Определение контролируемых параметров

Если допустить, что одновременно может отказать только один блок, то число неработоспособных состояний составит S_N = N =9. Отбросив маловероятные отказы (блоки 6, 7, 8, 9), получим, что наиболее вероятное количество неработо­способных состояний системы S_N равно всего лишь 5. Такими состояниями яв­ляются:

• - отказ блока №1;

• - отказ блока №2;

• - отказ блока №3;

• - отказ блока №4;

• - отказ блока №5.

В качестве признаков перечисленных состояний будем использовать откло­нение от установленной нормы значений тех или иных параметров. В рассматри­ваемом примере такими признаками могут быть: 1 - повышение уровня шума, 2 - повышение давления, 3 - повышение температуры, 4 - величина напряжения, 5 - величина силы тока, 6 - величина сопротивления обмоток, 7 - величина сопро­тивления контакта, 8 - величина сопротивления изоляции.

В общем случае между состояниями Sj и их признаками Xj могут встречать­ся виды взаимосвязи, представленные на рис.12.

- между признаком X и состоянием Si имеется взаимосвязь

(иначе - признак X_i реагирует на состояние S)

- несколько признаков Xj...Х+„ реагируют на одно

состояние S;

один признак X_i реагирует на несколько состояний

( ^S i ..- ^S i + n

Xi si - признак X_i и состояние S_i не связаны друг с другом (иначе -        -------  признак X_i не реагирует на состояние S )

               Минимизация набора контролируемых параметров

• Для определения минимального и достаточного количества признаков вна­чале из всех предварительно отобранных необходимо исключить явно нерацио­нальные (табл. 2) (например, с точки зрения сложности их выявления и контро­ля или которые дублируют другие признаки и т.д.). Затем из оставшихся призна­ков в минимально необходимую и достаточную группу отбирают такие, которые несут максимум информации при каждой очередной проверке. Процесс отбора в минимально необходимую и достаточную группу прекращают, как только ото­бранные признаки в сумме окажутся способными нести информацию обо всех со­стояниях контролируемого объекта. Описанный подход к определению мини­мального количества контролируемых параметров (признаков состояния) нашел наибольшее распространение, именно поэтому ниже он рассматривается деталь­но.

• Таблица 2

• Для наглядности решать задачу определения минимального количества при­знаков будем поэтапно, иллюстрируя практическим примером.

• На первом этапе анализируются данные предварительно составленной таблицы взаимосвязей состояний и признаков (см. табл. 4.1 лекция 5), а также информативности признаков. При этом зачеркиваются строки, соответствующие следующим признакам (см. табл. 2):

•

• признакам, которые не реагируют ни на одно из состояний, (то есть призна­кам, содержащим в строке одни нули). В таблице таких признаков нет;

• признакам, которые реагируют на все состояния, (то есть признакам, содер­жащим в строке одни единицы). В таблице таким признаком является х5 (повышение температуры);

• признакам, которые дублируют другой признак, (то есть имеют одинаковое расположение единиц и нулей). Из двух и более одинаковых по информа­тивности признаков вычеркивают тот (те), которые сложнее контролировать в эксплуатационной практике.

В таблице одинаковыми по информативности являются признаки х₂ и х₃, а также признаки х₆ и Х7. В первой группе более сложно контролируемым является признак х₃, а во второй - признак х₇. Именно эти два признака и должны быть вы­черкнуты.

Вычеркнутые строки (а соответственно - вычеркнутые признаки) из даль­нейшего рассмотрения исключаются. По результатам первого этапа формируется сокращенная таблица (табл. 4.3).

Таблица 4.3

На втором этапе путем последовательного условного разбиения сокращен­ной таблицы (матрицы) на ряд более мелких таблиц (подматриц) выполняется от­бор необходимого и достаточного количества признаков. Речь идет о последова­тельном условном разбиении предыдущей таблицы. При каждом разбиении опре­деляется самый информативный признак, включаемый в искомую группу мини­мально необходимых и достаточных признаков.

Условное разбиение исходной матрицы на подматрицы осуществляется в следующей последовательности:

• В исходной матрице устанавливается и фиксируется наиболее информа­тивный признак (в нашем примере это x ₆ ) (см. таблицу 4.3).

• Рассматривая строку наиболее информативного и зафиксированного при­знака, выявляют состояния, на которые данный признак реагирует (в нашем при­мере это S ₂ , S ₄ и S5), а также на какие не реагирует (в нашем примере это S ₁ и S₃) (см. таблицу 4.3).

• Состояния, на которые наиболее информативный признак реагирует (в нашем примере это S ₂ , S ₄ и S5), образуют столбцы правой подматрицы (табл. 4.4). Строки правой подматрицы образуют те признаки, которые реагируют хотя бы на одно из указанных в столбце состояний (в нашем примере это x ₂ , x ₄ и x₈). Эле­ментами правой подматрицы являются единицы или нули, переписываемые из

исходной матрицы (см. табл. 4.3) и стоящие в ней на пересечении соответствую­щих строк и столбцов.

Таблица 4.4

• Состояния, на которые выделенный ранее параметр не реагирует (в на­шем примере это Si и S3), образуют столбцы левой подматрицы (табл. 4.5). Строки левой подматрицы образуют те параметры, которые реагируют хотя бы на одно из указанных в столбцах состояния (в нашем примере это X ₁ и X ₄ ). Элементами ле­вой подматрицы являются единицы или нули, переписываемые из соответствую­щих мест исходной матрицы (см. табл. 4.3).

