Элементы теории технической диагностики2 (Лекции (Word)), страница 2

- размерность матрицы Z

||Z_k+l;J+I||

Каждому элементу матрицы соответствует алгоритм или метод преобразования входной информации. Однако такое представление не удобно для практической работы, поэтому используем 2-ое свойство СТД.

3.1.2.Многоуровневость системы.

- в смысле этапов контроля

- в смысле структуры системы

- в смысле алгоритмов анализа случайных сигналов

I.

Предварительный

контроль

Полный анализ

системы

Исследовательский

режим

II. – виды анализа по типам сигналов

III. ПО математическим методам

При такой сложной вложенной системе, каждый этап представляется более упрощенной структурой.

IV. Элементы матрицы || Z_а.в || - есть узел графа полной системы.

ПРИМЕР:

Статистические методы анализа случайных сигналов.

U_вх

1. Анализ в частотной области.

2. Анализ во временной области.

3. Система статистических параметров.

4. Допуска, погрешности.

5. Система диагностических параметров.

[U_вых] = [Z’_5,5] * [U_вх],

[Z’_5,5] = - это структурная матрица связи в полном виде, || Z || ее элемент – есть метод обработки. [Z’_5,5] – дает алгоритм анализа случайных сигналов на конечных интервалах.

3.1.3. Многопараметровость.

- многопараметровость относительно типа входной информации

Количество входных каналов определит размерность матрицы || Z ||

• количество анализируемых параметров дает значения (J + I):

• многопараметровость в смысле методов получения диагностических параметров.

3.1.4.Обучаемость СТД.

Это не просто контроль. ЦЕЛЬ – выработать рекомендации.

- по достаточной совокупности системы статистических параметров (ССП)

- по оптимизации системы диагностических параметров (СДП)

- оптимизация режимных параметров

- рекомендации по системе конструктивных параметров

______________________________________________________________________________________

Ю.Ф.Певчев

К.Г.Финогенов

« Автоматизация физического эксперимента » М., Энергоатомиздат, 1986г.

______________________________________________________________________________________

3.2. Методы и средства ТТД.

1. Теория графов и матричный анализ.

а) - для представления и описания свойств и структуры контролируемого объекта

- для выявления связей по технологическим и режимным параметрам

- для формирования функционалов W, Ф, Т

б) для представления и описания алгоритмов функционирования системы контроля

в) для представления и оптимизации процесса диагностирования

2. Теория физического эксперимента.

- для определения оптимальных моделей контролируемого устройства

3. Статистические методы анализа случайных сигналов.

- для выработки ССП и СДП.

3.2.1. Методы и средства ТТД. Графы и узлы – графы.

1. Теория графов.

Представления:

- контролируемого объекта

- вычислительных функций

- диагностического процесса

2. Теория физического эксперимента.

3. Математические методы анализа шумов и вибраций, анализ случайных процессов (частотная и временная область). Теория вероятности.

4. Теория надежности.

Учитываются допуски и посадки:

- выбор по износу деталей и узлов

- через условия вероятности отказов

- учет весовых функций, которые определяют различные степени риска по типам отказов.

5. Теория множеств

6. Факторный анализ (приоритет, ранжирование, организация очереди доступа)

7. Теория физического и математического моделирования.

8. Все методы неразрушающего контроля.

3.3.2. Методы и средства СТД.

1. Аппаратные (на примере КАМАК).

Предварительная

обработка - измерительные анализаторы, коррелометры.

Функциональное

Расширение - штатная аппаратура (может быть расширена ее информационная область по

режимным параметрам).

2. Алгоритмические.

Лекция №. 4

4.1. Информационный измерительный канал.

1. Существует несколько стандартов подобных систем.

2. Функции – предварительное преобразование сигналов (аналоговое преобразование, нормированное, фильтрация).

- ввод информации с ЭВМ (ЦУ)

4.1.1.Система КАМАК ( лат. САМАС ).

1. САМАС – Computer Aided Measurement And Control.

2. Первоначальное название – Янус (римский бог дверей, входа, выхода, «двуликий Янус»).

- крейт КАМАК осуществляет связь (через контроллер) с магистралью ЭВМ.

- состоит из:

- крейта

- магистрали

- контроллера

• модулей

4.1.2. Структурная схема системы КАМАК.

Пояснения.

1. Контроллер управляет функциональными блоками.

2. Контролер осуществляет связь с ЭВМ.

3. Контроллер принимает управление крейтом от ЭВМ.

4. Контроллер крейта определяет две функции крейта:

- активную

- пассивную

5. На магистрали крейта (магистраль – это шина на 32 разряда) выставляется адрес устройства и команды.

