Разработка методов технической диагностики и методов синтеза контролепригодных дискретных систем железнодорожной автоматики и телемеханики

• Автор: Сапожников, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 363 c. : ил. + Прил. (227 с. : ил.)

1.1. Особенности систем железнодорожной автоматики и телемеханики как объектов технической диагностики.

1.2. Проблема совершенствования методов технического обслуживания СЖАТ

1.3. Обзор методов технической диагностики СЖАТ.

1.4. Постановка задачи диссертации

ГЛАВА 2. СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ КОМБИНАЦИОННЫХ АВТОМАТОВ

2.1. Матрица совместимости .

2.2. Отношения между буквами ЭНФ

2.3. Матрица отношений

2.4. Перечисление ЭНФ и логических структур.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЛОГИЧЕСКИХ

СХЕМ С ПОМОЩЬЮ СТРУКТУРНЫХ МОДЕЛЕЙ
3.1. Вычисление проверяющих функций неисправностей по матрицам совместимости и отношений.
3.2. Отношения между неисправностями
3.3. Условия включения неисправностей в контрольные списки. .
3.4. Формирование полного контрольного списка неисправностей.
3.5. Использование контрольных списков при построении тестов.

3.6. Выводы.
ГЛАВА 4. КОНТРОЛЕПРИГОДНЫЕ КОМБИНАЦИОННЫЕ АВТОМАТЫ.
4.1. Условия полной проверки логических схем одиночными тестами.
4.2. Избыточность в комбинационных схемах.
4.3. Легко контролируемые реализации особенных функций.
4.3.1. Линейные комбинационные схемы.
4.3.2. Схемы, реализующие симметричные функции
4.3.3. Контроль монотонных схем.
4.4. Выводы.
ГЛАВА 5. ОБНАРУЖЕНИЕ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМАХ.
5.1. Модели и классификация коротких замыканий
5.2. Вычисление проверяющих функций.
5.3. Методы построения проверяющих тестов.
5.4. Анализ контролепригодности в частных случаях.
5.4.1. Бееповторные двухуровневые схемы на элементах.
5.4.2. Схемы типа ИЛИИ.
5.4.3. Схемы, построенные на элементах, реализующих монотонные функции.
5.4.4. Короткие замыкания в несвязных схемах
5.5. Контроль электрического монтажа
5.5.1. Основные определения.
5.5.2. Логическая модель электрического монтажа.
5.5.3. Построение полного проверяющего теста .
5.5.4. Локализация дефектов электрического монтажа
5.6. Условия контролепригодности электрического монтажа.
5.7. Выводы.
ГЛАВА б. СИНТЕЗ КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ С САМОКОНТРОЛЕМ.
6.1. О свойстве самоконтроля конечного автомата
6.2. Обеспечение свойства самоконтроля по внутреннему состоянию в синхронных автоматах.
6.2.1. Условия самоконтроля
6.2.2. Автоматы на элементах памяти без фиксации воздействия.
6.3. Обеспечение свойства самоконтроля по выходному состоянию в синхронных автоматах.
6.4. Асинхронные автоматы с самоконтролем
6.5. Контроль логического преобразователя
6.6. Контроль выходного преобразователя
6.6.1. Контроль ВП по внутреннему состоянию в АКА
6.6.2. Контроль выходного преобразователя по выходному состоянию. .
6.7. Контроль входного преобразователя.
6.8. Полностью самоконтролиругощиеся автоматы
6.9. Выводы
ГЛАВА 7. СИНТЕЗ САМОПРОВЕРЯЩИХСЯ КОНТРОЛЬНЫХ СХЕМ
7.1. Введение
7.2. Универсальный алгоритм синтеза п СПТ.
7.3. Синтез ъЗп СПТ
7.4. Синтез тестеров с учетом особенностей структуры автоматов
7.5. Совмещение контрольной схемы и логического преобразователя ПСКА
7.6. Контрольные схемы для асинхронных автоматов.
7.7. Выводы

