Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования

..pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
10.16 Mб
Скачать

с о с т о я н и я в д а н н о е

м и н у с с у м м а

в с е х

п о т о к о в

в е р о я т н о с т и ,

 

и д у щ и х

и з д а н ­

н о г о с о с т о я н и я

в д р у г и е .

Т а к а я

с и с т е м а д

и ф ф

е р е н ц и а л ь н ы

х

у р а в н е н и й

н о ­

с и т

н

а з в а н и е

с и с т е м ы

у р а в н е н и й

К о л м о г о р о в а — Ч е п м е н а .

Д л я

с и с т е м ы , с о ­

о т в

е т с т в у ю щ е й

г р а ф у

( р и с .

1 1 . 6 ) , с и с т е м а у

р а в н е н и й К

о л

м о

г о р о в а — Ч е п м е н а

и м е е т

с л е д у ю

щ и й

в и д

( д л я

к р а т к о с т и

з а п и с и о

п у с к а е м

а

р г у м е н т

( / ) :

 

 

dPt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^3 1 ^3 +^4 1 ^4 — (^12

 

^1 4 ) Р \ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dP2

— Х|2 рг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dPz

— Х 23 Р 2 — ( ^ 3 4 + ^ 3 1 + ^ 3 5 ) Р 3*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— Я 1 4 Рх+

Х 3 4 Рз +

Х 5 4 Рь Х 4 1 Р4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

 

 

 

Р1^—3 5 ^ 5 4Р5 •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В в и д у

н а л и ч и я

ш е с т и

 

у р а в н е н и й

д л я

 

п я т и с о с т о я н и й

л ю б о е

 

и з

п е р в ы х

п я т и

у р а в н е н и й

с и с т е м ы

 

с л е д у е т о п у с т и т ь . Д л я

 

р е ш е н и я

 

с и с т е м ы

 

у р а в н е н и й

н е о б х о д и м о

з а д а т ь

н а ч а л ь н ы е у с л о в и я

в и д а :

Рг ( 0 ) ; Р2 ( 0 ) . . . P S ( 0 ) ;

 

2 Я * ( 0 ) —

=

I.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

с и с т е м

у р а в н е н и й

 

К о л м о г о р о в а — Ч е п м е н а

м о ж е т

б ы т ь

 

р е а л и ­

з о в а н о

о д н и м

и з

 

м е т о д о в

 

р е ш е н и я

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х

у р а в н е н и й ,

н а п р и м е р ,

п у т е м

п р е о б р а з о в а н и й

 

Л а п л а с а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марковская цепь м о

ж

е т

б ы

т ь

п

р е д с т а

в л

е н

а

т а

к

ж е

в

м

а т р и ч н о м

в и

д е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рц .

Р1 2 .

 

P

i 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ * 2 1 »

Р2 2 1

 

/ * 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ * 3 1 »

Р3 2 »

 

*>»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е

 

Ру

в

е р

о я

т

н

о

с т и

п е

р е

х о

д а

и

з

с

о с т о я

н

и

я

 

 

в

с о

с т о я н

и е

Sj.

 

 

Р е а л и з а ц и я

т а к о г о

 

п р о ц е с с а

о п и с ы в а е т с я

т р а е к т о р и е й

и з м е н е н и я

с о с т о я ­

н и я

 

с и с т е м ы ,

т .

е .

е е

п е р е х о д а

в с о с т о я н и я

S 0 , 5 1 # S 2 -

 

с л у ч а й н ы м

 

о б р а з о м

( р и с .

1 1 . 5 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е с л и

с и с т е м а

н а х о д и т с я

в с о с т о я н и и

 

 

т о р а н о и л и

п о з д н о о н а п е р е й д е т

в с о с т о я н и е

Sj и л и

S m , п р о б ы в

в

с о с т о я н и и

 

Si К в р е м е н н ы х

 

и н т е р в а л о в .

В е р о

я т н о с т ь

п е р

е х

о д

а

 

в

с о с т о я н

и е

Sj

Р ISy (К)] =

 

P*j~lPy.

 

 

 

 

 

 

 

У ч

и т ы в а я

,

ч

т о

5

*

у

+

 

U

S ij( K ) ,

п

о л у ч а е м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P i S u ) ^ ^ P i S i j ( K ) i ^ 2 я «_ 1 ^ = т г +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

НН

 

 

 

 

 

 

 

Э т о

 

п о з в о л я е т

о п р е д е л и т ь

в е р о я т н о с т ь

п е р е х о д а

с и с т е м ы

 

н а

о д и н

 

в р е м е н н о й

и н т е р в а л

п р и

у с л о в и и ,

 

ч т о н е с о в е р ш е н

 

в о з в р а т в и с х о д н о е с о с т о я н и е .

 

 

 

 

В

с о с т о я н и и

Si у с т р о й с т в о

п р о в о д и т

 

с л у ч а й н о е

ч и с л о

в р е м е н н ы х

и н ­

т е р

в

а л о в

т

( 1 ,

/ )

 

п е

р е

д

т

е м

,

к а к

п

е р е й т и

в

с

о с т

о

я

н и е

Sj.

В

е р о

я т н

о

с

т

ь

 

 

 

Р[т(/. i)-/C] = />[5o(/0/S^] = P[SlV(/C)/P(SlV)] = P f r 1

является вероятностью состояния Sjj (К) при условии, что состояние Sjj име­ ло место перед этим.

Рассматриваемый марковский процесс характеризуется тем, что вероят­ ности пребывания системы в различных состояниях подчиняются экспонен­ циальному закону. Процесс ТО РЭО, связанный с проведением технического диагностирования, предусматривает периодические проверки с детерминиро­ ванным временным интервалом Гт,0. Кроме того, вероятность пребывания системы в одном из состояний не всегда целесообразно описывать экспонен­ циальным законом.

Если при описании процесса изменения состояния системы сохранить марковское свойство, но отказаться от специального вида распределений вре­ мени т (/, /) и принять, что с момента перехода в S* до перехода в Sj случай­ ное время т (/, /) подчиняется произвольному распределению Fij (/), то та­ кой процесс называется полумарковским или неоднородным марковским про­

цессом, а моделирование

этого процесса — полумарковской моделью.

П о л у м а р к о в с к и е м о д е л и

позволяют значительно полнее описать процес­

сы изменения состояния в реальных системах с периодическим контролем.

Формальное описание полумарковского процесса изменения состояния

S (t)

сводится к

следующему. Множество

состояний системы — конечное

S =

= (SJ .-.SII).

Переходы из состояния

S* в состояние Sj (/ = 1...п) соверша­

ются в случайные моменты времени tl ...tn. Все состояния связаны в марковс­ кую цепь и характеризуются вероятностями переходов, образующих матри­ цу Р = ||Я/у||. Переход в состояние Si совершается в момент /&, а следующий переход в состоянии Sj — в момент tk + 1. Тогда т (/, /) -- tu+\ //1 и задается семейство функций распределения значений интервалов времени пребывания в /-м состоянии:

 

 

 

 

 

/ X *1 = ^ ( 0 -

 

 

 

 

 

Таким образом, каждой

паре

индексов /, / (Я/;- >

0) соответствует рас­

пределение Fij (/),

которое характеризует события:

 

 

 

 

 

 

 

 

P l t k +i - t k = T(i, / ) < / ]

 

 

 

 

при условии, что в момент

совершен переход в состояние

а в момент

tk+ 1 — в состояние Sj. Распределение временных

интервалов

описывается

матрицей вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F=ll Fl j V) II.

 

 

 

 

F\j

Для значений индексов (/, у),

при которых Ptj =

0,

принимается, что

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, в отличие от марковского процесса (однородного) полу-

марковский

процесс (неоднородный марковский) задается двумя матрицами:

 

 

 

 

 

II Pijll

и || Fij (t) 11.

 

 

 

 

 

Имеется

возможность задать

полумарковский

процесс

одной матрицей

Q = \ \ 4 i j (ОМ.

где

qiS (0 =

PtJ (/).

вероятность того,

что

из

исходного со­

 

Величина

qtj

(/) представляет

стояния Si система переходит в состояние 5у, а время пребывания системы в состоянии Si не превзойдет величины /.

