RU2486569C1 - Method to search for faulty block in discrete dynamic system - Google Patents
Method to search for faulty block in discrete dynamic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486569C1 RU2486569C1 RU2012120459/08A RU2012120459A RU2486569C1 RU 2486569 C1 RU2486569 C1 RU 2486569C1 RU 2012120459/08 A RU2012120459/08 A RU 2012120459/08A RU 2012120459 A RU2012120459 A RU 2012120459A RU 2486569 C1 RU2486569 C1 RU 2486569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discrete
- signals
- integration
- parameters
- estimates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области контроля и диагностирования систем автоматического управления и их элементов.The invention relates to the field of monitoring and diagnosing automatic control systems and their elements.
Известен способ поиска неисправного блока в динамической системе (Патент на изобретение №2439648 от 10.01.2012 по заявке №2010142159/08(060530), МКИ6 G05B 23/02, 2012), основанный на многократном интегрировании выходного сигнала блока с весами
Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов только в непрерывной динамической системе.The disadvantage of this method is that it provides defect detection only in a continuous dynamic system.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ поиска неисправного блока в дискретной динамической системе (Патент на изобретение №2444774 от 10.03.2012 по заявке №2011101271/08(001575), МКИ6 G05B 23/02, 2012).The closest technical solution (prototype) is a method for finding a faulty unit in a discrete dynamic system (Patent for the invention No. 2444774 dated 03/10/2012 by application No. 20111101271/08 (001575), MKI 6 G05B 23/02, 2012).
Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает определение дефектов с невысокой различимостью, то есть обладает невысокой помехоустойчивостью.The disadvantage of this method is that it provides the identification of defects with low distinguishability, that is, it has a low noise immunity.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является улучшение помехоустойчивости способа диагностирования дискретных систем автоматического управления путем улучшения различимости дефектов. Это достигается путем применения многократного вычисления интегральных оценок динамических характеристик для нескольких различных значений параметра интегрирования α1, α2…αn.The technical problem to which this invention is directed is to improve the noise immunity of the method for diagnosing discrete automatic control systems by improving the distinguishability of defects. This is achieved by repeatedly calculating the integral estimates of the dynamic characteristics for several different values of the integration parameter α 1 , α 2 ... α n .
Поставленная задача достигается тем, что предварительно регистрируют реакцию заведомо исправной дискретной во времени системы fjном(t), j=1, 2…, k для N дискретных тактов диагностирования t∈[1,N] с дискретным постоянным шагом Ts на интервале наблюдения [0,Tk] (где Tk=Ts·N) в k контрольных точках, и многократно определяют (одновременно) интегральные оценки выходных сигналов
замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой, на вход системы подают аналогичный тестовый сигнал x(t), определяют интегральные оценки сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек и для n параметров дискретного интегрирования αl: Fj(αl), j=1, …, k; l=1, …, n определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек и n параметров дискретного интегрирования от номинальных значений ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fj ном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n, определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок дискретной системы для n параметров дискретного интегрирования из соотношенияreplace the system with the nominal characteristics of the controlled one, a similar test signal x (t) is supplied to the input of the system, determine the integral estimates of the signals of the controlled discrete system for k control points and for n discrete integration parameters αl: Fj(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n determine the deviations of the integral estimates of the signals of the controlled discrete system for k control points and n parameters of discrete integration from the nominal values ΔFj(αl) = Fj(αl) -Fj nom(αl), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n, determine the normalized values of the deviations of the integral estimates of the discrete system for n parameters of discrete integration from the relation
определяют диагностические признаки при n параметрах дискретного интегрирования из соотношенияdetermine diagnostic features with n parameters of discrete integration from the relation
по минимуму значения диагностического признака определяют неисправный блок.at a minimum, the values of the diagnostic symptom determine the faulty unit.
Таким образом, предлагаемый способ поиска неисправного блока сводится к выполнению следующих операций:Thus, the proposed method for finding a faulty unit is reduced to performing the following operations:
1. В качестве дискретной динамической системы рассматривают систему, например с дискретной интерполяцией нулевого порядка, с шагом дискретизации Ts, состоящую из произвольно соединенных динамических блоков, с количеством рассматриваемых одиночных дефектов блоков m.1. As a discrete dynamic system, consider a system, for example, with discrete interpolation of zero order, with a sampling step Ts, consisting of randomly connected dynamic blocks, with the number of single block defects considered m.
2. Предварительно определяют время контроля ТК≥ТПП, где ТПП - время переходного процесса дискретной системы. Время переходного процесса оценивают для номинальных значений параметров динамической системы.2. Pre-determine the monitoring time T To ≥T PP , where T PP - the transition process of a discrete system. The transient time is estimated for the nominal values of the parameters of the dynamic system.
