CC BY
7
2. Regenbogen L. K. Nonlinearity Model with Variable Knee Sharpness // IEEE Trans. Aerospace Electronic Systems. -1980. - Vol. AES-16, No. 5. - Pp. 410-414.
3. Cann A. J. Nonlinearity model with variable knee sharpness // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. - 1980. -Vol. AES-16, No. 11. - Pp. 874-877.
4. Loyka S. L. On the Use of Cann's Model for Nonlinear Behavioral-Level Simulation // IEEE Trans. on Vehicular Technology. - 2000. - Vol. 49, No. 5, September. -Pp. 1982-1985.
5. Бобков A. M, Яковлев H. H. Аппроксимация характеристик нелинейного безынерционного элемента // Радиотехника. - 1986. - № 5. - C. 25-26.
6. Гулин С. П. Анализ спектра отклика нелинейности, представленной аналитической трансцендентной функцией, на многочастотное воздействие большой нормы // Радюелектрошка. ¡нформатика. Управлшня. -2004. - № 1. - C. 21-28.
7. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1978. - 832 с.: ил.
8. Градштейн И. С., Рыжик И. M. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. - М.: Наука, 1971. - 1108 с.
9. Сачков В. H. Комбинаторные методы дискретной математики. - М.: Наука, 1977. - 320 с.
10. Эндрюс Г. Теория разбиений. Перевод с англ. - М.: Наука, 1982. - 256 с.
11. Богданович Б. M., Черкас Л. A., Задедюрин Е. В., Вуву-никян Ю. M. Методы нелинейных функционалов в теории электрической связи. - М: Радио и связь, 1990. -280 с.
12. Герасименко В. Ф., Гулин С. П. Алгоритм определения компонент нелинейных токов в программе анализа цепей класса Вольтерра-Винера // Машинное моделирование электрических и электронных цепей. - Киев: Наук. Думка, 1981. - C. 35-43.
13. Гулин С. П. Определение параметров адаптивной модели нелинейных компонентов, представленной аналитической трансцендентной функцией, на основе экспериментальных характеристик // Радюелектрошка. ¡нформатика. Управлшня. - 2005. - № 2. - C. 25-32.
Надшшла 18.04.05 Шсля доробки 28.10.05
Отримано умови застосування адаптивноi модел1 динам1чного насичення (МДН), що забезпечують мож-лив1сть достов1рного моделювання усталеного в1дклику нелтшного безтерцшного пристрою на багаточастотний вплив, норма якого змтюеться в широкому динам1чному д1апазот.
The conditions of its applicability the adapted of the model of dynamic saturation (MDS), providing an opportunity reliability of modelling of the steadystate response of the nonlinear unless memory device at multifrequency influence which norm changes in a wide dynamic range are received.
УДК 621.396.6.004
М. М. Касьян, К. М. Касьян, В. ¡. Глушко, В. Ф. Ошщенко
1НФ0РМАЦ1ЙНА ТЕХН0Л0Г1Я Д1АГН0СТУВАННЯ АНАЛОГОВИХ ПРИСТР01В ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛ1В
Пропонуеться тформацшна технологля д1агностуван-ня аналогових пристроiв перетворення сигнал1в, яка при-значена для отримання б1льш високих показнитв ефек-тивност1 вироб1в шляхом проведення д1агностовного контролю ix стану, виявлення й усунення потенцшно не-надшних елемент1в на стадИ виробництва та експлуатацп. Для ii реал1зацп розроблено метод забезпечення д1агностованост1, математичну модель та методику дi-агностування параметрiв електрорадiоелементiв на ета-пах виробництва та експлуатацп.
