2.8.3. Разработка диагностической модели объекта диагностирования
Объект диагностирования рассматривается как преобразователь одних величин Y, которые вводятся в объект, − в другие величины R, которые являются реакциями объекта. Таким образом, работу объекта диагностирования можно представить:
R = А Y, (2.19)
где R, Y – векторы соответственно выходных и входных величин;
А – оператор объекта.
Если объект имеет конечное количество состояний К, то модель должна обеспечивать изменение выходного сигнала при неизменном входном в зависимости от i-го состояния. На объект диагностирования можно воздействовать разными тестовыми проверками Пj , что будет приводить к изменению реакции. Поэтому в общем виде следует записать
, (2.2о)
где 
-
оператор объекта диагностирования или
его элемента при проведении Пj
-ой проверки и i-ом
отказе.
Если
такое уравнение будет задано для всей
совокупности проверок и отказов, то это
будет явная диагностическая модель
объекта. Наиболее простой формой
представления модели является таблица
состояний. Она строится следующим
образом. Каждому отказу соответствует
состояние Si.
Поэтому столбцы соответствуют состояниям,
а строки − Пj
элементарным проверкам. В клетки
таблицы (i, j)
заносится результат
.
В первом столбце So
записываются реакции объекта контроля
на проверки при его исправном состоянии.
Если значения входа и выхода обозначить двойными логическими переменными, то они будут принимать значения «1», когда они допустимы, и «0» − когда не допустимы. Значения в таблице состояний будут принимать значения «0» или «1» в зависимости от состояния объекта.
Построение таблицы состояний происходит в несколько этапов. Первоначально рассматривается и анализируется функциональная схема объекта диагностирования. Здесь же необходимо принять решение о необходимости включения в формируемую логическую модель каждого из элементов функциональной схемы. Если элемент не влияет на работу схемы, то его можно исключить из дальнейшего рассмотрения.
Далее строится структурная схема по следующим правилам (рис. 2.6):
а) если какой-либо входной (выходной) сигнал блока характеризуется несколькими параметрами, то каждый из этих параметров обозначается отдельным входом (выходом);
б) все блоки обозначаются Pi, входы Zi, выходы Хi;
в) если выход какого-либо блока, являющийся входом в другой блок, расщепляется на несколько выходов, то вход также расщепляется на такое же количество входов.
Рисунок 2.6 – Структурная схема системы охлаждения
Логическая модель получается на основе структурной (рис. 2.7). При этом необходимо соблюдать следующие формальные правила:
а) блоки Рi заменяются на Qi;
б) если блок Рi имеет несколько выходов, то он заменяется таким же количеством блоков, каждый из которых имеет один выход и существенные для него входы;
в) выходы и входы i-ых блоков представляются как Хi.
Рисунок 2.7 – Логическая модель системы охлаждения
После построения логической модели объекта контроля необходимо для каждого ее блока записать уравнения типа (2.21), но так как они записываются для логической (а не для функциональной) схемы, то их представляют в немного отличающемся виде:
Хi = Q i Fi , (2.22)
где Q i – оператор i-го логического объекта (принимаем значение «0», если блок неработоспособен и «1», если блок работоспособен);
Fi – функция условий работы i-го блока (тоже принимаем значение «0» или «1»).
Функция условий работы Fi по своей сути есть произведение значений входов в Q i блок.
Для системы охлаждения уравнение (2.4) запишется:
X1 = Q1 X7, X2 = Q2 X5 X6, X3 = Q3 X2, Xn = Q4 X2, X5 = Q5 X3, X6 = Q6 X4, X7 = Q7 X4. (2.23)
Таблица состояний заполняется на основе уравнений (2.23). Их число должно равняться количеству блоков логической модели. Число строк принимается равным числу выходов блоков модели. Число столбцов принимается равным числу блоков логической модели плюс один, учитывающий исправное состояние.
Заполнение таблицы осуществляется по столбцам. Первый столбец (S0), соответствующий исправному состоянию, заполняется по уравнениям (2.23) из условия, что все блоки исправны (Q i = 1) и все входы допустимы (Хi = 1) для i = 1, n. Второй столбец (S1) заполняется по уравнениям (2.23) при условии, что блок Q1 неисправен, т.е. Q1 = 0, а все остальные – исправны (т.е. Qi = 1 для всех i = 2, n). Аналогично заполняются 3-й и последующие столбцы (таблица 2.9).
Таблица 2.9 – Таблица состояний для системы охлаждения
|
S0 |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
S6 |
S7 |
П1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
П2 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
П3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
П4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
П5 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
П6 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
П7 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |