ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 53
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
и производится проверка исправности объекта.
В процессе эксплуатации диагностирование ведется непрерывно или перио- дически с целью контроля правильности функционирования или работоспособ- ности объекта. В случае необходимости осуществляются прогнозирование или поиск возникшего дефекта для выполнения профилактических или восстанови- тельных работ. Диагностирование на этом этапе позволяет обоснованно прини- мать решения об использовании объекта в требуемый момент времени.
. Диагностирование на этапах жизни технического объекта
Объект диагноза ОД представляют в виде устройства (рис. 5.6), имеющего входы и доступные для наблюдения выходы.
Процесс диагностирования представля- ет собой последовательность операций, каждая из которых предусматривает пода- чу на входы объекта некоторого воздей- ствия и определения на выходах реакции
на это воздействие. Такую элементарную
операцию называют проверкой (π). В ка-
Рис. 5.6. Объект диагноза
честве выходов наблюдения могут слу- жить основные или рабочие выходы си- стемы, а также и дополнительные (кон- трольные) выходы.
Определение 5.7. Совокупность проверок, позволяющую решать какую-либо из задач диагноза, называют тестом:
T 1; 2 ;...; n.
Под длиной теста L понимают число входящих в него проверок. Классификация тестов приведена на рис. 5.7.
По назначению тесты делят на проверяющие и диагностические.
Определение 5.8. Проверяющий тест (Tп) – это совокупность проверок, поз- воляющая обнаружить в системе любую неисправность из заданного списка (множества).
Рис. 5.7. Классификация тестов
Проверяющий тест решает задачи проверки исправности системы (в этом случае в список неисправностей включают все возможные в системе неисправ- ности) и проверки работоспособности (в список включают только те неисправ- ности, которые приводят к отказу системы).
Определение 5.9. Диагностический тест (Tд) – это совокупность проверок, позволяющая указать место неисправности с точностью до классов эквивалент- ных неисправностей.
Диагностический тест позволяет решать задачу поиска неисправностей. Важной характеристикой процедур диагностирования является полнота об-
наружения неисправностей, задающая долю гарантированно обнаруживаемых неисправностей относительно всех заданных или рассматриваемых неисправ- ностей объекта диагноза. Любая диагностическая процедура (а также и тест ди- агноза) обязательно связывается с определенным, строго фиксированным спис- ком неисправностей, обнаружение которых обеспечивается при ее проведении. Это фактически определяет ограничение, накладываемое на процесс обнаруже- ния неисправностей, и в конечном итоге определяет глубину диагностирования.
По полноте обнаружения неисправностей различают одиночный, кратный иполный тесты.
Одиночный тест обнаруживает в устройстве все одиночные повреждения входящих в него элементов.
Кратный тест обнаруживает все возможные совокупности из k одиночных неисправностей элементов.
Тест кратности k должен фиксировать не только все совокупности из k оди- ночных неисправностей, но и все неисправности меньшей кратности, в том числе
все одиночные неисправности.
Полный тест обнаруживает неисправности любой кратностью. Использование того или иного теста определяется решаемой задачей диагно-
за. Так, при исследовании устройства, в котором неисправность возникла в
процессе функционирования, как правило, используют одиночные тесты, так как вероятность возникновения одновременно нескольких неисправностей не- велика. По сравнению с одиночными полные тесты имеют гораздо большую длину и поэтому требуют для испытания устройства больше времени. Их при- меняют при контроле устройств в процессе изготовления, когда вероятность одновременного существования нескольких повреждений повышается из-за дефектов комплектующих изделий и ошибок в монтаже и настройке.
В зависимости от длины различают тривиальный, минимальный и миними- зированный тесты. Тривиальный тест, содержащий все возможные для данной системы проверки, имеет максимальную длину. Применение тривиального те- ста предусматривает полное моделирование работы устройства. Наименьшее число проверок имеет минимальный тест Tmin. Он обеспечивает решение задан- ной задачи диагноза, и не существует для данного устройства другого теста, который имеет меньшее число проверок.
Построение Tmin требует больших вычислений, поэтому на практике чаще строят минимизированные тесты, имеющие длину, близкую к длине минималь- ных тестов.
С помощью теста строится процедура диагностирования, в основе которой лежит алгоритм диагностирования, представляющий собой последовательность элементарных проверок, составляющих тест, и правила анализа результатов этих проверок. Алгоритм диагностирования реализуется средствами диагно-
стирования.
Построение алгоритмов диагностирования некоторого объекта предполагает наличие определенного формального описания объекта и его поведение в работоспособном и неработоспособном состояниях. Такое описание (в аналитической, векторной, табличной, графической или другой форме) называется математической моделью объекта диагностирования. Математическая модель диагностирования может быть задана в явном и неявном виде.
Явная модель объекта диагностирования представляет собой совокупность формальных описаний исправного объекта и всех (точнее, каждой из рассматриваемых) его неисправных модификаций.
