ризующих его работоспособность. В дискретных устройствах, выпол ненных на двоичных потенциальных элементах, код состояния опре деляется с помощью дешифратора двоичного кода, входы которого подключены к контрольным точкам устройства. Возможны три вида проверки кода состояния:
1)проверка наличия ожидаемого кода состояния в определен ный момент времени;
2)проверка наличия ожидаемого кода состояния в заданном интервале времени;
3) |
проверка |
отсутствия запрещенного |
(недопустимого) состояния |
в заданном интервале времени. |
|
В |
качестве |
примера реализации описанного метода рассмотрим |
схему |
контроля |
кодирующего устройства |
УЗО (рис. 10.2). При вы- |
Рис. 10.2. Схема контроля кодирующего устрой ства УЗО
боре способа контроля учитывался тот факт, что из-за неисправно сти кодирующего устройства могут формироваться ошибочные прогепочные оазпяды, вследствие чего будет формироваться сигнал, пе реводящий УЗО в режим фазирования. По сигналу фазирования бу дет происходить коммутация входа кодирующего устройства и з
первый разряд регистра запишется единица |
(рис. 10.2). Запись про |
изводится цикловым тактом Т1, |
который |
одновременно закрывает |
ключ Кл II и открывает ключ Кл |
I. Следовательно, к моменту за |
писи 1 регистр кодирующего устройства будет очищен. Через опре деленное число тактов, необходимое для проверки исправности всех элементов кодирующего устройства, с помощью дешифратора про веряется состояние всех разрядов регистра. Для проверки ожидае мого состояния инверсный выход дешифратора стробируется цик ловым тактом Г " . В случае неправильного остатка от деления схе ма контроля выдаст сигнал «Ошибка».
При контроле некоторых узлов УЗО применяется также логиче ский метод контроля, который заключается в проверке заданного за кона распределения со времени входящих сигналов контролирующе го узла. Закон распределения сигналов может быть постоянным или зависеть от ряда входных сигналов. Сущность метода поясним на примере контроля счетчика импульсов с двумя дешифраторами. Схе
ма контроля изображена на рис. 10.3, |
где a t |
и аг—сигналы, |
поступа |
ющие с выходов |
дешифраторов, |
а ТИ — последовательность |
такто |
вых импульсов, |
не совпадающих |
по |
времени |
с сигналами |
а, |
и а 2 . |
Рис. 10.3. Схема контроля счетчика импульсов
Схема |
з<онтроля проверяет |
следу |
„Оши&ко" |
ющие |
закономерностл |
появления |
|
силналов ai и а 2 : |
|
|
|
— |
появление хотя |
бы |
одного |
|
сигнала ai между двумя соседни
ми сигналами а 2 |
и наоборот; |
— появление |
хотя бы |
одного |
сигнала |
а2 |
между К тактами копт- |
рольной |
частоты |
Гц; |
|
Схема |
контроля позволяет об |
наружить |
проявление следующих |
неисправностей |
счетчика |
импуль |
сов: |
|
|
|
|
— .исчезновение сигналов с выходов одного или обоих дешиф раторов;
— появление более одного сигнала ia выходе одного из де- шифраторов за цикл работы счетчика.
