8.7.2 Структура систем контролю

Структура систем контролю визначається наступними завданнями контролю:

• оцінка стану ОК, прийняття рішення щодо придатності ОК виконувати своє призначення;

• визначення місця і причини відмов для відновлення справного стану.

Способи вирішення перерахованих завдань знаходять своє відображення у програмі контролю.

Перед початком контролю в систему вводиться інформація про тип контрольованого об'єкту, режим та умови контролю. В сучасних системах автоматизованого контролю САК програма контролю реалізується у вигляді команд цифрового процесора (рис. 8.22).

Рисунок 8.22

Після підключення системи до об’єкта контролю і ввімкнення потрібного режиму контролю, по командах з блоку програми контролю керуючий пристрій включає блок зондуючих сигналів і одночасно готує до роботи ІВС. Блок зондуючих сигналів відтворює вхідні сигнали об'єкта контролю, що імітують умови його роботи у вибраному режимі. Вихідні реакції об'єкта контролю надходять в блок вимірників. Алгоритм роботи блоку вимірників визначається програмою контролю та реалізується за допомогою керуючого пристрою. Характерною особливістю сигналів на вході вимірників є мішана комбінація корисних сигналів і перешкод, що містить мультиплікативні і адитивні комбінації. Наявність перешкод і помилок вимірювання призводить до необхідності фільтрації сигналів у блоці обробки сигналів. Перетворення сигналів необхідно для їх перетворення до цифрового вигляду і спряження з ЕОМ, де здійснюється обчислення оцінок параметрів та показників якості об'єкта контролю.

Оцінка параметрів та показників якості, а також допуски на ці величини надходять на схему прийняття рішень. Блок видає команди на повторення всієї або частини програми контролю, включення виконавчих пристроїв відновлення (регулювання параметрів, включення резервних елементів і т. п.) і включення роботи блоку вихідних пристроїв. Блок вихідних пристроїв дасть інформацію про придатності системи виконувати свої функції, характер і місце наявної інформації може бути різною — на екрані монітора ЕОМ або на екрані бортових систем електронної індикації. Робота блоку вихідних пристроїв координується програмою контролю. Інформація про допуск на параметри і показники якості зберігається в пристрої пам'яті процесора. Управління цим пристроєм здійснюється за програмою контролю.

8.7.3 Інформаційна модель процесу контролю

Кінцевою метою процесу контролю є вибір відповідного рішення, що приймається щодо подальшого використання ОК. До таких можливих рішень чи мір можна віднести:

• Використати ОК за призначенням в допустимих технічною документацією умовах.

• Признати ОК несправним і відправити на ремонт.

• Здійснити настроювання чи регулювання ОК.

• Замінити ОК.

• Списати ОК у зв’язку із закінченням терміну служби чи моральним старінням.

Таким чином, система контролю як система прийняття рішення, в загальному випадку є багатоальтернативною. Рішення, що приймаються, можуть відповідати ідеальним випадкам , коли відсутні помилки рішень, і реальним випадкам , коли можливі помилки при прийнятті рішень. Кожному ідеальному рішенню, що приймається, , відповідає область можливих станів або показник якості ОК , де , - задана область можливих значень вектора X. Апріорно звичайно задаються імовірності знаходження у відповідних заданих областях або щільність імовірності значень вектора X. При цьому області є непересічними, тобто , і попадання в одну із вказаних областей вектора X є достовірним випадком . Сукупність показників якості ОК визначає здатність пристрою контролю виконувати свої функції і характеризується векторними або скалярними величинами, пов’язаними функціональними або операторними перетвореннями з вектором стану X. Досить часто якість ОК характеризується скалярним показником, що визначає найбільш важливу властивість ОК (точність, надійність, завадостійкість). Кожному реальному рішенню, що приймається, відповідає область оцінок можливих станів , де , , , або оцінок показників якості ОК , . Оцінка вектора стану ОК визначається за результатами вимірювань Y вектора контрольованих параметрів S, який функціонально пов’язаний із вектором стану X і вектором похибок вимірювань H

.

Будемо вважати, що відома умовна щільність розподілу , що характеризує похибки вимірювань. Зазвичай результати вимірювань підлягають попередній обробці з метою отримання оцінок S вектора контрольованих параметрів S. Попередня обробка інформації включає в себе оптимальну за вибраним критерієм R фільтрацію сигналів Y, а також їх дискретизацію і квантування для узгодження аналогових пристроїв з цифровими. Етапи перетворення сигналів в процесі контролю можна представити у вигляді наступної інформаційної моделі (рис. 8.23).

Вектор контрольованих параметрів S функціонально пов’язаний із вектором поточного стану X, , а вектори оцінок стану X і корельованих параметрів S пов’язані зворотнім функціоналом . Оптимальна оцінка S за вибраним критерієм R, яким, зокрема, може бути середній квадрат похибки оцінки, пов’язана із вектором результатів вимірювань Y за допомогою функціонального перетворення .

Рисунок 8.23

Ідеальні правила рішення і визначають закони відображення відповідно просторів станів і функціоналів якості в скалярний простір рішень , що вміщує чисел, і в загальному випадку, характеризується відповідними умовними густинами ймовірностей і . Кожному і-му розв’язку, , відповідає або область станів простору Ω значень вектора станів X або область простору Ω₁ значень вектора показників якості .

Реальні правила рішень і звичайно визначають відповідно оптимальні закони відображення просторів оцінок станів та функціоналів якості в скалярний простір рішень W, що вміщує k+1 чисел, і характеризується відповідними умовними густинами ймовірностей і .

Кожному j-му рішенню, , відповідає або область станів простору значень вектора оцінок станів або область простору значень вектора оцінок показників якості . Оптимальний вибір рішень j, що приймаються, про стан ОК за результатами отриманих випадкових оцінок векторів стану або показників якості проводиться за критеріями, що використовуються в теорії статистичних рішень, з яких найбільш часто вибираються критерії В.О. Котельникова чи Неймана-Пірсона. Сутність правил рішення зводиться до оптимального розбиття просторів або на k+1 областей можливих значень векторів або відповідно.