Неявная модель объекта диагностирования содержит какое-либо одно формальное описание объекта, математические модели его физических неисправностей и правила получения по этим данным всех других интересующих нас описаний.
Общие требования к моделям исправного объекта и его неисправных модификаций, а также к моделям неисправностей состоят в том, что они должны с требуемой точностью описывать представляемые ими объекты и их неисправности. В неявных моделях объектов диагностирования модели неисправностей, кроме того, должны удовлетворять требованию удобства их «сопряжения» с имеющимся описанием объекта и тем самым обеспечить достаточно простые правила получения других описаний объекта.
Пусть X– n-мерный вектор входных параметров
, ..., , Z – m-мерный вектор внутренних переменных 
, ..., 
, Y и – k-мерный вектор выходных функций 
,..., 
, характеризующих состояние объекта. Тогда математическую модель объекта в общем виде можно представить выражением
. (10.11)
Обозначим S множество неисправностей объекта. Неисправности разделяются на
одиночные, т.е. которые нельзя представить совокупностью других, более мелких, и кратные, которые представляют собой совокупность одиночных неисправностей. При наличии одиночной неисправности
(
) объект находится в i-ом неисправном состоянии. Тогда модель i-неисправного объекта будет иметь вид
. (10.12)
Совокупность систем (10.11) и (10.12) образует явную модель объекта диагностирования
.
Как было отмечено выше, в явном виде задается только модель исправного объекта, т.е. зависимость (10.11), а поведение объекта в i-неисправных состояниях представляется косвенно через множество S возможных неисправностей. В этом случае неявную модель объекта диагностирования образуют: зависимость (10.11), множество S возможных неисправностей объекта (представленных их математическими моделями) и, способ вычисления зависимостей (10.12) по зависимости (10.11) для любой неисправности
. Такую неявную модель объекта диагностирования обозначим 
.
Если математические модели неисправностей известны для всех
, то можно получить все зависимости (10.12) и тем самым от неявной, перейти к явной математической модели объекта. Если же математические модели некоторых или даже всех неисправностей из множества S неизвестны, то зависимости (10.12) могут быть получены в результате физического эксперимента непосредственно над объектом диагностирования (или его физической модели) при наличии в нем соответствующих неисправностей.
Введем понятие элементарной проверки объекта диагностирования.
Элементарная проверка объекта – это отдельный этап диагностирования
В процессе эксплуатации диагностирование ведется непрерывно или перио- дически с целью контроля правильности функционирования или работоспособ- ности объекта. В случае необходимости осуществляются прогнозирование или поиск возникшего дефекта для выполнения профилактических или восстанови- тельных работ. Диагностирование на этом этапе позволяет обоснованно прини- мать решения об использовании объекта в требуемый момент времени.
. Диагностирование на этапах жизни технического объекта
-
Тестирование и виды тестов
Объект диагноза ОД представляют в виде устройства (рис. 5.6), имеющего входы и доступные для наблюдения выходы.
Процесс диагностирования представля- ет собой последовательность операций, каждая из которых предусматривает пода- чу на входы объекта некоторого воздей- ствия и определения на выходах реакции на это воздействие. Такую элементарнуюоперацию называют проверкой (π). В ка-
Рис. 5.6. Объект диагноза
честве выходов наблюдения могут слу- жить основные или рабочие выходы си- стемы, а также и дополнительные (кон- трольные) выходы.
Определение 5.7. Совокупность проверок, позволяющую решать какую-либо из задач диагноза, называют тестом:
T 1; 2 ;...; n.
Под длиной теста L понимают число входящих в него проверок. Классификация тестов приведена на рис. 5.7.
По назначению тесты делят на проверяющие и диагностические.
Определение 5.8. Проверяющий тест (Tп) – это совокупность проверок, поз- воляющая обнаружить в системе любую неисправность из заданного списка (множества).
Рис. 5.7. Классификация тестов
Проверяющий тест решает задачи проверки исправности системы (в этом случае в список неисправностей включают все возможные в системе неисправ- ности) и проверки работоспособности (в список включают только те неисправ- ности, которые приводят к отказу системы).
Определение 5.9. Диагностический тест (Tд) – это совокупность проверок, позволяющая указать место неисправности с точностью до классов эквивалент- ных неисправностей.
Диагностический тест позволяет решать задачу поиска неисправностей. Важной характеристикой процедур диагностирования является полнота об-
наружения неисправностей, задающая долю гарантированно обнаруживаемых неисправностей относительно всех заданных или рассматриваемых неисправ- ностей объекта диагноза. Любая диагностическая процедура (а также и тест ди- агноза) обязательно связывается с определенным, строго фиксированным спис- ком неисправностей, обнаружение которых обеспечивается при ее проведении. Это фактически определяет ограничение, накладываемое на процесс обнаруже- ния неисправностей, и в конечном итоге определяет глубину диагностирования.По полноте обнаружения неисправностей различают одиночный, кратный иполный тесты.
