Вешкурцев- Бычков АСКиД РЭС

блоки в реальной системе диагностики могут отсутствовать, например канал связи, когда СТД и ОД находятся рядом.

2.5. Показатели системы технической диагностики

Система технической диагностики характеризуется следующими основными показателями.

1. Глубина поиска дефекта

где B– число однозначно различных составных частей изделия на принятом уровне деления с точностью, до которой определяется место дефекта; N – общее число составных частей изделия на принятом уровне деления с точностью, до которой требуется определить место дефекта;

2. Коэффициент полноты контроля работоспособности [ 9]

где λк – суммарный поток отказов составных частей изделий охваченных контролем и диагностикой ;λ0 – суммарный поток отказов всех частей изделий; Роб– вероятность обнаружения дефекта системы; Рсис – вероятность безотказной работы изделия; РК – вероятность безотказной работы системы контроля;

DПРК – достоверность принятия решения о состоянии изделия системой контроля; Ки – коэффициент избыточности объекта диагностирования;

3.L – длительность теста диагностирования.

4.Т – время диагностирования .

5.б – средняя трудоемкость диагностирования .

6.С – средняя оперативная стоимость диагностирования.

7.Dd – достоверность диагностирования.

8.КУ – коэффициент унификации устройств сопряжения со средствами диагностирования.

2.6. Параметры системы технического контроля и диагностики

Параметр диагностирования или диагностический параметр (ДП) – это параметр (или признак) ОД, используемый в установленном порядке для определения технического состояния объекта. Для каждого изделия радиоэлектроники можно указать множество параметров (или признаков),

22

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

характеризующих его техническое состояние. Большинство ДП по своему назначению могут иметь двойственную природу, являясь одновременно диагностическими и техническими параметрами (или параметрами функционального использования).

В общем случае диагностические параметры можно представить тремя пересекающимися классами:

- параметры для определения работоспособности ОД Пр(Пр1 , …, Прn);

-параметрами поиска места дефекта Ппд(Ппд1 , …, Ппдi);

-параметрами прогнозирования технического состояния Ппр(Ппр1 , …, Ппрj).

Решение о техническом состоянии сложной РЭС принимается на основе

2.7. Классификация методов технической диагностики

Методы технической диагностики определяются типом объектов контроля и диагностирования (ОКД). Известная [ 11] классификация методов приведена на рис 2.7.

Рис.2.7. Классификация методов диагностики в зависимости

от измеряемости параметров и класса ОКД

Тестовые СТД в зависимости от методов тестирования цифровых ОКД подразделяются на варианты [12] ( рис. 2.8).

23

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Третий этап состоит в определении неизвестных параметров математической

идентификацией в широком смысле. Приступая к построению модели диагностирования, часто имеется априорная информация о классе модели и ее структуре. В этом случае задачи первого и второго этапов можно считать априорно решенными.

Тогда задача третьего этапа является задачей идентификации в узком смысле.,

под которой понимается определение неизвестных параметров математической модели. Эта задача называется параметрической идентификацией.

Прикладной характер задачи параметрической идентификации связан с решением таких примеров, как

-определение динамических характеристик, необходимых для построения адаптивных и самонастраивающихся систем;

-определение информационно-диагностических признаков при контроле функционирования и диагностике технических систем.

2.8.1. Математическая формализация задачи технической диагностики

оценки информационно-диагностических признаков. Затем проводится

диагностирование будет осуществляться в соответствии со следующей схемой

(рис.2.9).

Иденти-

фикатор

H(t)

Рис.2.9. Модель диагностирования

Как видно из математической модели (рис. 2.9), идентификатор и классификатор образуют систему технической диагностики.

На этапе параметрической идентификации для каждого класса состояний исследуемой системы находятся и накапливаются в памяти системы технической

25

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

диагностики эталонные информационно-диагностические признаки. Состояние ОД будет характеризовать вектор информационно-диагностических признаков

где i – размерность вектора.

Рассмотрим задачу диагностики как задачу распознавания образов. Под образом будем понимать совокупность информационно-диагностических признаков, принадлежащих ОД, находящихся в одном из возможных классов состояний. Тогда в памяти системы технической диагностики будет храниться множество информационно-диагностических признаков.

(совокупности признаков) состояний с апостериорными признаками, полученными в процессе контроля параметров ОД.

Существуют три основных подхода к построению решающего правила принятия решения о состоянии ОД, основанных на алгоритмах.

1.Детерминированный.

2.Вероятностный.

3.Fuzzy (нечеткий) – алгоритм.

Все эти подходы предполагают нахождение меры близости ρ между векторами информационно-диагностических признаков Hап исследуемого ОД и множества эталонных образов {Hi j }:

ρ j = ϕ(Hi j - Hап ), i = 1,M, j = 1, N .

2.8.2. Сигналы и их математические модели

Информация о техническом состоянии ОД может быть получена на основе анализа информационно-диагностического сигнала, подлежащего измерению.

Таким сигналом может быть y(t) выходной сигнал, являющийся реакцией на

26

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

некоторые воздействия (функциональные, тестовые). Тогда для различных технических состояний Sj объекта диагностирования (ОД) при одном и том же

воздействии возможны различные реакции Z j R , характерные для каждого состояния Sj ОД. Таким образом, если ОД находится в одном из N технических состояний Sj , то для него соответствует определенный класс информационнодиагностических сигналов (реакций) за определенный промежуток времени. В связи с этим возникает необходимость (задача) описать полученные сигналы в единой системе признаков (образов).

Рассмотрим следующую схему (рис.2.10).

Рис.2.10

В этой схеме υ(t) – шум; z(t) – измеряемый сигнал; x(t) – входное воздействие. Входное воздействия может быть представлено моделью:

1) единичной ступенчатой функцией ( функция Хевисайда)

x(t) = {1(t), t> 0 , 0, t< 0 ;

x(t)

2) единичной импульсной функцией ( дельта–функция)

0 t

27

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

3) линейно возрастающей функцией x(t) = α(t), t > 0;

x(t)

терминированной моделью; 5) случайным сигналом с известными статистическими характеристиками:

где p(x; t) - одномерная плотность вероятности; p(x1, x2 ;t1,t2 ) – двумерная

плотность вероятности.

В том случае, когда ОД является многомерным (т.е. многовходовым), входной сигнал будет представлять собой вектор, переменный во времени, или переменное во времени случайное поле ( пространственно-временное поле)

Таким образом, на вход ОД поступает стимулирующее воздействие X(t) определенного вида. Тогда на выходе ОД реакция на это воздействие может быть представлена в виде вектора выходного сигнала Y(t) , причем данный сигнал

28

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

несет информацию о входном сигнале X(t) и техническом состоянии Sj диагностируемого объекта:

(функциональном или специально генерируемом) X(t) для различных технических состояний {S j}, j = 0, N - 1 будут различные реакции Y(t) на выходе ОД. Следовательно, выходной сигнал Y(t) является информационно-

диагностическим сигналом. Определив этот сигнал и проведя соответствующую

воздействия.

Например, в качестве обработки такого выходного сигнала можно использовать прямое преобразование Фурье [14]:

Sy (ω) = ò−∞∞ y(t) × e- jωtdt ,

входном сигнале (воздействии) X(t). Следовательно, реакцию Y(t) можно

представить в виде мультипликативного выражения

Y(t) = А (β) × X(t,χ),

где А (×) – оператор объекта диагностики; β , χ - внутренние и внешние параметры объекта диагностики. Оператор А(×) несет информацию о структуре

ОД и правилах взаимодействия с входным воздействием X(t,χ). Следовательно, А (β) - есть оператор функционирования ОД и является его моделью, которая

29

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

может быть описана передаточной функцией в операторной форме [14 ].

В общем виде передаточная функция в операторной форме устройства определяется выражением

bm pm + bm-1 pm-1 + … + b1 p1 + b0

Рассмотрим пример. Пусть объект диагностики представляет собой блок задержки сигнала, выполненный по схеме (рис. 2.11).

где T1 = R2 C1 ; T2 = R1 C2 ; k = C2 /C1 .

Изменив параметры (резисторов, конденсаторов или их вместе) передаточной функции ( оператора или модели) этой схемы и подав соответствующий входной сигнал (стимулирующее воздействие), получим выходные сигналы (реакции), однозначно определяющие эти состояния. Таким образом будет формироваться

априорный словарь повреждений и признаков для целей диагностики состояний схемы задержки.

В качестве операторов функционирования А (β) электронных схем могут использоваться и другие математические модели, например, частотный коэффициент передачи К( jw) [ 14 ], тогда зависимость Y(t) имеет вид

Y(t) = K( jw ) X(t),

30

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com