Файл: Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 196
Скачиваний: 0
368
го параметра во времени описывается полиномом второй или треть ей степени (в общем случае может быть использован и полином п -й степени).
Пусть изменения параметра во времени описываются полиномом
второй степени, который имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
П Ш = а + b t+ ctz , |
|
|
(Г7.7) |
|||||
где а ,Ь ,с - неизвестные |
нам коэффициенты. |
|
|
|
||||
Имея результаты измерений прогнозируемого параметра в мо |
||||||||
менты времени tf , t z и t^, отстоящие друг |
от друга naât |
(ри с.17.3), |
||||||
можно определить коэффициенты полинома, |
а |
следовательно,и функ |
||||||
цию, описывающую изменения прогнозируемого параметра fl(t) |
во |
|||||||
времени. Зная уровень отказа Ппти |
, |
можно определить, будет |
||||||
|
ошн |
|
h t |
Сна интервале t - t ^ . |
||||
ли отказ на интервале прогнозирования |
||||||||
При прогнозировании |
отказа на интервале' ts ~ t |
, |
также |
рав |
||||
ном или примерно равном |
A t , дня |
аппроксимации применяется по |
||||||
|
|
|
лином третьей степени или, |
|||||
|
|
|
как и в первом случае»вто |
|||||
|
|
|
рой степени, при этом ис |
|||||
|
|
|
пользуются результаты из |
|||||
|
|
|
мерений в моменты време |
|||||
|
|
|
ни t, , t, |
a t , |
. . |
Из |
||
|
|
|
р и с .17.3 видно, |
что |
на |
|||
|
|
|
интервале ts - |
значение |
||||
|
|
|
прогнозируемого парамет |
|||||
|
|
|
ра |
становится равным уров |
||||
|
|
|
ню отказа П0 |
. В |
этом |
|||
Рис.17.3. Примерная зависимость |
|
случае необходимо профи |
||||||
|
лактическое |
воздействие. |
||||||
изменения прогнозируемого пара |
|
|
|
|
|
|
|
метра во времени |
Уровень отказа, необходи |
|
мый для прогнозирования, |
||
|
может быть определен либо из тактико-технических данных аппара туры при прогнозировании отказов ее выходных параметров, либо из технических характеристик элементов при прогнозировании от казов элементов. Заметим, что в первом и втором случае опреде ление истинного значения уровня отказа затруднено. Более точно уровень отказа может быть определен из рабочих областей выход ных и внутренних параметров, которые учитывают функциональные связи между выходными параметрами и параметрами элементов ап паратуры. Рабочие области получают экспериментально, что обу-
369
словлено отсутствием аналитических зависимостей, описывающих
работу |
электронных схем [4 9 ]. |
|
|
|
|
|
Н а л и ч и е |
у с т р о й с т в |
р е г у л и р о в а |
||||
н и я |
п а р а м е т р о в |
э л е м е н т о в |
и п е р е |
|||
к л ю ч е н и я |
р е з е р в а . |
Преимущества применения САК |
могут проявиться в полной мере, если наряду с автоматическим контролем параметров техники осуществляется и автоматическое регулирование параметров ее элементов и включение резерва. Это особенно существенно при использовании САК для контроля исцравности работающей техники и при прогнозировании ее отказов.
§ 17.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
При классификации САК используются следующие признаки:
-степень автоматизации;
-универсальность;
-характер преобразования контролируемых параметров;
-способ оценки результатов контроля;
-степень конструктивной связи с проверяемым объектом;
-степень подвижности.
Классификация САК приведена в табл .17 .I . Рассмотрим эти признаки несколько подробнее.
С т е п е н ь а в т о м а т и з а ц и и . По этому при знаку САК делятся на автоматические и полуавтоматические. Ко личественным критерием, позволяющим отнести САК к автоматиче ской или полуавтоматической системе, является относительное ко личество операций, выполняемых вручную. Если количество этих операций менее или равно 2%, то САК считается автоматической, в противном случае - полуавтоматической или неавтоматической.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 17 .1 |
|
Степень |
Универ |
Характер |
Способ |
Степень |
Степень |
автома |
саль |
преобра |
оценки |
конструк |
подвиж |
тизации |
ность |
зования |
резуль |
тивной |
ности |
|
|
парамет |
татов |
связи |
|
|
|
ров |
контроля |
|
|
Полуав |
Универ |
Аналоговые |
Допусковыв |
Автономные |
Подвижные |
томати |
сальные |
Дискретные |
|
|
|
ческие |
|
|
|
|
|
Автома |
Специа |
Аналого- |
С количе |
Встроенные |
Стацио |
тические лизиро дискрет |
ственной |
Комбиниро |
нарные |
||
|
ванные |
ные |
оценкой |
ванные |
|
У н и в е р с а л ь н о с т ь . Различают два типа САК: универсальные и специализированные. Универсальными САК счита ются такие, которые после несущественных изменений могут быть применены для различных образцов техники. Для таких САК обыч но достаточно заменить некоторые блоки (генераторы стимулирую щих сигналов и датчики-преобразователи). Специализированными САК считаются такие, которые предназначены только для одного или нескольких образцов техники, а также и такие, которые пред назначены либо для измерения вполне определенных параметров эле ментов аппаратуры, либо выходных параметров этой аппаратуры,ли бо параметров каналов связи и передачи данных.
Наиболее перспективными являются универсальные САК,так как в конечном счете их стоимость оказывается гораздо ниже стоимо сти специализированных САК [2 0 ].