3. Определяют n параметров, кратных 5/Tk многократного интегрирования сигналов.3. Determine n parameters that are multiples of 5 / T k multiple signal integration.
4. Фиксируют число контрольных точек k.4. Fix the number of control points k.
5. Предварительно определяют нормированные векторы
6. Подают тестовый сигнал (единичный ступенчатый, линейно возрастающий, прямоугольный импульсный и т.д.) на вход системы управления с номинальными характеристиками. Принципиальных ограничений на вид входного тестового воздействия предлагаемый способ не предусматривает.6. Apply a test signal (single step, linearly increasing, rectangular pulse, etc.) to the input of the control system with nominal characteristics. The proposed method does not provide fundamental restrictions on the type of input test exposure.
7. Регистрируют реакцию системы fjном(t), j=1, 2, …, k на интервале t∈[1,N] с дискретным шагом Ts секунд на интервале наблюдения [0,Tk] (где Tk=Ts·N) в k контрольных точках и определяют дискретные интегральные оценки выходных сигналов
8. Определяют интегральные оценки сигналов дискретной модели для каждой из k контрольных точек и каждого из n значений параметра дискретного интегрирования αl, полученные в результате пробных отклонений параметров каждого из m блоков, для чего поочередно для каждого блока дискретной динамической системы вводят пробное отклонение параметра дискретной передаточной функции и выполняют пункт 7 для одного и того же тестового сигнала. Полученные в результате дискретного интегрирования оценки выходных сигналов для каждой из k контрольных точек, каждого из m пробных отклонений и каждого из n параметров дискретного интегрирования
9. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков ΔPji(αl)=Pji(αl)-Fjном(αl), j=1, …, k; i=1, …, m; l=1, …, n.9. The deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model are determined, obtained as a result of trial deviations of the parameters of the corresponding blocks ΔP ji (α l ) = P ji (α l ) -F jn (α l ), j = 1, ..., k; i = 1, ..., m; l = 1, ..., n.
10. Определяют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов дискретной модели, полученные в результате пробных отклонений параметров соответствующих блоков по формуле:10. Determine the normalized values of the deviations of the integrated estimates of the signals of the discrete model obtained as a result of trial deviations of the parameters of the corresponding blocks by the formula:
11. Замещают систему с номинальными характеристиками контролируемой. На вход системы подают аналогичный тестовый сигнал.11. Replace the system with the rated characteristics controlled. A similar test signal is applied to the input of the system.
12. Определяют интегральные оценки сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования
13. Определяют отклонения интегральных оценок сигналов контролируемой дискретной системы для k контрольных точек и n параметров интегрирования от номинальных значений ΔFj(αl)=Fj(αl)-Fjном(αl), j=1, …, k; l=1, …, n.13. The deviations of the integral estimates of the signals of the controlled discrete system for k control points and n integration parameters from the nominal values ΔF j (α l ) = F j (α l ) -F jnom (α l ), j = 1, ..., k; l = 1, ..., n.
14. Вычисляют нормированные значения отклонений интегральных оценок сигналов контролируемой дискретной системы по формуле:14. The normalized values of the deviations of the integral estimates of the signals of the controlled discrete system are calculated by the formula:
15. Вычисляют диагностические признаки наличия неисправного блока (при n параметрах интегрирования) по формуле (3).15. Calculate the diagnostic signs of the presence of a faulty unit (with n integration parameters) according to the formula (3).
16. По минимуму значения диагностического признака определяют дефектный блок.16. At the minimum, the values of the diagnostic sign determine the defective block.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа поиска дефекта для дискретной системы, структурная схема которой представлена на рисунке (см. фиг. Структурная схема объекта диагностирования).Consider the implementation of the proposed method for finding a defect for a discrete system, the structural diagram of which is shown in the figure (see. Fig. The structural diagram of the diagnostic object).
