Системы диагностирования. Алгоритмы диагностирования и методы их построения

Глава 2

СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

2.1. Функциональные схемы систем диагностирования

          При решении какой-либо задачи диагностирования исследуемый объект подвергается некоторым испытаниям. В общем случае процесс диагностирования представляет собой многократную подачу на объект (рис. 1.6) определенных входных воздействий и многократное измерение и анализ ответов (выходных сигналов или реакций) на эти воздействия, которые могут поступать на входы объекта от средств диагностирования СД или являться внешними (рабочими) сигналами, определяемыми алгоритмом функционирования устройства. Измерение и анализ ответов объекта всегда осуществляется средствами диагностирования. Взаимодействующие между собой ОД и СД образуют систему диагностирования [8].

           Различают два вида систем диагностирования (рис. 2.1).

Рис.2.1. Система диагностирования технического состояния:

                а – тестовое диагностирование; б – функциональное

                диагностирование

          Система тестового диагностирования (рис. 2.1, а) предусматривает подачу воздействий на ОД со стороны СД. Других воздействий на ОД не поступает. Поэтому как состав, так и последовательность подачи этих воздействий можно выбирать исходя из условий эффективной организации процесса диагностирования. При этом каждое очередное воздействие можно назначать в зависимости от ответов объекта на предыдущие воздействия. Воздействия в такой системе называют тестовыми.

          В системе функционального диагностирования (рис. 2.1, в) СД не формирует воздействий на ОД. На ОД и СД поступают рабочие воздействия, предусмотренные алгоритмом функционирования объекта. Система диагностирования действует в процессе рабочего функционирования ОД и решает задачи правильности функционирования и поиска неисправностей, нарушающих нормальное функционирование.

          В функциональной схеме системы тестового диагностирования (рис. 2.2, а)

Рис.2.2. Схемы систем тестового (а) и функционального (б)

               диагностирования

блок управления БУ служит для хранения алгоритма диагностирования и управления работой средств диагностирования. Источник воздействий ИВ вырабатывает воздействия  в виде элементарных проверок, входящих в тест, и в соответствии с алгоритмом диагностирования в определенной последовательности подает их через устройство связи УС на объект диагноза ОД, а также на модель объекта диагноза МОД. Блок МОД вырабатывает информацию о возможных технических состояниях ОД в виде возможных результатов  элементарных проверок, входящих в тест. ОД в ответ на воздействие  формирует фактические результаты  элементарных проверок, которые через УС и измерительное устройство ИУ поступают на вход блока расшифровки результатов БРР. В этом блоке сравниваются результаты элементарных проверок, снимаемых с выходов ОД и формируемых МОД. Результат сравнения запоминается в БРР, после чего БУ назначает очередную элементарную проверку, входящую в тест. Если назначение очередной проверки зависит от результата предыдущей, то между блоками БРР и БУ устанавливается прямая связь (показана штриховой линией). После прохождения всего или части теста блок БРР формирует результаты диагностирования.

          В функциональной схеме системы функционального диагностирования (рис. 2.2, б) рабочие воздействия  поступают на основные входы ОД, с которого снимаются сигналы  управления средствами диагностирования и сигналы  ответов ОД на воздействия . Сигналы  управляют блоками БУ и МОД в зависимости от режима работы объекта, при этом на входы МОД поступают воздействия . Между блоками БРР и ОД устанавливается прямая связь, если на систему диагностирования возлагается защита объекта управления от неправильного воздействия со стороны ОД при его повреждениях.

          В конечном итоге процедура диагностирования сводится к сравнению работы идеального устройства (задается моделью ОД) и реального исследуемого устройства. Число неисправностей в реальном устройстве, как правило, велико, поэтому процедура диагностирования сложна и требует большого числа измерительных и вычислительных операций. Для проведения процедуры диагностирования требуется решение следующих основных задач: выбор и построение модели ОД, синтез теста, построение алгоритма диагностирования, синтез и реализация средств диагностирования.

2.2. Функциональное диагностирование

          Представим схему системы функционального диагностирования (рис. 2.2, б) в виде схемы из двух блоков (см. рис. 2.3).

Рис.2.3. Блок-схема функционального диагностирования

 В ней вся дополнительная аппаратура объединена в едином блоке – схеме контроля (СК). Результатом диагностирования является сигнал ошибки, который формируется при возникновении дефекта в ОД, а также, может быть, и в самой СК.