Надшшсть будь-якого техшчного пристрою, у тому числ1 й радюелектронного, визначаеться яюстю його розробки, забезпечуеться в процеи виготовлення й тд-тримуеться в перюд експлуатацп. Неможлив1сть ство-рення абсолютно надшних вироб1в робить актуальним дослщження, розробку й застосування принцитв, спо-соб1в, метод1в i засоб1в, що тдвищують надшшсть шляхом вчасного виявлення й усунення вщмов апара-тури. До основних способiв попередження вщмов ра-дюелектронних засобiв (РЕЗ) вщносять ефективний контроль i дiагностування ¿¿хнього техшчного стану. Вчасне виявлення й усунення дефекпв тдвищуе iмо-вiрнiсть безв^мовно! роботи, а також зменшуе ви-
© Касьян М. М., Касьян К. М., Глушко В. I., Онщенко В. Ф., 2005
трати на експлуатащю контрольованих об'екив. Час, що витрачаеться на дiагностику пристрою можна значно скоротити автоматизащею дiагностування й ви-користанням рацюнальних процедур дiагностики. 1с-нують рiзноманiтнi варiанти «стратеги» пошуку дефек-ив як для автоматизовано!, так i неавтоматизовано! дiагностики.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ1
Вщмови, яю виникають у схемi за рахунок сильних змш значень параметрiв, легше виявити, бо вони приз-водять до значних змш вщгуку схеми. В той же час дрейф параметрiв елеменпв, який викликаеться, на-приклад, у процеи експлуатацГ! старiнням i впливом температури призводить до малих варiацiй вiдгуку пристрою при пов^ьному погiршеннi властивостей. Крiм того, не завжди вихщ параметра елемента схеми за межi поля допускiв призводить до неприпустимого вщхилення контрольовано'! вихщно! характеристики, оскiльки вiдхилення може бути компенсоване проти-лежним вiдхиленням працездатних елеменив цього
28
ISSN 1607-3274 «Радюелектронжа. 1нформатика. Управл1ння» № 2, 2005
пристрою. Однак, при цьому можуть змшитися в г1р-ший б1к електричний та температурний режими роботи електрорадюелемент1в (ЕРЕ), що через певний 1нтер-вал часу призведе до ще бшьшо! змши параметров 1, як наслщок, до дефекту. Так1 в1дхилення параметров ЕРЕ пристро'1'в перетворення сигналов (ППС) будемо нази-вати прихованими дефектами, 1 вони, як правило, по-требують розробки спещальних методов д1агностуван-ня, тому що традицшними методами не виявляються. Також у процесс виробництва та експлуатацЦ ППС ви-никае потреба не т1льки оперативно реагувати на в1д-мови пристрою, але й проводити мониторинг стану параметров та режимов роботи елемент1в 1 анал1зувати тен-денцЦ в 1х робот1. Це дозволить не т1льки передбачати в1дмови, але й видавати рекомендацЦ щодо 1'х поперед-ження шляхом оценки наближення контрольованих параметров елемент1в до експлуатацшних допусков, як1 зм1нюються в залежност1 в1д часу експлуатацЦ, збе-р1гання, впливу температури 1 шших факторов.
Ц1 задача ефективно можуть бути виршеш за умови забезпечення д1агностованост1 ППС на етап1 проекту-вання шляхом автоматизованого визначення електрич-них параметр1в 1 режим1в роботи ЕРЕ схеми на основ1 стимульованих сигнал1в 1 експериментально отриманих вих1дних характеристик 1з застосуванням ЕОМ. Тому, задача розробки математичних, програмних 1 методо-лопчних засоб1в забезпечення д1агностованост1 анало-гових ППС на етап1 проектування для наступного д1аг-ностування 'х як на етап1 виробництва, так 1 на етап1 експлуатацЦ, з метою тдвищення над1йност1 та якост1, е актуальною.
МЕТОДИ ВИР1ШЕННЯ ТА РЕЗУЛЬТАТЕ
ППС являють собою складш нелшшш пристро' що характеризуються великим розкидом пост1йних часу й змушеним перюдичним режимом роботи. Д1юч1 зовшш-н1 чинники, як1 зм1нюються в широкому д1апазон1, ма-ють комплексний характер. При цьому розроблений пристр1й повинен мати високу надшшсть. Одним 1з за-соб1в п1двищення над1йност1 е розробка методов прог-нозування в1дмов РЕЗ 1 д1агностування до р1вня елек-трорад1оелемента як на етап1 виробництва, так 1 на ета-т експлуатацЦ.
Досл1дження типових процес1в схемотехн1чного про-ектування РЕЗ показуе, що сучасна методика проекту-вання ППС не забезпечуе 1'х д1агностовашсть, усклад-нюючи виявлення несправностей у процес1 виробниц-тва й експлуатацЦ. Вчасно невиявлеш дефекти на нас-тупних етапах можуть викликати появу вторинних, ще бшьш «дорогих» дефектов. «Дорогими» е також прихо-ван1 дефекти, як1 звичайно виявляються або на пер1-одичних 1спитах в1д1брано! партп вироб1в, або лише при експлуатацЦ.
Методи виявлення несправностей, як1 засноваш на процедурах моделювання п1сля переварки схеми, да-ють б1льш точн1 результати. Найб1льш 1мов1рн1 оценки надшноси 1 якост1 РЕЗ можна отримати в нишшнш час 1м1тац1йним моделюванням з використанням 1ден-тиф1кац1йного п1дходу. Але при використанн1 модел1 квадратичного програмування такий метод вимагае большого обсягу оперативних обчислень. Однак, у зв'язку з швидким розвитком обчислювально! техники, цей не-дол1к стае не настшьки 1стотним.