В диагностических моделях рассматриваются два распределения т (/, у) — непрерывное и дискретное.

Непрерывное распределение предполагает, что существует функция fij (У) для которой

Fij ( О = fiJ j ( X) dX.

о

Дискретное распределение Fij (/) - ступенчатая функция, а величина т (/, у) может принимать лишь конечное число значении с отличными от нуля вероятностями. Часто встречается вырожденное распределение т (i, у), при котором с вероятностью Р = 1 величина т (/, у) принимает значение т (i, у) = = const = Т Таким вырожденным распределением удобно описывать про­ цесс диагностирования с периодом ТД.

11.5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЭО

Прогнозирование состояния изделия означает предсказание его будуще­ го состояния на основе изучения и учета тех факторов, от которых оно зави­ сит и которые ему сопутствуют. Оно направлено на повышение эффективности диагностирования. Процесс диагностирования включает прогноз как конеч ный результат.

Прогнозирование технического состояния при эксплуатации позволяет определять: время наступления предстоящего отказа, блоки, в которых наи­ более вероятно его появление, число возможных отказов в будущем и их ха­ рактер. Прогнозирование должно осуществляться на всех стадиях жизнен­ ного цикла изделия РЭО, в том числе на стадиях проектирования и испыта­ ний. Особенно необходима его реализация на стадии эксплуатации.

Дополнительная информация о состоянии РЭС, например, о произ­

водных совокупности ДП Up (U^^Un), U' (U[...Un) повремени, о предвари тельном изменении ДП за наблюдаемый интервал позволяет судить о будущем состоянии на основе более глубоких закономерностей, чем экспоненциальный закон надежности.

Количественный прогноз состояния РЭО в силу случайного характера процессов, в них протекающих, и условий работы всегда подчиняется слу­ чайным закономерностям. Но прогнозирующие оценки всегда имеют детерми­ нированную и случайную составляющие, что и определяет совокупность ДП в будущем:

U V + Tnv) — ^дет (г+Гпр) ^СЛ (*+ 7пр).

Результаты прогнозирования позволяют:

определять периодичность проведения диагностирования; находить оптимальную частную совокупность ДП для различных перио­

дов диагностирования; определять объемы неснижаемых запасов запасных частей, блоков,

лов РЭС (ЗИП); корректировать и даже оптимизировать алгоритмы поиска места отка.ы.

например, по критерию «время—безотказность»; организовывать наиболее рациональные режимы хранения РЭС:

сокращать время проведения различного типа испытаний сложных сис­

тем;

правильно планировать выпуск изделий техники, а также РЭО для диаг­ ностики и контроля;

определять влияние различных факторов и условий работы РЭС, а так­ же деградационных процессов на стадиях создания систем;

совершенствовать стратегии ТО.

Алгоритм прогнозирования технического состояния может быть пред­ ставлен определенной последовательностью операций, которая в общем виде

выглядит следующим

образом:

 

 

определение прошлого состояния РЭС: 5 (/ — Ти3), где Тиз — интервал

изучения;

 

 

состояния

РЭО: 5 (/ — Т11аГ,л) ,а определен­

определение предыдущего

ный интервал

Тнабл «

Гиз;

 

 

техническое диагностирование и контроль 5 (/) в данный момент tQ\

обработка

результатов по

данным

5 (/ — ^из)» 5 (/ — Гнабл), S

и определение закономерности

изменения состояния;

Рис. 11.7. Изменения параметра при аналитическом прогнозировании

прогнозирующий расчет и опре­ деление 5 (/ т Тир) на прогнозируе­ мом временном интервале.

Подчеркнем, что при прогнози­ ровании обязательным представ­ ляется определение вида техническо­ го состояния, т. е. контроль. Поэто­ му прогнозирование называют про­ гнозирующим контролем (ПК).

Операции прогнозирования мож­ но разделить на две большие груп­ пы: операции интерполяции по обра­ ботке известных данных и операции экстраполяции — определение буду­ щих траекторий изменения процес­ сов, т. е. собственно прогноз.

