритма диагностирования;

- синтез и реализация средств диагностирования.

Рисунок 8 – Функциональная схема системы функционального диагностирования

14. Алгоритмы диагностирования и методы их построения

Любая задача диагноза решается при помощи реализации соответствующей процедуры, в основе которой лежит алгоритм диагностирования, который представляет собой совокупность предписаний в виде последовательности проверок и правил обработки их результатов для получения общего результата диагностирования.

Различают алгоритмы:

• проверки исправности;

• проверки работоспособности;

• поиска неисправностей.

Эти алгоритмы строятся на основе соответствующих тестов и словарей неисправностей. Алгоритмы диагностирования условно можно разделить на три вида алгоритмов (рисунок 9):

Рисунок 9 – Классификация алгоритмов диагностирования

Безусловный алгоритм задает одну фиксированную последовательность проведения проверок, при этом информация о техническом состоянии объекта фиксируется и обрабатывается последовательно независимо от результатов предыдущих проверок.

В условном алгоритме предусматривается назначение каждой последующей проверки в зависимости от результата анализа предыдущих проверок.

Если заключение о техническом состоянии объекта может быть сделано только после проведения всех проверок, предусмотренных алгоритмом, то такой алгоритм называется алгоритмом с безусловной остановкой. Если выдача результатов диагностирования возможна после выполнения каждого или некоторых промежуточных шагов алгоритма, то это – алгоритм с условной остановкой. Условный алгоритм всегда алгоритм с условной остановкой.

Наиболее распространенными формами представления алгоритмов являются таблицы и древовидные графы.

Безусловные алгоритмы с безусловной остановкой представляются в виде таблиц, в качестве которых могут выступать словари неисправностей (таблица 1).

Таблица 1

Проверка	Результат R проверки находящейся в состоянии
	,
	0	1	1	1	1	1
	1	0	1	1	1	1
	0	1	0	1	0	1
	0	1	0	1	1	0

В строках таблицы – все возможные проверки . Графы таблицы соответствуют всем возможным неисправным состояниям: . На пересечении i-ой графы и j-го столбца проставляется результат j-ой проверки для системы, находящейся в i-ом состоянии. Если значение проверки в объекте с j-ой неисправностью совпадает с ее значением в исправном объекте, то в таблице записывается 1 (данную неисправность, рассматриваемая проверка не обнаруживает, в противном случае записывается 0). Если во всех элементах графы проставлены 1, то она соответствует неисправности, которая не может быть обнаружена принятым методом диагностирования. В этом случае поиск неисправного элемента требует выполнения всего множества проверок, включенных в тест, с фиксацией их результатов. На основе анализа полной совокупности этих результатов делается вывод о месте неисправности.

Безусловный алгоритм с условной остановкой представляется в виде графа. Рассмотрим граф (рисунок 10), который моделирует алгоритм поиска неисправности по таблице 1. Корневая вершина графа представляет множество всех рассматриваемых технических состояний объекта, а остальные вершины – подмножества состояний, выделяемые в результате деления множества S и его подмножеств по результатам элементарных проверок. Висячие вершины соответствуют подмножествам эквивалентных состояний. Исходящими из вершин дугами изображаются элементарные проверки , а заходящими дугами – результаты этих проверок. Заданный алгоритм предусматривает подачу поверок в фиксированной последовательности – (как они расположены в таблице 1). Однако выполнение алгоритма может быть остановлено на любом этапе, если выделилось подмножество состояний соответствующих висячей вершине. Так, на первом этапе алгоритма при выполнении проверки получение результата 0 останавливает алгоритм, так как выделено подмножество эквивалентных состояний . В противном случае применяют проверку и алгоритм продолжает выполняться.

Рисунок 10 – Безусловный алгоритм с условной остановкой

Условные алгоритмы также представляются в виде графов. Построение условного алгоритма начинается с выбора первой проверки. В зависимости от исхода первой проверки множество возможных состояний S делится на два подмножества, после чего выбираются проверки (они могут быть разными), разделяющие эти подмножества. Выбор проверки продолжается до тех пор, пока множество S не будет разделено на отдельные подмножества эквивалентных состояний. На рисунке 11 приведен условный алгоритм, построенный по таблице 1.

Рисунок 11 – Условный алгоритм

Для одного и того же объекта диагностирования может быть построено значительное количество безусловных и условных алгоритмов диагностирования. Каждый из них будет обладать определенными особенностями. Представленный условный алгоритм имеет преимущество перед безусловным алгоритмом, которое состоит в том, что в условном алгоритме любая неисправность может быть обнаружена не более чем за три шага алгоритма, в то время как во втором (безусловном алгоритме) может потребоваться выполнение и четырех шагов алгоритма. Но безусловный алгоритм в свою очередь дает возможность обнаружить неисправность уже при выполнении первого шага, а в условном алгоритме такой возможности нет.