6. Через контроллер крейт подключен к магистрали ЭВМ как внешнее устройство, которое имеет свой адрес на шине ЭВМ.

4.1.3.Комплектация КАМАК и функции крейта.

- 1-ый крейт содержит (max) – 24 модуля

- если магистраль ЭВМ позволяет, то система может быть укомплектована несколькими крейтами (до 16).Если структуру строить по приоритету (т.е. с последовательной работой), то можно больше. Магистраль входит в конструкцию крейта и не является блоком. Через магистраль управляем крейтом.

Перечень модулей.

1. Блок питания.

2. Контроллер (это то же, что в ЭВМ - процессор).

3. Коммутаторы.

Коммутаторы обеспечивают последовательное параллельное считывание (программно может быть и квазипараллельное считывание). Все функциональные модули подключены к магистрали и управляются крейтом программно от ЭВМ.

Max. частота обращения 100 кГц.

4. Аналоговые фильтры (набор по перестраиваемым граничным частотам (8 шт. на 1 крейт)).

5. Нормирующие усилители (выделяют постоянную составляющую + нормируют на 16 ампл. значения (не действ. никакого другого)).

6. АЦП – до 24 кГц.

7. ЦАП – формирует аналоговый сигнал для работы с анализаторами (управляемыми от ЭВМ – вторичный анализ).

8. Анализаторы (спектра, коррелометры и т.д.) – первичный анализ.

- далее на коммутатор для статистической обработки.

- анализаторы позволяют получать визуальные представления АЧХ, ФЧХ, спектр !!!!!!!!!!, кор-ные функции на экране.

9. Накопители на 1 Гб.

Выводы:

Крейт КАМАК позволяет осуществить:

- эффективный обмен информацией между устройствами съема информации с ЭВМ и измерительной аппаратурой.

Путь развития системы КАМАК могут быть осуществлены через развитие принципа распределенного интеллекта, т.е. использования в системе целого комплекса (системы) ЭВМ, т.е. по пути:

От простейших микропроцессорных систем

Универсальным вычислительным системам большой мощности

к

Области применения.

1. В медицине («Моники»).

2. В биологии (эксперименты на уровне клетки).

3. В химии, геологии, астрономии (на телескопах, радарах).

4. В промышленности (энергетика) – финская АЭС (на Ловизе).

Решаемые задачи.

1. Управление экспериментом.

2. Сбор и накопление большого объема экспериментальных данных.

3. оперативное получение оперативной информации.

4. Управление ходом диагностики.

- оперативное.

- по заданному алгоритму.

5. Подключение физических моделей.

6. Обработка предварительно записанной на носители информации т.е.

- работа в реальном времени

- работа в последовательном режиме

7. Оптимизация процесса диагностики.

8. Обучение системы диагностики.

4.1.4. Описание магистрали крейта.

Магистраль крейта – это канал связи, объединяющий все виды шин. Это пассивный многопараметровый канал связи. Они соединяют контакты магистральных разъемов.

24 разъема – линии соединены строго однозначно – это нормальные станции, их конфигурация не меняется (коммутация программно).

25-й разъем – управляющий (коммутируется вручную).

Функциональное распределение шины магистрали крейта.

1. Система не работает с параметрами сигналов в реальном времени.

2. Система служит для обработки информации в исследовательском режиме с предварительным пополнением информации (предварительная запись реализаций ограниченной длительности – N не более 2048) – пакетом по каждому из каналов.

Итак: крейт КАМАК – это система общего назначения для решения задач ТД.

Лекция № 5

5.1. Специализированная СД состояния 1-го контура.

Задачи:

1. Связь с ЭВМ.

2. Предварительная обработка случайных сигналов.

3. Получение предварительного диагностического портрета.

4. Пополнение вторичной информации о параметрах широкополосных сигналов (отличие от КАМАК).

5. Может работать и в режиме КАМАК.

Название системы разработанной в России в стенах института Курчатова.

КАДАР (Крейт Анализа Данных Атомных Реакторов). Автор разработки – ВАКАР (Всеобщий Анализ и Контроль Атомных Реакторов).

5.1.1. Свойства системы КАДАР.

1. Система КАДАР как и КАМАК.

2. Шире частотный диапазон (f_д до 100 кГц).

Кроме того, имеет:

- блоки НЧ – модуляции

- блоки предварительной обработки сигналов ( оценки з.р., К_хх, К_ху, АЧХ, ФЧХ).Это не анализаторы

- блок задания нормативных значений набора спектральных компонент (до 256 значений) – нормы, уставки

- блок задания режимных параметров (256)

- нормативный блок значений по ГОСТ на амплитуду вибраций основных конструктивных узлов