• Для каждого параметра в левой и правой подматрицах рассчитываются показатели информативности параметров (отдельно для каждой подматрицы):

где l - количество подматриц, в которые включен рассматриваемый признак x_i; m_i - количество единиц в каждой i-й подматрице по рассматриваемому признаку x_i ; n_i - количество нулей в каждой i-й подматрице по рассматриваемому признаку

Рассчитанные значения Ix_i и Zx_t по каждому признаку вписываются в соот­ветствующие строки и столбцы подматриц, так как это показано в таблицах 4.4 и 4.5.

• Условно считая каждую ранее полученную подматрицу за исходную мат­рицу, повторяются (для каждой подматрицы отдельно) все действия по пунктам 1...5. Итеративное (повторяющееся) дробление на подматрицы повторяется до тех пор, пока реагирование или не реагирование того или иного признака однозначно не укажет на строго определенное состояние контролируемого объекта. Пример такого "ветвящегося" от исходной матрицы процесса дробления представлен на рисунке 14.

• Решение задачи прекращается, как только путем выделения и фиксирова­ния наиболее информативных признаков будут однозначно указаны все состояния контролируемого объекта.

Третий этап является завершающим. На этом этапе анализируются и оформляются результаты выполнения первых двух этапов. Оформление результатов аключается в заполнении итоговой таблицы. Все состояния контролируемого объекта образуют столбцы (в нашем примере это Si , S ₂ , S ₃ , S ₄ , S₅). Все наиболее информативные признаки, выявленные на втором этапе, образуют строки итого­вой таблицы (табл. 4.6) (в нашем примере это х_1г х₂, х₆, х₈). Элементами итоговой таблицы, проставляемыми на пересечении столбцов и строк, являются символы "+" или "-". Эти символы могут быть легко проставлены, если воспользоваться рис.14.

+

S4

S3

Si

+

S2

Примечание: «+» - если при проверке параметра он в норме; «-» - не в норме Рис. Схема выявления состояний

На завершающем этапе оформляют матрицу кодов, которую можно пони­мать и как искомую группу контролируемых параметров и как алгоритм (в мат­ричном виде) поиска места отказа в объекте диагностирования (табл.4.7).

Рассмотренные процедуры формирования достаточного набора контроли­руемых параметров позволяют заключить:

- подход И.М. Синдеева позволяет уменьшить до минимума число контро­лируемых параметров (с 7 до 4);

• достаточное число контролируемых параметров оказалось меньше числа состояний объекта, что возможно благодаря комплексному использованию ре­зультатов замера параметров при диагностировании объекта;

• таблица кодов представляет эффективный алгоритм поиска места отказа в системе. Так, при наличии отказа в системе необходимо замерить четыре пара­метра ( Xj , X ₂ , X ₆ и X₈). Если параметр X _] окажется не в норме, а три другие пара­метра ( X ₂ , X ₆ и X ₈ ) - в норме, то произошло событие S _] (отказ блока №1). Если по­сле замеров четырех параметров параметры X] и X ₈ окажутся в норме, а парамет­ры X ₂ и X ₆ - не в норме, то произошло событие S ₂ - отказ блока №2 и т.д.

Необходимо отметить, что в соответствии с ГОСТ алгоритмы поиска места отказа обычно оформляют в виде графической схемы.

Г - проверяемый параметр «годен» (соответствует требованиям документации); НГ - проверяемый параметр «не годен»; Xj - i-ый проверяемый параметр; Sj - отказ j-ой сборочной единицы (агрегата).

- подход И.М. Синдеева позволяет уменьшить до минимума число контро­лируемых параметров (с 7 до 4);

• достаточное число контролируемых параметров оказалось меньше числа состояний объекта, что возможно благодаря комплексному использованию ре­зультатов замера параметров при диагностировании объекта;

• таблица кодов представляет эффективный алгоритм поиска места отказа в системе. Так, при наличии отказа в системе необходимо замерить четыре пара­метра ( Xj , X ₂ , X ₆ и X₈). Если параметр X _] окажется не в норме, а три другие пара­метра ( X ₂ , X ₆ и X ₈ ) - в норме, то произошло событие S _] (отказ блока №1). Если по­сле замеров четырех параметров параметры X] и X ₈ окажутся в норме, а парамет­ры X ₂ и X ₆ - не в норме, то произошло событие S ₂ - отказ блока №2 и т.д.

Необходимо отметить, что в соответствии с ГОСТ алгоритмы поиска места отказа обычно оформляют в виде графической схемы.

S₃

Отказ системы

НГ S₄

Рис. Схема алгоритма поиска места отказа:

Г - проверяемый параметр «годен» (соответствует требованиям документации); НГ - проверяемый параметр «не годен»; Xj - i-ый проверяемый параметр; Sj - отказ j-ой сборочной единицы (агрегата).

Программы поиска места отказа Если контроль работоспособности объекта дает отрицательный результат, то возникает задача определения места отказа с заданной подробностью (точно­стью) до съемного блока, съемной платы в блоке, отдельного элемента в схеме. Как правило, процесс поиска места отказа имеет большую длительность и трудо­емкость, требует специальных средств диагностирования. Они зависят от того, насколько хорошо построен сам этот процесс, каким выбран алгоритм диагности­рования.

Алгоритмом диагностирования называется совокупность предписаний о порядке проведения диагностирования (ГОСТ 20911-75). Он задает совокупность элементарных проверок, их последовательность, правила их реализации и правила обработки результатов контроля.

Программы поиска места отказа