ГЛАВА 8. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА С САМОКОНТРОЛЕМ.
8.1. Асинхронные триггерные устройства
8.2. Асинхронные двоичные счетчики
8.3. Синхронные триггерные устройства.
8.4. Синхронные счетчики
8.5. Распределители.
8.6. Делители частоты.
8.7. Дешифраторы.
8.8. Выводы.
ГЛАВА 9. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ.
9.1. Требования к диагностическому обеспечению СКАТ.
9.2. Структуры контролепригодных и безопасных СЖАТ
9.3. Принципы построения контролепригодных СКАТ.
9.4. Новые СЖАТ и системы их технического диагностирования
9.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Хп предикат является одновременно истинным или ложным для всех пар различных элементов основного множества. Доказательство необходимости теоремы следует из алгоритма 2. Достаточность доказывается построением алгоритма восстановления структуры схемы по МО. Определенные с помощью алгоритма 2. МС есть классы изоморфных алгебраических систем И . В следующей главе исследуются свойства неисправностей в комбинационных автоматах, которые сохраняются при изоморфизме. Разработаны структурные модели комбинационных автоматов, в которых в явном виде отражаются отношения между путями в схеме. Это качество моделей дает возможность использовать их для выявления общих структурных свойств комбинационных схем, осуществлять анализ поведения схем при неисправностях, анализ их контролепригодности. Показано, что с алгебраической точки зрения структура комбинационного автомата есть реляционная алгебраическая система типа 2 , определенная на множестве путей схемы с помощью бинарного предиката. Установлены свойства этой системы. Матрица совместимости является новой формой представления комбинационных автоматов, которая удобна для хранения в ЭВМ и эквивалентна по своим возможностям ЭНФ, но имеет меньшие размеры. Достоинством МС является возможность построения локальных алгоритмов обработки конъюнкций ЭНФ, то есть алгоритмов, не требующих предварительного вычисления всей ЭНФ. Показано, что задача построения ЭНФ эквивалентна известной задаче построения максимальных полных подмножеств. Разработаны новые алгоритмы построения ЭНФ. ЭНФ. Матрица отношений есть наиболее компактная табличная форма представления комбинационных автоматов из известных. Использование отношений между буквами ЭНФ является эффективным средством решения многих задач технической диагностики. Предложенные в данной главе модели являются структурными моделями и дают возможность устанавливать структурную эквивалентность комбинационных автоматов. Построен итеративный алгоритм перечисления типов структурноэквивалентных автоматов, как типов отношений совместимости. ГЛАВА 3. В данной главе устанавливаются свойства константных неисправностей комбинационных автоматов, существенные с точки зрения проверки последних и их контролепригодности. Исследование основано на использовании структурных моделей и отношений между путями схемы, предложенных во второй главе. Отношения между неисправностями есть отношения между их проверяющими функциями. Поэтому рассмотрим способы вычисления проверяющих функций неисправностей с помощью ЭНФ. Сг множество букв ЭНФ с неисправностью типа константа О Н множество букв ЭНФ с неисправностью типа константа I. Проверяющая функция неисправности у определяет все входные наборы, обнаруживающие эту неисправность. УТ,, ,3. ЭНФ ОЭНФ, содержащих буквы из множества Нд и не содержащих буквы из множества Нд. Тр Тср функция, реализуемая конъюнкцией ЭНФ ОЭНФ с номером уо е Рд. Од в результате приравнивания I в ней букв из множества Нд ту. Так как последние задаются ОЭНФ и ЭНФ, и, учитывая, что конъюнкции ЭНФ и ОЭНФ попарно ортогональны, формулы 3. У7У , 3. Ьд Ад. ОЭНФ ЭНФ, содержащих буквы из множества Нд Д . Из формул 3. ЭНФ и ОЭНФ. Достаточно только определить конъюнкции, содержащие буквы
из множеств и . Это существенно сокращает объем вычислений. Рассмотрим алгоритм вычисления функции . Алгоритм 3. Находится множество букв ЭНФ, несовместимых со всеми буквами из множества . Из МС исключаются строки и столбцы, соответствующие буквам, найденным в п. По сокращенной МС с помощью алгоритма 2. ЭНФ, содержащие буквы из множества . Находится множество букв ОЭНФ, несовместимых со всеми буквами из множества . Б. Из обратной МС исключаются строки и столбцы, соответствующие буквам, найденным в п. По сокращенной обратной МС с помощью алгоритма 2. ОЭНФ, содержащие буквы из множества Иу. ОЭНФ в конъюнкциях, найденных в п. Вычисляется произведение V 7уь V
Пример вычисления функции Т приведен в приложении П. ЗЛ. Алгоритм вычисления функции у7, аналогичен двойственен ал
горитму 3. В формулировке алгоритма надо произвести замены ЭНФ на ОЭНФ, на , МС на обратную МС и наоборот.