Алгоритмы диагностического контроля

 

В целях обеспечения высокой эффективности функционирования сложных систем на этапе эксплуатации предусматривается различные виды контроля. Одним из наиболее важных видов контроля является диагностический контроль, задача которого состоит в поиске дефектов, нарушающих исправность, работоспособность или правильность функционирования.

Основными характеристиками контроля являются:

- полнота контроля, характеризующая вероятность L_n обнаружения имеющегося в системе отказа

L_n= ,

где Q_k – вероятность отказа за время t той части системы, состояние которой может быть определено на основании проверок;

Q – вероятность отказа системы за время t;

– глубина диагностики, характеризующая степень конкретизации места отказа.

 

При рассмотрении вопросов диагностирования обычно полагают, что поток отказов является простейшим и, в частности, обладает свойством ординарности. Таким образом, при локализации места неисправности принимается допущение, что в системе произошёл только один отказ. Ниже рассматривается информационный и время вероятностные алгоритмы диагностирования.

Информационный алгоритмпоиска неисправности базируется на информационной оценке процесса диагностирования. При этом допускается, что:

- на вход каждого элемента можно подать проверочный сигнал;

- реакция элемента проявляется только на выходах объекта контроля;

- состояние элемента оценивается 1, если на его выходе допустимая реакция при подаче всех допустимых входных взаимодействий;

- состояние элемента оценивается 0, если на его выходе недопустимая реакция при подаче на вход допустимых (элемент неисправен), либо недопустимых воздействий;

- все состояния равновероятны.

Состояние объекта контроля, содержащего n элементов, представляется вектором (набором) состояний в каждом из которых полагается неисправным только один элемент. Тогда функциональную модель объекта (рис.3.1) можно представить в виде таблицы – набор возможных неисправных состояний, а строки – проверки суть реакция соответствующего элемента на воздействие, которое формируется в случае нахождения объекта в состоянии S_i .

 

 

Рис.3.1

 

Таким образом, каждый столбец будет содержать совокупность всех проверок при одном состоянии объекта, а каждая строка – результат одной проверки для всей совокупности рассматриваемых состояний объекта. В п.3.2. рассмотрен соответствующий пример.

 

Алгоритм определения последовательности проверок:

1. Построение таблицы состояний.

2. Определение полной энтропии объекта контроля.

3. Определение информативности проверок.

4. Выбор проверки с максимальной информацией.

5. Ранжирование проверок.

6. Оценка информативности проверок с учётом уже проведённых.

7. Выбор очередной проверки с максимальной информацией.

8. Повторение пп. 5,6,7 до тех пор, пока энтропия после очередной проверки не станет равной нулю.

9. Определение последовательности проверок.

 

Таблица 3.1.

	S1(0,1,1,1,1)	S2(1,0,1,1,1)	S3(1,1,0,1,1)	S4(1,1,1,0,1)	S5(1,1,1,1,0)

 

Время вероятностные способы диагностирования используются в том случае, если известны значения интенсивностей отказов элементов и затраты времени на проверку каждого элемента. При этом могут быть предложены следующие принципы построения алгоритмов диагностирования:

а) по величине вероятности отказов элемента q_i;

б) по величине времени t_i, необходимого на проверку элемента i;

в) по величине отношения t_i/q_i.

Очевидно, если элементы имеют различное значение показателя q_i, то в первую очередь проверке при локализации места отказа должен подвергаться элемент с наибольшим значением показателя q (при равных значениях времени, необходимого для осуществления проверки).

В случае, когда q_i= const , в целях сокращения временных затрат на диагностирование проверки следует начинать с элемента, для которого t_i=min t_i .

Если же обе указанные характеристики (q_i и t_i) имеют различные значения для разных элементов, то представляется целесообразным для определения последовательности проверок воспользоваться соотношением t_i/q_i , так как чем больше q и меньше t, тем эффективнее поиск места неисправности. В этом случае первым проверяется элемент, для которого это отношение имеет наименьшее значение.

С учётом изложенного общий алгоритм определения последовательности проверок состоит в ранжировании проверок по убыванию величины q_i или t_i/q_i, либо по возрастанию величины t_i, что , в конечном счёте, и определяет последовательность проверок.

Более подробно алгоритм приведен на примере решения задачи 3.2.2.