Коэффицпент деления контрольного счетчика К выбирается, ис-
ходя из |
условий: / О -г— , К 2, где f p |
цикловая |
частота |
счетчи- |
ка, и /„ |
— |
контрольная |
частота. |
|
|
|
Примеры построения других схем аппаратного контроля дис |
кретных |
и |
аналоговых |
устройств можно |
найти в |
(62, 63, |
74]. |
§10.3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ И ПРОВЕРЯЮПГИЕ
ТЕ С Т Ы
Рассмотрим основные виды тестов и некоторые методы их по строения. Обобщенный объект контроля удобно представить в виде
модели, состоящей |
из п функционально связанных блоков, |
каждый |
из которых может |
находиться в одном из двух состояний: |
исправ |
ном пли неисправном. Диагностика такого объекта заключается в
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определении |
одного |
из |
2" |
состояний, |
в |
котором |
находится |
данный |
объект. Для |
простоты |
будем |
считать, |
что |
неисправным |
|
является |
только один из п блоков. Обозначим |
возможные |
(п+\) |
состояний |
модели через |
S=(SiS2 |
|
••• SnSu |
. . . S n + i) . |
|
|
|
|
|
|
Допустим, что для данного объекта контроля существует сово |
купность проверок |
T—(tit2 |
••• U ••• tm), |
исходы |
которых |
образу |
ют |
множество |
Aj |
= (cij\, |
иц, |
... |
ац |
... а,цп+1)), |
/ = 1 , 2, |
|
т. При |
двухальтернативной оценке исхода проверок переменная |
а3-,- явля |
ется |
логической |
функцией |
состояния |
Sj, |
принимающей |
значение 1 |
при положительном исходе проверки t, и значение 0 при отрица
тельном исходе. |
Множество |
проверок |
Тя, |
являющееся |
подмножест |
вом |
множества |
Т или равное ему |
( Т д С Г Г ) , образует |
диагности |
ческий тест, если |
для |
любых |
состояний Sj |
и SK, |
входящих |
в |
S(SJ; |
SKGS), |
найдется такая проверка tit |
входящая |
в Г Д ( Ч ; |
6 |
Т д ) , |
для |
которой ацфа;к. |
Следовательно, диагностический тест дает возмож |
ность |
различить |
все |
(п+\) |
состоянии объекта. |
Проверяющий |
тест |
должен отличать исправное состояние объекта контроля от всех воз
можных |
неисправных |
его |
состояний. |
|
|
|
Диагностический |
тест |
Г д называется элементарным, если |
любой |
тест Т, |
являющийся |
подмножеством |
Ta(TczTn) |
не является |
диагно- |
«стическим. Элементарный |
диагностический |
тест, содержащий |
наи |
меньшее |
число |
проверок, |
называется минимальным. |
Исходные |
дан |
ные для построения |
минимального |
диагностического |
теста задаются |
в виде множества. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим |
множество |
\R всех возможных |
пар состояний |
объ |
екта (Sj, |
S ; t ) e J ? , число |
которых |
равно |
C~+i. |
|
Введем логическую |
переменную |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
li(Sh |
S |
K ) |
I |
1, |
если |
ац Ф |
aiK, |
(10.2) |
|
|
= \ |
' |
если |
" |
= |
аи. |
|
|
v |
л |
' |
1 0 , |
ац |
|
|
Таким образом, набор /,-, £ = 1 , 2, . . . , т, определяет проверки, которые позволяют различить состояние Sj и SK. Все С^_|_, набо ров h образуют булеву матрицу с m столбцами и С2,J_J_i строками.
Задача построения минимального теста формулируется теперь следующим образолк в данной матрице найти мшигмалыное число столбцов, так чтобы каждая из С~_|_[ строк имела в них, по край ней мере, одну единицу. Полученный набор столбцов определит ми нимальный диагностический тест. При такой постановке задачи она решается методами алгебры логики. Из (9.2) следует, что булева
.функция
m |
|
|
|
f = П 2 ' ' ( s ' ' s « ) |
|
( 1 0 3 ) |
будет истинной только тогда, когда |
все возможные |
пары |
состояний |
Sj и SK различны. Для «ахожаения |
минимального |
теста |
образуем |
•функцию |
|
|
|
|
m |
|
|
/= П |
Y t l i t i - |
|
с°-4) |
Каждый сомножитель полученного произведения будет включать в себя проверки, образующие элементарный диагностический тест дан ного объекта. Сомножитель с наименьшим числом слагаемых даст минимальный диагностический тест. Разработан также ряд других
|
|
|
|
|
|
|
|
алгоритмов построения минимальных тестов [10]. |
|
|
|
Покажем нахождение минимального диагностического теста на |
простом |
примере. |
Исходы проверок диагностического |
теста |
T=(ti, |
£2, £з, ti) |
для четырех |
возможных |
состояний контролируемого |
объ |
екта |
представлены |
в табл. ИОЛ. Пользуясь значениями |
S i из |
табл. |
10.1, |
найдем значение |
логической |
переменной /,-, определяемое |
все |
ми |
возможными |
сочетаниями (Sj, |
SK), число которых при т = 4 |
равно 6. |
Функция |
(10.4) в данном |
примере имеет вид |
|
|
/ = (*! + h) (h + h + U) ih + ti) (£2 + £3 + ' 4 ) X
X (h + £2 + £3 + £4) £i = £i£2 + £i£4.