Результаты прогнозирования

наиболее часто представляют:

в той же размерности, что и

диагностируемые параметры, т. е. целью

прогнозирования является вычисление контролируемого параметра в буду­ щем. Это так называемое аналитическое прогнозирование;

в виде определения вероятности выхода (невыхода) характеристик диаг­ ностируемого параметра за границы допуска во временной интервал. Эта

группа

методов называется

вероятностным прогнозированием.

А н

а л и т и ч е с к о е п р о г н о

з и р о в а н и е реализуется следующим образом:

параметр, характеризующий техническое состояние РЭУ, меняется во вре­ мени, причем это изменение является монотонной функцией Us (/) (рис. 11 7).

Значения параметра U (/)

известны на

временном интервале Т,. В резуль­

тате прогноза по известным значениям

U (tx)...U (tn) необходимо найти зна­

чения U (//! + ,)...U (tn + m)

и определить временной интервал

работоспо­

собного состояния изделия в будущем

Гпр. Решение этой задачи

может ба­

зироваться на одном из методов численного анализа: функцию U (/) заменяют функцией А (/) таким образом, что на интервале Тх выполняются условия-

U U i ) = A ( t l );

 

 

 

U ( h ) = A

(/,);

 

 

 

 

 

 

Т2 -

U (tп—\ — А (/ц—i) ,

 

 

 

 

а на интервале

Гпр:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U (tn) - А (/п) < е 0;

 

 

 

 

 

 

 

U (^n+i)

А (/д+i) <^8^;

 

 

 

 

 

 

 

U V n+m) А (tn+m) <lem,

 

 

 

 

где

U (//,+,)...(У (/n+m) — неизвестные значения

функции;

— на­

перед заданные

положительные числа;

А (/) — алгебраический многочлен.

Методы численного анализа, такие,

как аппарат рядов и приближенных

функций, лежат в основе аналитического прогнозирования.

проме­

Интерполирование — нахождение значений функции

U (/) для

жуточных значений

аргумента /f <

/ <

/<+1, где i = 0,

п.

При этом опери­

руют функцией

А (/), которая называется интерполирующей

и отыскивается

в виде

алгебраического многочлена.

 

 

 

 

 

 

Экстраполир1вание заключается в определении значений функции U (/)

в области Т 2

7 1Р, т. е. вне области

известных значений

аргумента. При

этом многочлен

A <t) степени л, удовлетворяющий условию

A (tt)

U (/*),

должен

удовлетворять и неравенству

 

 

 

 

 

1^ Un+j )~A (tn+j) I < e j .

Экстраполяционный многочлен может быть получен путем преобразова­ ния интерполяционного многочлена.

Но между этими многочленами имеются существенные различия, кото­ рые необходимо отчетливо представлять. Для интерполяционного многочле­ на справедливо, что чем больше степень полинома р, тем более точно воспро­ изводится функция U (t) с помощью функции А (/). Для экстраполяции, цель

которой прогнозирование деградационных процессов, желательно,

чтобы

р < л, так как в противном случае составляющие полинома /'*, Л1-1

в об­

ласти Т2 дадут слишком большое приращение А (/). Следовательно, характер изменения деградационных процессов может быть описан полиномом с малы­ ми степенями. Специфичность и многообразие деградационных процессов тре­ буют также использования в качестве экстраполяционных выражений поли­ номов различных степеней в сочетании с адаптационными коэффициентами.

Общий

вид экстраполирующего

многочлена Лпр (/) для этого случая

 

 

и

 

•'1пр (/)

У, Ohffc ( 0 .

 

 

*=-- 1

где uh

/ \ U (/f)| — неизвестные коэффициенты; (f/, (/) — функция прос­

тейшего вида от текущего значения аргумента /, например, ф0 (/) - 1;

(/)

<• Ч1 U)

/2--.<Рц (')

Р

 

Коэффициенты в выражении для /4пр (/) определяются из условия

п

^ [ ( / (ti) — A (//)]*-*■ min.

Интерполяционные полиномы после их модификации могут использо­ ваться в качестве экстраполяционных полиномов. При прогнозировании ис­ пользуются:

полином Лагранжа

 

 

А ( / ) = V

LiU(ti).