Одиночный тест обнаруживает в устройстве все одиночные повреждения входящих в него элементов.
Кратный тест обнаруживает все возможные совокупности из k одиночных неисправностей элементов.
Тест кратности k должен фиксировать не только все совокупности из k оди- ночных неисправностей, но и все неисправности меньшей кратности, в том числе
все одиночные неисправности.
Полный тест обнаруживает неисправности любой кратностью. Использование того или иного теста определяется решаемой задачей диагно-
за. Так, при исследовании устройства, в котором неисправность возникла в
процессе функционирования, как правило, используют одиночные тесты, так как вероятность возникновения одновременно нескольких неисправностей не- велика. По сравнению с одиночными полные тесты имеют гораздо большую длину и поэтому требуют для испытания устройства больше времени. Их при- меняют при контроле устройств в процессе изготовления, когда вероятность одновременного существования нескольких повреждений повышается из-за дефектов комплектующих изделий и ошибок в монтаже и настройке.В зависимости от длины различают тривиальный, минимальный и миними- зированный тесты. Тривиальный тест, содержащий все возможные для данной системы проверки, имеет максимальную длину. Применение тривиального те- ста предусматривает полное моделирование работы устройства. Наименьшее число проверок имеет минимальный тест Tmin. Он обеспечивает решение задан- ной задачи диагноза, и не существует для данного устройства другого теста, который имеет меньшее число проверок.
Построение Tmin требует больших вычислений, поэтому на практике чаще строят минимизированные тесты, имеющие длину, близкую к длине минималь- ных тестов.
С помощью теста строится процедура диагностирования, в основе которой лежит алгоритм диагностирования, представляющий собой последовательность элементарных проверок, составляющих тест, и правила анализа результатов этих проверок. Алгоритм диагностирования реализуется средствами диагно-
стирования.
-
Математические модели объектов диагностирования
Построение алгоритмов диагностирования некоторого объекта предполагает наличие определенного формального описания объекта и его поведение в работоспособном и неработоспособном состояниях. Такое описание (в аналитической, векторной, табличной, графической или другой форме) называется математической моделью объекта диагностирования. Математическая модель диагностирования может быть задана в явном и неявном виде.
Явная модель объекта диагностирования представляет собой совокупность формальных описаний исправного объекта и всех (точнее, каждой из рассматриваемых) его неисправных модификаций.
Неявная модель объекта диагностирования содержит какое-либо одно формальное описание объекта, математические модели его физических неисправностей и правила получения по этим данным всех других интересующих нас описаний.
Общие требования к моделям исправного объекта и его неисправных модификаций, а также к моделям неисправностей состоят в том, что они должны с требуемой точностью описывать представляемые ими объекты и их неисправности. В неявных моделях объектов диагностирования модели неисправностей, кроме того, должны удовлетворять требованию удобства их «сопряжения» с имеющимся описанием объекта и тем самым обеспечить достаточно простые правила получения других описаний объекта.
Пусть X– n-мерный вектор входных параметров
, ..., , Z – m-мерный вектор внутренних переменных , ..., , Y и – k-мерный вектор выходных функций ,..., , характеризующих состояние объекта. Тогда математическую модель объекта в общем виде можно представить выражением . (10.11)Обозначим S множество неисправностей объекта. Неисправности разделяются на
одиночные, т.е. которые нельзя представить совокупностью других, более мелких, и кратные, которые представляют собой совокупность одиночных неисправностей. При наличии одиночной неисправности
( ) объект находится в i-ом неисправном состоянии. Тогда модель i-неисправного объекта будет иметь вид . (10.12)Совокупность систем (10.11) и (10.12) образует явную модель объекта диагностирования
.Как было отмечено выше, в явном виде задается только модель исправного объекта, т.е. зависимость (10.11), а поведение объекта в i-неисправных состояниях представляется косвенно через множество S возможных неисправностей. В этом случае неявную модель объекта диагностирования образуют: зависимость (10.11), множество S возможных неисправностей объекта (представленных их математическими моделями) и, способ вычисления зависимостей (10.12) по зависимости (10.11) для любой неисправности
. Такую неявную модель объекта диагностирования обозначим .Если математические модели неисправностей известны для всех
, то можно получить все зависимости (10.12) и тем самым от неявной, перейти к явной математической модели объекта. Если же математические модели некоторых или даже всех неисправностей из множества S неизвестны, то зависимости (10.12) могут быть получены в результате физического эксперимента непосредственно над объектом диагностирования (или его физической модели) при наличии в нем соответствующих неисправностей.Введем понятие элементарной проверки объекта диагностирования.
Элементарная проверка объекта – это отдельный этап диагностирования