Часто специализированные САК являются встроенными, если объект контроля стационарный; если же объект контроля подвиг жен, то, как правило, САК выполняются автономными или комби нированными. Наиболее рациональны универсальные САК. Необхо димо также отметить, что применение встроенных САК при сравни тельно высокой надежности проверяемых средств связи и управле ния вряд ли оправдано, если к этим средствам не предъявляются
весьма высокие требования к боеготовности. |
|
|
|
Х а р а к т е р |
п р е о б р а з о в а н и я |
к о н |
|
т р о л и р у е м ы х |
п а р а м е т р о в . |
По характеру пре |
|
образования различают следующие виды САК: |
|
|
|
- аналоговые; в |
таких САК получение информации о состоянии |
контролируемого параметра, ее передача и обработка осуществля ются в непрерывной, т .е . аналоговой, форме (токи, напряжения
идр»);
-дискретные; в этом олучае информация о состоянии каждого параметра преобразуется в дискретную форму, в которой и осущест
вляются все необходимые операции; - аналого-дискретные; в этом случае ряд операций осущест
вляется в аналоговой форме (преобразование и передача парамет ров), а ряд - в дискретной (сравнение с заданными величинами и отображение результатов).
При использовании дискретных методов для обработки информа ции о состоянии контролируемого параметра обычно используются специализированные ЭВЫ, что и определяет главным образом невы сокую надежность САК, построенных по этому принципу, В системах
371
аналогового типа устройство обработки информации о состоянии контролируемых параметров может быть выполнено существенно бо лее простым, а следовательно, и более надежным. Заметим, что принцип, положенный в основу устройства обработки информации САК, и определяет в конечном счете сложность САК в целом. Если в САК цри обработке информации о состоянии каждого из контро лируемых параметров выполняется значительное количество раз личных логических операций, то дискретные САК по сравнению с другими имеют большее быстродействие и большую точность. При незначительном количестве таких операций дискретные и аналого
вые САК имеют примерно одинаковую точность. |
|
|||
|
С т е п е н ь |
к о н с т р у к т и в н о й |
с в я з и |
|
с |
п р о в е р я е м ы м |
о б ъ е к т о м . Часто специали |
зированные САК, предназначенные для измерения параметров ап паратуры, являются встроенными. Однако следует отметить, что при сравнительно высокой надежности контролируемой аппарату ры применение встроенных САК вряд ли оправдано, если к этой аппаратуре не предъявляются весьма высокие требования к бое готовности. При этом необходимы резервная аппаратура и уст ройства для ее включения. По-видимому, наиболее оптимальными для средств связи и управления являются комбинированные САК, в которых датчики основных параметров и коммутационные элемен ты встроены в контролируемую аппаратуру, а все остальные эле менты САК являются автономными.
Способ оценки результатов контроля рассмотрен в предыдущем параграфе (см. пункт "Четкость индикации").
Признаки классификации по степени подвижности не требуют особых пояснений.
§ 17.4. ОБОБЩЕННАЯ БЛОК-СХЕМА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Обобщенная блок-схема САК изображена на рис.17.4. САК,имею щая указанные на рисунке элементы, позволяет решать все задачи, перечисленные в § 17 .I , а именно: контроль состояния парамет ров РЭА, прогнозирование отказов, управление параметрами ре гулирующих элементов, включение резерва и поиск отказавшего элемента.
В САК входят следующие основные элементы: программное уст ройство, коммутаторы, измерительное устройство, эталонное уст ройство, индикатор, регистратор .устройство запоминания,генераторы
373
стимулирующих сигналов, переходные устройства, датчики, преоб
разователи (нормализаторы), экстраполятор. |
|
|
П р о г р а м м н о е |
у с т р о й с т в о |
(ПУ) служит |
для формирования управляющих сигналов (команд), |
определяющих |
|
последовательность и режим работы как всей САК в целом, так и |
||
основных ее элементов. |
|
|
К о м м у т а т о р ы |
обеспечивают подключение контроли |
руемых параметров аппаратуры и ее элементов к соответствующим
измерительным |
устройствам. |
|
|
И з м е р и т е л ь н о е |
у с т р о й с т в о |
(ИУ) ис |
пользуется для сравнения измеряемого параметра с некоторым эта лонным его значением и выработки сигнала, пропорционального ве
личине разности этих |
сигналов. |
|
Э т а л о н н о е |
у с т р о й с т в о |
(ЭУ) служит для |
обеспечения эталонных величин, пропорциональных контроліфуемым параметрам аппаратуры или ее элементов.
И н д и к а т о р служит для качественного или количест венного отображения величин измеряемых параметров и их откло нений от номиналов.
Р е г и с т р а т о р используется для фиксации результа
тов |
измерения. |
|
|
|
У с т р о й с т в о |
з а п о м и н а н и я (ЗУ) |
служит |
для |
запоминания результатов промежуточных измерений с целью их |
||
дальнейшего использования |
в САК. |
|
|
|
Г е н е р а т о р ы |
с т и м у л и р у ю щ и х |
с и г н а |
л о в (ГСС) служат для формирования сигналов, необходимых как для нормального режима работы САК, так и для обеспечения нор мального режима работы САК совместно с проверяемой аппаратурой. П е р е х о д н ы е у с т р о й с т в а обеспечивают
подключение САК к проверяемому объекту.
Д а т ч и к и служат для преобразования измеряемых пара метров, как правило, в электрические величины, необходимые для работы преобразователей (нормализаторов).
П р е о б р а з о в а т е л и (нормализаторы) используют ся для выработки некоторой, как правило, электрической величи ны, пропорциональной величинам сигналов датчиков, которые могут иметь различный электрический характер (ток, напряжение, фаза и т .д .) .
Э к с т р а п о л я т о р служит для определения ожидаемо го значения параметра аппаратуры или ее элемента через некото рый интервал времени (интервал прогнозирования).