Таким образом, для данного объекта контроля существуют два минимальных диагностических теста: Ti = (tit2) и Tz=(ti, £ 4) .
Все возможные для этого объекта диагностические тесты могут отличаться как по составу входящих в них проверок, так и по пос-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ледователыюсти |
|
их |
|
выполне |
|
|
Т А Б Л И Ц А |
10.1 |
|
ния. |
Если |
порядок |
следования |
|
|
|
|
|
|
проверок |
теста |
|
определяется |
|
|
au |
°2/ |
A 3 ; |
° 4 / |
до начала диагностики и оста |
|
|
ется |
неизменным |
в |
|
процессе |
|
|
|
|
|
|
контроля, |
то |
тест |
|
называется |
|
S i |
1 |
0 |
1 |
1 |
упорядоченным. |
|
В |
более |
общем |
|
случае |
|
порядок |
|
следования |
|
s2 |
0 |
0 |
0 |
1. |
проверок теста меняется в про |
|
s3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
цессе контроля |
в |
зависимости |
|
от результатов |
уже |
проведен |
|
s, |
1 |
1 |
1 |
0 |
ных |
проверок. |
Такой |
тест |
на |
|
|
|
|
|
|
зывается |
условным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
диагностике |
|
состояния |
|
|
Т А Б Л И Ц А |
0.2 |
|
объекта |
не |
всегда |
|
требуется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проводить |
|
'полный |
|
|
диагно |
|
|
/. |
|
|
|
стический |
тест, т. е. |
некоторые |
|
|
I: |
|
l\ |
состояния |
объекта |
можно |
опре |
|
|
|
|
|
|
делить |
по промежуточным |
ре |
S i So |
1 |
0 |
1 |
0 |
зультатам |
части |
|
проверок, |
не |
доводя |
тест |
до конца. |
|
Напри |
S i |
S 3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
мер, |
как |
видно |
из |
табл. |
10.1, |
для |
определения |
|
состояния S-> |
S i |
S4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
достаточно |
получить |
|
отрица |
S2 |
S3 |
0 |
1 |
1 |
1: |
тельный |
|
исход |
только |
|
одной |
проверки |
/з. Способ |
поиска |
не |
s. |
s4 |
1 |
1 |
1 |
I |
исправности, |
при |
котором |
учи |
53 |
S., |
1 |
0 |
0 |
0 |
тываются |
промежуточные |
ре |
зультаты |
проведенных |
прове |
|
|
|
|
|
|
рок, называется |
последователь |
|
|
ным, |
а способ поиска, при |
ко |
|
|
тором |
учитывается |
только |
конечный |
результат |
всех проведенных |
проверок, — комбинационным. |
на рис. 10.2. |
|
Классификация |
тестов приведена |
|
На практике часто требуется найти оптимальный тест. Для ре |
шения |
этой задачи |
необходимо из определенного |
множества тестов. |
ТЕСТЫ
3 |
с |
Ч |
I I |
Проверяющие |
диагностические. |
Упорядоченные Упорядоченные |
Условные |
|
|
1 |
шмдинационныи |
Последовательный |
Рис. 10.4. Классификация тестов, применяемых для контроля аппаратуры