 

 

 

 

 

 

I = 1

 

 

 

где

Li — коэффициенты

Лагранжа,

значения

которых

табулированы1;

формула Ньютона

 

 

 

 

 

 

 

A ( t ) = U (tn) + MJn-1

+ & U n-2

 

 

 

где

Nh — табулированные

коэффициенты Ньютона1;

i\k Un-h

ко­

нечные разности k-ro порядка;

 

 

 

 

 

ряд

Тейлора

 

 

 

 

 

 

A ( t ) = U ( t n) +U' и „ )в 1-Г и-' ( М В 2+

(d«U U)/dt")Qh ,

 

где 0/, — mk/K\ — коэффициенты Тейлора1.

 

использовании

В е р

о я т н о с т н ы е м е т о д ы

п р

о г н о з и р о в

а н и я базируются на

математического аппарата теории случайных функций. Основной результат вероятностного прогноза — это определение вероятности сохранения работо­ способного состояния или наступления неработоспособного состояния — отказа.

Поскольку условия жизни РЭО, определяющие деградационные процес­ сы в нем, многофакторные, то изменение параметров подчиняется случайным закономерностям и их совокупность представляет собой совокупность слу­

чайных величин.

 

величины U:

Функция распределения случайной

 

Ft (U) = Р \U (t) < U].

‘ Б л и н о в

Н .Г ., Г а с к а р о в

Д. В.,

М о з г а л е в с к и й А. В.

Автоматический

контроль систем управления.

— Л.: Энергия, 1968.

Рис. 11.8. Изменение параметра при вероятностном прогнозировании

Если для контролируемого параметра U (/) функция Ft (U) известна, го можно определить вероятность попадания значений функции в любой за­ данный интервал оси U (рис. 11.8). Прогнозируя изменение значений Ft (U), можно определить вероятность выхода параметра за допустимый предел 0 гр.

Плотность распределения вероятностей значений функции U (/):

аз/ (U) ^ F[ (U) .

Искомая вероятность выхода U (/) ниже предела Urp определяется вы­ ражением

° гр

P l U ( t ) < U rp] | (О, (U) dU.

оо

Если плотность распределения вероятностей o>t (t) подчиняется нормаль­ ному закону, то

»>/ (U) - — — ^---------

е х р { - [{ /(< ) - 1 / (/)]г/2а? (U)\.

Статистические характеристики распределения: U (/) — математическое ожидание, а( (U) — ее среднеквадратическое отклонение определяют коли­ чественные значения процесса прогнозирования и вычисляются по следую­ щим формулам:

( / ( / ) = 2 UtPi;

i = 1

1/2

°i («/)= ( 2

)2 Pt]

U= 1

 

Таким образом, в определенном классе задач прогнозирование плотности распределения вероятностей (dt (U) сводится к прогнозированию изменения

величин U (/) и ot (U). Путь решения задачи усложняется, но принципиально не изменяется, если вместо одномерной плотности распределения вероятностей рассматривается многомерная плотность.

Глава 12

ВЫБОР И РАСЧЕТ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ИПОКАЗАТЕЛЕЙ

12.1.СОВОКУПНОСТЬ ДП И АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Выбор совокупности ДП и алгоритма диагностирования (АД) определя­ ется такими факторами, как целевая функция объекта, стратегия ТО, набор средств технического диагностирования, время и стоимость диагностирования и т. д.

Совокупность ДП зависит от тех режимов диагностирования, в которых последнее производится. Поэтому следует говорить о совокупностях ДП для определения состояний: функционирования, работоспособности, поиска де­ фекта (повреждения), локализации места отказа при замене, поиска места отказа при ремонте, контроля работоспособности (исправности) после прове­ дения всех восстановительных и монтажных работ.

Главный фактор при выборе совокупности ДП — информативность — полнота проверок, характеризуемая соответствующим коэффициентом kn.n.

Стоимость СТД также является важным фактором и включает стоимость диагностирования и средств диагностирования.

