Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь (стр. 3 )

Различают два вида систем диагноза:

1.Системы тестового диагноза. В них тестовые воздействия ТВ на ОД поступают только от СД. Данные системы позволяют выбирать состав и последовательность тестовых воздействий исходя из условий эффективной организации процесса диагностирования, в частности в зависимости от ответов объекта на предыдущие воздействия.

2. Системы функционального диагноза не формируют воздействий на ОД. На ОД и СД поступают только рабочие воздействия РВ, предусмотренные рабочим алгоритмом функционирования объекта. Система диагноза работает в процессе рабочего функционирования ОД и решает задачи проверки правильности функционирования и поиска неисправностей.

В конечном итоге процедура диагноза сводится к сравнению работы идеального устройства (задается моделью ОД) и реального исследуемого устройства.

Таким образом, для проведения процедуры диагноза требуется решать следующие основные задачи:

1.  выбор и построение модели ОД;

2.  синтез теста;

3.  построение алгоритма диагноза;

4.  синтез и реализация средств диагноза.

2. Модели объекта диагноза

Для построения тестов и алгоритмов диагноза необходимо иметь формальное описание объекта и его поведения в исправном и неисправном состояниях – математическую модель диагноза.

Различают модели с явным и неявным описанием неисправностей.

Явная модель объекта диагноза состоит из описаний его исправной и всех неисправных модификаций.

Неявная модель объекта диагноза содержит описание исправного объекта, математические модели его физических неисправностей и правила получения по ним всех неисправных модификаций объекта.

Таблица функций неисправностей (ТФН) является универсальной математической моделью объекта диагноза (пригодна для описания объектов любой природы, как аналоговых, так и дискретных) и принадлежит к классу явных моделей.

Составление таблицы ТФН.

В строках таблицы указывают все возможные проверки , которые могут быть использованы в процедуре диагностирования. Графы таблицы соответствуют исправному и всем возможным неисправным состояниям: . Каждое неисправное состояние соответствует одной неисправности (одиночной или кратной) из заданного класса неисправностей, относительно которого строится тест. На пересечении -ой графы и -ой строки проставляется результат -ой проверки для системы, находящейся в -м состоянии.

Проверка	Результат проверки для системы, находящейся в состоянии

Правила заполнения ТФН.

Если значение проверки в объекте с -й неисправностью совпадает с её значением в исправном объекте, то в таблице записывается , в противном случае записывается . Графа заполняется единицами. Две графы, заполненные одинаково, соответствуют эквивалентным неисправностям, поэтому они объединяются. Если во всех элементах графы проставлены единицы, то она соответствует неисправности, которая не может быть обнаружена принятым способом диагностирования.

Таблица содержит всю необходимую информацию для получения тестов, которые находят с помощью специальной математической обработки таблицы. Например, часто на основе ТФН составляют таблицу покрытий, на основе которой получают логические выражения для проверяющих тестов.

Недостатки ТФН: большие размеры

Достоинства ТФН: наглядна, удобна для анализа любого устройства.

3. Синтез логической модели тестирования

Логическая модель может быть построена для непрерывного объекта диагноза если он:

1.  может быть разделен на несколько связанных между собой функциональных элементов;

2.  каждый функциональный элемент имеет два состояния – работоспособное и отказ. (этим фактически непрерывный сигнал элемента приводится к дискретному «в допуске – вне допуска», «в норме – не в норме»).

Процесс построения логической модели состоит из следующих этапов:

1.  в системе выделяют отдельные функциональные элементы, входы и выходы которых доступны для измерения (построенная в последующем процедура диагноза позволит обнаруживать неисправность с точностью до выделенных функциональных элементов);

2.  для каждого элемента указывают диапазоны допустимых входных и выходных воздействий.

3.  составляют функциональную схему, содержащую выделенные элементы и связи между ними.

4.  выявляют возможные состояния системы.

5.  составляют ТФН.

При работе с логической моделью подразумевается, что на входы объекта подается единственное входное воздействие, содержащее допустимые значения параметров.

Тогда возможные элементарные проверки отличаются только наборами контрольных точек. В этом случае задача построения алгоритма диагноза сводится к выбору совокупности контрольных точек, достаточной для решения определенной задачи диагноза.

Пример получения ТФН:

Пусть функциональная схема объекта диагноза содержит семь элементов Э1-Э7, имеет четыре внешних входных воздействия и формирует три реакции .

Если входное воздействие и выходная реакция -го элемента являются допустимыми, то (следует из требований к логической модели, сформулированных выше), в противном случае .

Система, содержащая элементов, имеет состояний: одно исправное и неисправных. Число проверок для нее также составляет . Каждая проверка имеет исходов, где – число контролируемых элементов.

Примечание: Следует отметить, что на практике большая часть проверок не может быть осуществлена, в связи с недоступностью отдельных входов и выходов реального устройства, тем более одновременного.

Для примера ограничимся одиночными неисправностями и будем считать, что все входы доступны для измерения, тогда система из 7 элементов может иметь 8 состояний. Элементарная проверка - это контроль реакции на выходе -го элемента.

Проанализируем схему:

– При исправной системе все сигналы имеют допустимые значения (заполняем графу )

– При отказе Э1 , все элементы подключенные хотя бы одним входом к неисправному элементу могут иметь недопустимые сигналы: Э3, Э4, Э5Б, Э6, Э7 (заполняем графу ).

– При отказе Э2 недопустимые сигналы появятся также на Э5;

– При отказе Э3 недопустимые сигналы появятся также на Э5, Э6, Э7;

– При отказе Э4 недопустимые сигналы появятся также на Э3, Э4, Э5Б, Э6, Э7 (за счет действия обратной связи) и т. д.

ТФН имеет вид:

Проверка	Результат проверки системы
	1	0	1	1	0	1	1	1
	1	1	0	1	1	1	1	1
	1	0	1	0	0	1	1	1
	1	0	1	1	0	1	1	1
	1	0	0	0	0	0	0	1
	1	0	1	0	0	1	0	1
	1	0	1	0	0	1	1	0

Далее, ТФН обрабатывается по методикам, рассмотренным ранее.