Дискретные передаточные функции блоков:Discrete transfer functions of blocks:
номинальные значения параметров: K1=5; Z1=0.98; К2=0.09516; Q2=0.9048; К3=0.0198; Q3=0.9802. При поиске одиночного структурного дефекта в виде отклонения коэффициента усиления на 20% (k1=4) в первом звене, при подаче ступенчатого тестового входного сигнала единичной амплитуды и интегральных оценок сигналов для параметров α1=0.5, α2=0.1, α3=2.5 и Тк=10 с, при использовании трех контрольных точек, расположенных на выходах блоков, используя пробные отклонения величиной 10%, получены значения диагностических признаков по формуле (3): J1=0.2511; J2=0.9382; J3=0.5738. Анализ значений диагностических признаков показывает, что дефект в первом блоке контролируемой системы находится правильно. Следует отметить, что способ работоспособен и при больших значениях величин пробных отклонений параметров (10-40%). Ограничением на величину пробного отклонения является необходимость сохранения устойчивости моделей с пробными отклонениями.nominal values of the parameters: K 1 = 5; Z 1 = 0.98; K 2 = 0.09516; Q 2 = 0.9048; K 3 = 0.0198; Q 3 = 0.9802. When searching for a single structural defect in the form of a deviation of the gain by 20% (k 1 = 4) in the first link, when applying a step test input signal of unit amplitude and integral signal estimates for the parameters α 1 = 0.5, α 2 = 0.1, α 3 = 2.5 and T k = 10 s, using three control points located at the outputs of the blocks, using test deviations of 10%, the values of diagnostic signs were obtained by the formula (3): J 1 = 0.2511; J 2 = 0.9382; J 3 = 0.5738. The analysis of the values of diagnostic signs shows that the defect in the first block of the monitored system is located correctly. It should be noted that the method is workable even with large values of the test deviations of the parameters (10-40%). A limitation on the value of the trial deviation is the need to maintain the stability of models with trial deviations.
Моделирование процессов поиска дефектов в первом блоке (в виде уменьшения параметра k1 на 20%) приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (3): J1=0, J2=0.8254, J3=0.0898. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.0898.Simulation of defects search processes in the first block (in the form of a decrease in the parameter k 1 by 20%) leads to the calculation of diagnostic features for three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to formula (3): J 1 = 0, J 2 = 0.8254, J 3 = 0.0898. Distinguishability of the defect: ΔJ = J 3 -J 1 = 0.0898.
Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока (в виде уменьшения параметра k1 на 20%) при одном параметре интегрирования α=0.5: J1=0; J2=0.7843; J3=0.0717. Различимость дефекта ΔJ=J3-J1=0.0717.For comparison, we present the diagnostic signs of the presence of a faulty unit (in the form of a decrease in the parameter k 1 by 20%) with one integration parameter α = 0.5: J 1 = 0; J 2 = 0.7843; J 3 = 0.0717. Distinguishability of the defect ΔJ = J 3 -J 1 = 0.0717.
Приведенные результаты показывают, что фактическая различимость нахождения дефектов этим способом выше, следовательно, выше будет и помехоустойчивость способа.The above results show that the actual distinguishability of finding defects by this method is higher, therefore, the noise immunity of the method will also be higher.
Моделирование процессов поиска дефектов во втором и третьем блоках для данного объекта диагностирования, при тех же параметрах интегрирования α и при единичном ступенчатом входном сигнале дает следующие значения диагностических признаков:The simulation of defects search processes in the second and third blocks for a given diagnostic object, with the same integration parameters α and with a single step input signal, gives the following values of diagnostic signs:
Моделирование процессов поиска дефектов во втором блоке (в виде уменьшения параметра k2 на 20%) приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (3): J1=0.8387; J2=0; J3=0.7703. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.7703.Simulation of the defect search processes in the second block (in the form of a decrease in the parameter k 2 by 20%) leads to the calculation of diagnostic features with three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to formula (3): J 1 = 0.8387; J 2 = 0; J 3 = 0.7703. Distinctness of the defect: ΔJ = J 3 -J 1 = 0.7703.
Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока (в виде уменьшения параметра k2 на 20%) при одном параметре интегрирования α=0.5: J1=0.7845; J2=0; J3=0.7481. Различимость дефекта ΔJ=J3-J1=0.7481.For comparison, we present the diagnostic signs of the presence of a faulty unit (in the form of a decrease in the parameter k 2 by 20%) with one integration parameter α = 0.5: J 1 = 0.7845; J 2 = 0; J 3 = 0.7481. Distinguishability of the defect ΔJ = J 3 -J 1 = 0.7481.
Моделирование процессов поиска дефектов в третьем блоке (в виде уменьшения параметра k3 на 20%) приводит к вычислению диагностических признаков при трех параметрах интегрирования (α1=0.5, α2=0.1 и α3=2.5) по формуле (3): J1=0.09889; J2=0,7714; J3=0. Различимость дефекта: ΔJ=J3-J1=0.09889.Simulation of defects search processes in the third block (in the form of a decrease in the parameter k 3 by 20%) leads to the calculation of diagnostic features with three integration parameters (α 1 = 0.5, α 2 = 0.1 and α 3 = 2.5) according to formula (3): J 1 = 0.09889; J 2 = 0.7714; J 3 = 0. Distinguishability of the defect: ΔJ = J 3 -J 1 = 0.09889.
