Диссертация (Автоматизированный контроль технического состояния радиопеленгационной системы наблюдения), страница 4

Способреконфигурации отказоустойчивого графа использует избыточные хорды дляустранения влияния отказавших хорд. Создавая динамическую избыточность втопологииикомпонентахработоспособностьРСН можнопутемэффективно восстанавливать ееоднократногодиагностированияотказавшихкомпонентов.В [27] по модели ПМЧ исследуется СД модульных вычислительных системприкратныхвыполняемогонеисправностяхнеисправныминенадёжныхмодулем,можнотестах.Надежностьобеспечитьтеста,усложнениемпрограммно-аппаратной части РСН, что приведет к ее удорожанию и увеличениювремени контроля, поскольку потребуется хранить эталон в устойчивой к отказамMEM и для сравнения применять аппаратуру повышенной надежности.Выявленный в подходе класс скоростных ненадёжных тестов позволяет улучшитьпоказатели эффективности СД РСН.Все рассмотренные подходы основаны на 2-х моделях Препарата-МетцаЧена и Барси-Грандони-Маестрини, причем в модели ПМЧ процесс СД длявыявления отказов выполняется один раз, в БГМ многократно.

Также можновыделитьспециализациюметодовпоприменимостикомпонентам РСН:- цифровые модули внутри НРТ и МДП;- каналы связи;копределенным22- процессор МДП.Более детально применение методов СД к элементам аппаратуры РСН наразличных уровнях её иерархии показано в таблице 1.Таблица 1 – Применение методов диагностирования к элементам РСНЭлемент РСНТопология РСНМетод СДПримечание[14],[21], СД верхнего уровня иерархии[56],[20],[18]НРТ[53],[10], СД и диагностирование соседних НРТ[16]АРП[28]Аналоговые модули, имеют контрольныеточки своего технического состоянияБлок ЦОС и управления [15], [17]Реализует алгоритмы СД НРТКОА НРТ[13], [17]СД каналов связи и блока ЦОССистема[15], [28]Диагностирует только себяэнергообеспечения НРТМДП[53],[10], СД и диагностирование соседних НРТ[16]напрямую и удаленных НРТ черезсоседниеКОА МДП[13], [17]СД каналов связи и процессораПроцессор обработки [17]Реализует алгоритмы СД МДП и РСНданныхСХ[28]Диагностируют только себяПД[15], [17]Система[15], 28]энергообеспеченияМДПКаналы связи[14],[21], Передают, в том числе, диагностическую[19],[20], информацию[18]Реализация модулей РСН на микропроцессорах и ПЛИС обеспечит их СД сзаданнымицикличностью,детализациейидругимипараметрамисвозможностями диагностирования в режиме реального времени и адаптации кизменениям топологии и структуры РСН при её модификации или модернизации.Для сокращения времени СД и упрощения аппаратуры и программногообеспечения РСН рекомендуется применять ненадежные тесты.Базовой моделью для представления самодиагностируемой техническойсистемы является графовая модель, предложенная Препаратом, Метцом и Ченом23(ПМЧ) [77, 46].

Согласно ей система представляется ориентированным графомбез петель с двоичными весами на дугах. Множество вершинсоответствует модулям системы, а множество дугдуги- проверочным связям. Весопределяется результатом тестирования проверяемого модуляпроверяющими принимает значения 0 (1), когдасчитаетисправным(неисправным). Множество всех результатов тестирования модулей называетсясиндромом системы. Результат тестирования модуляслучае исправности модулядостоверен только в. Если тестирующий модуль неисправен, значениетестового выхода недостоверно ().

С целью обеспеченияоднозначности результатов тестирования в системе не должно быть болеенекоторого числаодновременно неисправных модулей. Числоявляетсястепенью диагностируемости системы.Система называется параллельно диагностируемой относительнонеисправных модулей (параллельно или одношагово диагностируемой), есливсе неисправные модули определяются однозначно без замены при условии, чтоих число не превышает . Если при том же условии в процессе диагностированиядопускается замена неисправных модулей, система называется последовательно диагностируемой.

Последовательное диагностирование называют-шаговым илидиагностированиемпараллельнойсремонтом.Дляобеспечениядиагностируемости системы необходимо: наличие в системемодулей при, проверка каждого модуля не менее чем другими модулями.Приведенные необходимые условия являются также достаточными длясистем, в которых нет пар взаимопроверяемых модулей. Дополнительноенеобходимое и достаточное условие -диагностируемоси системы при отсутствииуказанного ограничения состоит в следующем: для любого целогокаждого|(,)В| |выполняется|,где=| | - мощность множества .|модели|иПМЧвводитсяклассоптимальныхпараллельнодиагностируемых систем с регулярной структурой (так называемой-24структурой) проверочных связей, в которых дуга оттом случае, когдакприсутствует только в̅̅̅̅̅ и, где- простые числаотносительно друг друга.Доказана возможность построения последовательно t-диагностируемыхсистем с числомпроверочных связей при.

Описанная ПМЧ-модель и результаты ее исследования фундаментальны.Согласно модели ПМЧ систему, состоящую из п взаимосвязанных блоков,представим в виде связного ориентированного графа G(U, V) без петель.множество вершин графа есть множество блоков системы, способных̅̅̅̅̅|} – множество дуг графа,|проверять исправность друг друга.которые обозначают тестовые проверки на множестве блоков.