Результат диагностирования РЭУ может фиксировать его неработо­ способность, а может и не фиксировать (если не прекратилось функционирова­ ние), следовательно, больше внимания при формировании совокупности ДП следует уделять выбору номинальных значений и назначения допусков. Если в качестве ДП выбираются ПФИ, то допуски назначаются из тактических со­ ображений. Если же схема РЭУ такова, что требуется в качестве ДП исполь­ зовать технические параметры, в этом случае необходимо установление взаи­ мосвязей между ПФИ и ТП, и назначение допусков на ТП производится в зависимости от тактических допусков на ПФИ с учетом взаимовлияния.

Проверка функционирования РЭО предшествует проведению контроля работоспособности.

Совокупность ДП для определения функционирования выбирается для РЭС, управление которыми осуществляет оператор или информация от кото­ рых используется непосредственно человеком. Основу этой совокупности со­ ставляют ПФИ непосредственно оконечных устройств. К числу таких пара­ метров относятся: параметры воспроизведения звука в радиоприемнике; буквопечатание (на телеграфном аппарате); шумовой подсвет развертки индика­ тора РЛ.

Органолептический метод проверки изделий РЭО на функционирование отнюдь не лишен возможностей выявления повреждений в РЭУ, даже в слу­ чае формально работоспособного изделия (не говоря уже о функционирую­ щем). Опытный инженер всегда отметит, например, факт перегрева отдель­ ных точек монтажа в РЭУ с мощными выходными каскадами в случае возник­ новения такового.

Руководство по ТЭ изделий РЭО содержит таблицы с перечнем парамет­ ров, позволяющих выявить основные (возможные) признаки, которые харак­

теризуют функционирование или прекращение такового путем визуальных наблюдений.

Часть параметров РЭУ и С, которая не может быть проконтролирована визуально, контролируется с помощью специальных упрощенных встроен­ ных средств диагностики и контроля, работающих в режиме «годен — не го­ ден».

12.2. ВЫБОР МИНИМАЛЬНОЙ И ДОСТАТОЧНОЙ СОВОКУПНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОГО СОСТОЯНИЯ

Определение работоспособного состояния является одной из наиболее важных задач диагностирования и представляет собой ту операцию ТО, после которой следует разветвление алгоритма. Если изделие РЭО работоспособно, ТО фактически прекращается, если оно находится в неработоспособном со­ стоянии, то начинается следующий этап диагностирования — поиск места отказа, связанный с привлечением дополнительных сил и средств, временных затрат и с выводом изделия РЭО из режима функционального использования.

Работоспособное состояние — строго регламентируемое понятие, которое определяется государственными стандартами и закрепляется техническими условиями на конкретный тип радиоэлектронного оборудования.

Отказ РЭО во время своего функционального применения и затраты, связанные с этим отказом, могут во много раз превзойти затраты на диагнос­ тирование изделия в работоспособном состоянии.

Диагностирование сложных РЭС сопряжено с значительными материаль­ ными и временными затратами, простоями дорогостоящего оборудования, которые желательно минимизировать с целью повышения качества и эффек­ тивности диагностирования, но не в ущерб достоверности и полноте диагнос­ тирования.

Перечисленные факторы делают задачу выбора ДП для контроля рабо­ тоспособности сложной, многоплановой и ответственной.

Совокупность ДП для контроля работоспособности обычно включает ПФИ и ряд технических параметров. На совокупность параметров, опреде­ ляющих работоспособное состояние, задаются нормы, которые называются нормами технических параметров (НТП).

Часть ДП поддается прямым электрическим измерениям. Эти параметры образуют множество прямых параметров А п Лп (ап1, a„2...anV), измерение

которых должно давать однозначный ответ, работоспособна или нет диагнос­

тируемая система.

На практике множество Л^-, i

1, JV заменяется подмно­

жеством Л“,., I

I, /V, где п < N в силу того, что не все параметры подда­

ются прямым измерениям. В этом случае для получения более полной инфор­

мации о работоспособном состоянии множество А ^

дополняется подмножест­

вом косвенных параметров Л£\ задача которого

компенсировать образовав­

шуюся разность N — я, обусловленную трудностями прямых измерений.