Для сравнения приведем диагностические признаки наличия неисправного блока (в виде уменьшения параметра k3 на 20%) при одном параметре интегрирования α=0.5: J1=0.07173; J2=0.7481; J3=0. Различимость дефекта ΔJ=J3-J-=0.07173.For comparison, we present the diagnostic signs of a faulty unit (in the form of a decrease in the parameter k 3 by 20%) with one integration parameter α = 0.5: J 1 = 0.07173; J 2 = 0.7481; J 3 = 0. Distinctness of the defect ΔJ = J 3 -J- = 0.07173.
Минимальное значение диагностического признака во всех случаях правильно указывает на дефектный блок.The minimum value of the diagnostic sign in all cases correctly indicates a defective block.
Таким образом, все три дефекта находятся лучше при использовании заявляемого способа.Thus, all three defects are better when using the proposed method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120459/08A RU2486569C1 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Method to search for faulty block in discrete dynamic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120459/08A RU2486569C1 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Method to search for faulty block in discrete dynamic system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486569C1 true RU2486569C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012120459/08A RU2486569C1 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Method to search for faulty block in discrete dynamic system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486569C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541896C1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6519704B1 (en) * | 1992-07-17 | 2003-02-11 | Sun Microsystems, Inc. | System and method for driving a signal to an unbuffered integrated circuit |
US6760868B2 (en) * | 1999-08-09 | 2004-07-06 | Sun Microsystems, Inc. | Diagnostic cage for testing redundant system controllers |
US7451005B2 (en) * | 1991-12-23 | 2008-11-11 | Hoffberg Steven M | Vehicular information system and method |
RU2429518C1 (en) * | 2010-07-08 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of fault finding in continuous system dynamic unit |
RU2439648C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method to search for faulty block in dynamic system |
RU2444774C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faulty module in discrete dynamic system |
RU2450309C1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system |
-
2012
- 2012-05-17 RU RU2012120459/08A patent/RU2486569C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7451005B2 (en) * | 1991-12-23 | 2008-11-11 | Hoffberg Steven M | Vehicular information system and method |
US6519704B1 (en) * | 1992-07-17 | 2003-02-11 | Sun Microsystems, Inc. | System and method for driving a signal to an unbuffered integrated circuit |
US6760868B2 (en) * | 1999-08-09 | 2004-07-06 | Sun Microsystems, Inc. | Diagnostic cage for testing redundant system controllers |
RU2429518C1 (en) * | 2010-07-08 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of fault finding in continuous system dynamic unit |
RU2439648C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method to search for faulty block in dynamic system |
RU2450309C1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system |
RU2444774C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faulty module in discrete dynamic system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541896C1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2429518C1 (en) | Method of fault finding in continuous system dynamic unit | |
RU2541857C1 (en) | Method of finding faults in continuous dynamic system based on input of sample deviations | |
RU2435189C2 (en) | Method of searching for faulty unit in dynamic system | |
RU2439648C1 (en) | Method to search for faulty block in dynamic system | |
RU2450309C1 (en) | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system | |
RU2528135C1 (en) | Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal | |
RU2444774C1 (en) | Method of searching for faulty module in discrete dynamic system | |
RU2439647C1 (en) | Method to search for faulty block in continuous dynamic system | |
RU2473105C1 (en) | Method of detecting faults in units in continuous dynamic system | |
RU2461861C1 (en) | Method of searching for faulty module in continuous dynamic system | |
RU2613630C1 (en) | Method for searching faulty unit in continuous dynamic system through introduction of trial deviations | |
RU2586859C1 (en) | Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal | |
RU2506623C1 (en) | Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system | |
RU2579543C1 (en) | Method of troubleshooting in discrete dynamical systems based on a change in position input | |
RU2541896C1 (en) | Method of searching for faulty unit in discrete dynamic system based on analysis of signal transmission signs | |
RU2486569C1 (en) | Method to search for faulty block in discrete dynamic system | |
RU2464616C1 (en) | Method of searching for faults in dynamic unit in continuous system | |
RU2676365C1 (en) | Method of searching faulty unit in continuous dynamic system based on introduction of trial deviations | |
RU2453898C1 (en) | Method of detecting faulty units in dynamic system | |
RU2451319C1 (en) | Method of searching for faulty module in dynamic system | |
RU2486568C1 (en) | Method to search for faulty block in continuous dynamic system | |
RU2680928C1 (en) | Method for detecting faulty unit in continuous dynamic system based on sensitivity function | |
RU2486570C1 (en) | Method to search for faulty block in discrete dynamic system | |
RU2506622C1 (en) | Method of finding faulty units in discrete dynamic system | |
RU2562428C1 (en) | Method of searching for faulty unit in continuous dynamic system based on change of position of input signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140518 |