Разметкаграфа, то есть оценка тестирующего блокатестируемого блокао техническом состоянии, осуществляется по следующей схеме:{гдедуги(1.1). Для каждого блоканабор разметок на исходящих дугах назовемсиндромом этого блока. Тогда синдром системы представим в виде матрицы D,строками которой являются синдромы блоков.Определимкак меру диагностируемости системы, т.е.

максимальновозможноечисло одновременно отказавших блоков, при которых системаостаетсядиагностируемой. Тогда система называется -диагностируемой за одиншаг, если всенеисправных блоков однозначно определяются безвыполнения операций замены отдельных блоков. Возможность дешифрациисиндрома системы можно рассматривать только при выполнении необходимогоусловия -диагностирования:и каждый блок проверяется не менеечем другими блоками. Обозначим: | |— мощность множества .

В дальнейшем,без специальных оговорок, будем использовать терминологию теории графов.Системы с мерой диагностируемости⁄ , где [ ⁄ ] – округлённое до25меньшегоцелого⁄ ,являютсяоптимальнымисточкизрениясамодиагностируемости. К ним относятся системы, имеющие полносвязныеструктуры проверочных связей, структуры без циклов длины,-системы. Если система имеет неоптимальную организацию проверочных связей,⁄т. е., и число неисправных блоков, тогда для нее невыполняется достаточное условие t-диагностирования.

Нарушение этого условияозначаетсуществованиеоднозначно всесиндромов,дешифрациякоторыхневыявляетнеисправных блоков в системе. Это нарушение может бытьследствием объективных причин, когда, например, мера диагностируемости неудовлетворяет требованию к числу одновременных отказов в данной системе.Анализ реального синдрома системы с использованием ряда признаков,явно указывающих на принадлежность блоков к множеству исправных либонеисправных,вобщемслучаепозволяетуменьшитьчислоблоковснеопределенным техническим состоянием. По «мнению» явно исправных блокови по неправильному (0) «мнению» о явно неисправных блоках можно еще болеепонизить степень неопределенности технического состояния системы.

Граф Gсистемы можно представить обобщенным графом (рис. 5а), у которого А –множество явно исправных блоков, В – множество явно неисправных блоков, С –множество блоков с неопределенным техническим состоянием.а)б)Рисунок 5 – Принцип построения диагностических графов базовых моделейНа рис. 5а видно, что блоки множества С не тестируются блокамимножества А, а тестирование их блоками множества В дает неопределенные26результаты.

Следовательно, техническое состояние блоков множества С можноопределить, используя только его собственный синдром. Число– , гдеблоков в С определяется как⌊— мощность множества явно⁄ . В общем случаенеисправных блоков,неисправных| |и при| |⁄⌋ нарушается достаточное условие диагностируемости всей системы.В рамках модели рис. 5а вводится предположение, что каждый неисправныйблок имеет одно определенное «мнение» обо всех тестируемых им блоках. Приэтом можно утверждать, что блоки, синдромы которых соответствуют строкамматрицы D с различными значениями в них, явно исправны.

Исключим изматрицысиндромы явно исправных блоков и блоков, ими тестируемых.Возникает вопрос, как по сокращенной матрицет. е. матрице, содержащейтолько синдромы с одинаковыми значениями, различить оставшиесянеисправных блоков? Множествоиисправных блоков состоит из подмножеств, которые вырабатывают результаты тестирования соответственно 1 и 0.Таким же образом разделим множествоподмножестваинеисправных блоков на его.

Исходя из необходимого условия -диагностирования,каждый неисправный блок проверяется хотя бы одним исправным блоком.Следовательно, блоки множестватестируют все блоки множества Н. Изопределения исправного блока с учетом вводимого ограничения следует, чтоблоки множестваМножествоне тестируют блоки своего множества и множестваблоковснеопределеннымсоответствующее сокращенной матрицетехническим, для данной.состоянием,модели можнопредставить обобщенным графом на рис. 5б. Двойной стрелкой изображенообязательное наличие тестовых проверок.В модели БГМ [11, 65], являющейся модификацией модели ПМЧ,неисправныйпроверяющиймодульвсегдафиксируетнеисправностьпроверяемого модуля и, следовательно, дает оценку "1", в отличие от моделиПМЧ, в которой в аналогичной ситуации можно получить оценку как "0", так и27"1"'. Исходя из этого отличия, ПМЧ симметричная, а БГМ асимметричная модели.Существуетзначительныйасимметричнойклассдиагностическойсистем,моделью,которыеноприможнопредставитьтребованиивысокойнадежности желательно использовать модель ПМЧ системы.

Особенность моделиБГМ позволяет достичь t-диагностируемости дляпри параллельномдиагностировании и сократить число проверочных связей в последовательнодиагностируемых системах до | |⌈⌉, где ⌈ ⌉ - округление добольшего целого.Модель Рассела-Кайма (РК) [78], частными случаями которой являютсямодели ПМЧ и БГМ, представляется четверкой, где– множество рассматриваемых одиночных неисправностей;–множество тестов (тест может быть представлен любой комбинацией процедур,используемых для определения исправности того или иного модуля);–множествосовокупностейсовокупность неисправностейнеисправностей(каждаяопределяется как набор одиночныхнеисправностей, которые одновременно могут присутствовать в системе); G обобщенная таблица неисправностей размера(элемент таблицыили х, если для имеющейся в системе совокупности неисправностейвсегдапроходит,непроходитилиимеетнепредсказуемый=0,1тестрезультат).Диагностический граф D системы S является помеченным ориентированнымграфом, имеющим вершину для каждой неисправности изребро от вершинынеисправностейтест.