В качестве критерия эффективности введения косвенных параметров может быть использована норма вектора чувствительности:

у (akj) H I v (akj)[Ht

в которой

или

Выбор минимальной и достаточной совокупности ДП для определения работоспособного состояния сложной многопараметрической системы может быть реализован с помощью метода ориентированных графов или информа­ ционного метода.

Функциональная схема изделия РЭО должна быть положена в основу модел и.

Ориентированный граф строится на основе функциональной схемы или на основе ФДМ. Функциональная схема тракта синхронизации и формирова­ ния развертки РЛС (рис. 12.1) и ее ФДМ (рис. 12.2) позволяют построить ориентированный граф (рис. 12.3, а). Каждая вершина графа по своему физи­ ческому смыслу соответствует выходу блока, т. е. ДП, а совокупность вер­ шин составляет совокупность ДП.

Рис. 12.1. Структурная схема передающего и индикаторного трактов РЛ

Рис. 12.2. Функциональная диагностическая модель

Рис. 12.3. Ориентированный и простой граф структурной схемы

Минимизация этой совокупности 2 Ui осуществляется путем преобразо­ вания графа. Для каждого множества вершин U существует так называемое наименьшее внешнее устойчивое множество, в которое заходят все дуги из остальных вершин, т. е. внешнее устойчивое множество вершин и есть та ми­ нимальная и достаточная совокупность ДП, которая полностью характеризу­ ет состояние системы.

Внешнее устойчивое множество находится по определенным правилам. Ориентированный граф выходов преобразуется в так называемый простой граф (рис. 12.3, б), у которого каждая вершина 7/,* отображается в вершину

Uit а для каждой дуги (UiUj) образуется дуга (UjUi). Затем простой граф еще раз упрощается: из него удаляются вершины (ТУ/Т/Д, имеющие висячие дуги (принадлежат к внешнему устойчивому множеству), а также те вершины Uf, которые полностью заменяются вершинами Uj (Д(/г*CZ Д(/у). Операции повторяются до тех пор, пока простой граф оказывается не подлежащим даль­ нейшему упрощению, т. е. становится неприводимым. Вершины неприводимого графа также принадлежат к устойчивому множеству. Отметим, что если граф является относительно простым (10...20 вершин), то в приведенных преоб­ разованиях нет необходимости. В конфигурации графа нужно просто найти все те вершины, в которые дуги только втекают.

После минимизации совокупности ДП следует задача ранжировки пара­ метров с точки зрения оптимизации алгоритма контроля. Рекомендуется следующий путь ее решения. Пусть РЭО характеризуется совокупностью т взаимосвязанных параметров (Jit где I < i ^ т . Обозначим вероятность то­ го, что все параметры РЭО в допуске Р ((//), стоимость контроля всех пара­

метров совокупности

С (6//),

стоимость потерь от неполноты контроля РЭС

g( Ui ), среднее время

диагностирования i-го параметра тд ((/,•).

Оптимизация алгоритма

выбора совокупности ДП с одновременной мини­

мизацией средних затрат и среднего времени диагностирования может быть получена на основе информационной модели.

Проверка U

 

Состояние

 

отказов

в

блоках РЭУ

 

 

на Выходе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

блока ь

S,

S2

S3

Sif

5

S6

S

7

SB

Ss

5

 

 

 

 

 

S

 

 

10

и,

0

1

/

1

/

7

1

1

7

i

иг

0

0

0

1

7

7

1

 

1

7

1

и3

7

7

0

7

7

7

7

 

1

7

1

иц

0

1

1

0

0

7

7

 

7

0

/

и5

0

1

1

i

0

7

1

7

0

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ие

0

1

/

7

0

0

0

7

0

7

и7

0

7

/

7

0

0

0

7

0

7

Ув

0

1

/

7

0

0

0

0

0

0

и3

0

1

7

7

0

/

1

1

0

 

U:o

0

1

1

7

0

0

0

0

0

0

Рис. 12.4. Матрица состояний:

3|

. 5,о — состоянии отказа блоков 1. . .10

Соседние файлы в папке книги