Методы, алгоритмы и программы контроля и диагностирования дефектов устройств систем управления техническими объектами с учётом влияния внешней среды

• Автор: Пименов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 205 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

1.1. Объект4 исследования

1.2. Этапы диагностирования устройства системы управления

1.3. Математические модели объектов диагностирования

1.4. Идентификация функциональных зависимостей диагностируемых объектов

1.5. Способы описания технического состояния объекта диагностирования

1.6. Методы и средства диагностирования одиночных дефектов

1.7. Диагностирование кратных дефектов

1.8. Номинальные и специальные условия внешней среды

1.9. Методы и средства прогнозирования технического состояния диагностируемого объекта
1Контрольноизмерительные комплексы для испытания и диагностирования технических объектов
1. .Постановка цели и задач исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Модель предметной области диагностирования дефектов
2.2. Функциональная и информационная модели процесса диагностирования дефектов
2.3. Исходные условия и предпосылки создания методов и средств диагностирования устройств систем управления
2.4. Разработка формализованных моделей устройства системы управления
2.4.1. Аналитические модели
2.4.2. Разработка графоаналитической модели диагностируемого устройства
2.4.3. Исследование модели устройства
2.4.4. Определение допустимых дефектов и допустимых контрольных точек устройства
2.4.5. Формирование матриц покрытия устройства
2.5. Создание графоаналитической модели привода Кемрон
2.6. Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА МАТРИЦ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С УЧТОМ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
3.1. Моделирование поведения диагностируемого устройства
3.2. Определение критичных факторов внешней среды и режимов функционирования устройства
3.3. Критерии оценки соответствия технических характеристик диагностируемого устройства заданным требованиям
3.4. Исключение неинформативных тестов и параметров в процессе моделирования поведения устройства
3.5. Разработка моделей контроля и диагностирования дефектов устройства системы управления
3.5.1. Разработка матриц диагностирования одиночных дефектов
в номинальных условиях внешней среды
3.5.2. Разработка матриц диагностирования дефектов кратности
два в номинальных условиях внешней среды
3.5.3. Разработка матриц диагностирования одиночных дефектов для устройства, находящегося под воздействием
критичных факторов внешней среды
3.5.4. Минимизация матрицы диагностирования дефектов для
случая бинарного представления признаков
3.5.5. Минимизации матрицы диагностирования дефектов для варианта многозначного представления признаков
3.6. Разработка нейронной сети идентификации признаков состояния диагностируемого устройства
3.7. Разработка нейросетевого решателя задачи идентификации дефектов
3.7.1. Разработка логической нейронной сети идентификации одиночных дефектов в номинальных условиях внешней
3.7.2. Разработка логической нейронной сети идентификации кратных дефектов в номинальных условиях внешней среды
3.7.3. Разработка логической нейронной сети идентификации одиночных дефектов в критичных условиях внешней среды
или для критичного режима функционирования
3.8. Пример практической разработки программ поиска одиночных и кратных дефектов привода Кемрон, в том числе с учтом влияния внешней среды
3.8.1. Формирование причинноследственных связей между дефектами и параметрами привода Кемрон
3.8.2. Формирование матрицы диагностирования одиночных дефектов привода Кемрон
в номинальных условиях внешней среды
3.8.3. Формирование матрицы диагностирования дефектов кратности два привода Кемрон в номинальных условиях внешней среды
3.8.4. Формирование матрицы диагностирования одиночных дефектов привода Кемрон
в условиях влияния факторов внешней среды
3.9. I ример разработки нейросетевых структур идентификации признаков технического состояния и дефектов на основе имитационного моделирования электропривода
ЗЛО. Выводы по главе
4. РАЗВИТИЕ СТРУКТУРЫ КОНСТРОЛЬНОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ИСПЫТАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Развитие базовой структуры аппаратных средств контроля работоспособности и диагностирования дефектов устройств систем управления
4.2. Модель базы данных поддержки процесса диагностирования дефектов устройств систем управления
4.3. Алгоритмы и программы контроля и диагностирования дефектов устройств систем управления
4.4. Выводы по главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Это выражается в виде отличия признаков состояния устройства, находящегося в критичных условиях, от признаков состояния того же устройства, находящегося в номинальных нормальных условиях. Последние три этапа недостаточно изучены, особенно это касается способов поиска кратных дефектов и дефектов устройств, на которые действует внешняя среда. Первые три этапа изучены хорошо и поддержаны соответствующими методами и алгоритмами. При этом существующие методы зачастую базируются на различных принципах. Так, этап испытания устройства может состоять в разработке его аналитической модели в виде дифференциальных уравнений или передаточной функции, которая далее анализируется с целью определения отклонений коэффициентов уравнений при различных дефектах устройства. Другим вариантом является метод, основанный на последовательных проверках модулей устройства по результатам проверки очередного модуля делается заключение о проверке следующего модуля, который вероятно неисправен. Этот метод активно использует информацию о структуре устройства. Обзор существующих методов, связанных с контролем и диагностированием технических объектов приводится ниже. В статье изложен подход к описанию объектов авионики при исследовании их отказоустойчивости средствами взвешенных графов, в которых функциональные блоки представлены вершинами, а связи между блоками взвешенными дугами. Вес дуги оценивает плотность распределения значений параметра, которая используется для выявления работоспособного состояния связи. Граф допускает разбиение на подграфы, соединяемые иерархически. Выделяется пять уровней иерархии системы, подсистем, узлов и блоков подсистем, компонентов, элементов. Отказы разделяются на параметрические отклонение параметра за пределы допуска, обусловленные внешними воздействиями и структурные неработоспособность компонента. В последнем случае отказ может повлечь за собой изменение состава множества дуг или вершин модели диагностируемого объекта. Таким образом, модель диагностируемого объекта отражает работоспособность или неработоспособность каждого из функциональных блоков. Использование аналитических моделей описания объектов диагностирования описано в для анализа законов управления и для осуществления декомпозиции структуры модели объекта. Кроме этого, для описания структуры и свойств объекта используется полихроматический направленный граф за цветом закреплено определнное свойство компонентов. Полихроматические графы находят широкое применение в задачах структурного моделирования и описания аддитивных и синергетических свойств объектов . Полихроматический граф представляется как композиция полихроматических множеств вершин и дуг. Число вариантов объединения и пересечения цветов множеств вершин и дуг и их дополнений очень велико, что делает проблему выделения свойств объекта при многочисленных преобразованиях модели достаточно сложной. Недостатком графов является их неспособность явно определить информационные пути внутри диагностируемых объектов от входа к выходу. Ввиду неопределенности данных и знаний об объекте возможен синтез нечтких моделей объектов диагностирования . Вопрос формализованного описания технических систем средствами аналитических уравнений или графов связан с последующей процедурой декомпозиции модели диагностируемого объекта. Как правило, преследуется цель сократить размерность модели объекта и на основании е минимизированного варианта обосновать состав допустимых дефектов. Использование многоканального многоуровневого принципа описания структурноконструктивной организации компонентов позволяет выделить независимые каналы управления по вертикали и определить множество функциональнозначимых компонентов по горизонтали. В задаче декомпозиции целевого объекта руководствуются численными показателями значимости компонента доступности компонента относительно вышестоящего уровня иерархии глубины идентификации нештатных ситуаций дефектов. Подобный подход позволяет рассматривать подмножество значимых в функциональном плане компонентов и отождествлять их с допустимым подмножеством дефектов, исключая из рассмотрения малозначимые компоненты.