Досл1дження математичного забезпечення сучасних САПР РЕЗ 1 систем д1агностування показало, що воно включае методи розв'язання систем штегро-диферен-ц1йних р1внянь 1з зм1нним кроком 1 порядком, методи розв'язання систем нелшшних р1внянь, методи розв'язання систем лшшних алгебра1'чних р1внянь, що вра-ховують розр1джуван1сть математично'' модели схеми. Анализ 1снуючих програмних пакетов схемотехшчного моделювання показав, що вони дозволяють розрахо-вувати широкий клас електричних схем у статичному режим1, частотн1й 1 часов1й областях, розраховувати функц1' чутливост1 вих1дних характеристик до зм1ни внутршшх параметров схеми, а деяк1 з них, наприк-лад, Design ЬаЬ [1], проводити й оптимизацию вих1д-них характеристик.
Досл1дження й анализ 1снуючих автоматизованих систем д1агностування РЕЗ показав, що в них здеб1льше акцент робиться на вим1ри. Зв1дси велика складность вим1рювальних приладив 1 контактних пристрой, великий перел1к характеристик, що вим1рюються, значна к1льк1сть вим1р1в. Недол1ком таких систем також е не-можлив1сть д1агностування поступових в1дмов через ор1ентац1ю лише на контроль працездатност1 приладив 1 спрямування на виявлення дефект1в в основному у вигляд1 обрив1в та коротких замикань.
На в1дм1ну в1д цифрово' апаратури, для аналогових ППС в1дсутн1 сучасн1 методи й засоби забезпечення д1агностованост1, придатн1 для прямого й ефективного використання на стадЦ проектування, разом з широко впровадженими САПР, та самого д1агностування ППС на стадиях виробництва 1 експлуатацЦ, з урахуванням впливу зовшшшх чинник1в.
Тому розроблено метод забезпечення д1агностовано-ст1 на етат проектування ППС, який дозволяе здш-снювати анализ 1х вих1дних характеристик з наступним визначенням техн1чного стану до р1вня комплектую-чого елементу як на стад1' виробництва, так 1 на стад1' експлуатацЦ ППС. Блок-схема автоматизованого про-ектування ППС приведена на рисунку 1.
На етат проектування виршуеться задача забезпе-чення д1агностованост1 ППС. За розробленими прин-циповою електричною схемою та конструкщею (блок 1) розраховуються вих1дш характеристики (блок 2) з метою вибору ефективних стимульованих сигнал1в 1 ви-х1дних характеристик, як1 достатн1 для однозначного
Рисунок 1 - Блок-схема автоматизованого проектування ППС гз забезпеченням сНагностованостг
визначення вс1х параметров елемент1в, що д1агносту-ються (блок 3).
При д1агностуванн1 пристрой перетворення сигналов на етап1 виробництва (блок 5) 1 етап1 експлуатацЦ (блок 9) за допомогою контрольно-вим1рювально1 апа-ратури задаються стимульован1 сигнали й вим1рюються вих1дн1 характеристики (блок 7). Граничн1 допустим! значення параметр1в елемент1в на етап1 виробництва визначаються через ном1нальн1 значення параметр1в елемент1в 1 технолог1чн1 допуски. Граничн1 значення параметр1в елемент1в на етап1 експлуатац1' залежать в1д температури елемент1в 1 часу експлуатац1' 1 розра-ховуються через в1дбракувальн1 допуски (блок 10). П1с-ля цього результати вим1р1в разом з граничними до-пустимими значеннями параметр1в елемент1в вводяться до ЕОМ 1, за закладеною програмою, визначаються д1йсн1 значення параметр1в елемент1в (блок 8).
Отриман1 д1йсн1 значення параметр1в елемент1в по-р1внюються з допустимими (блок 11), як1 були визна-чен1 на основ1 технолог1чних допуск1в на етап1 вироб-ництва або на основ1 в1дбракувальних допуск1в на ета-п1 експлуатацЦ з урахуванням необх1дно1 точност1, 1 ви-
даеться р1шення про наявн1сть або в1дсутн1сть дефекту (блок 12).
Якщо дефект е (блок 6), то видаеться 1нформац1я про те, параметр якого елемента вийшов за допуск та рекомендац1я про його зам1ну або регулювання. Якщо вс1 елементи пристрою перетворення сигнал1в не мають дефект1в 1 знаходяться в допустимих межах, то його техн1чний стан визначаеться як справний (блок 13).
При розробц1 алгоритму анал1зу вих1дних характеристик ППС на основ1 його схеми, вир1шен1 питання вибору методу формування анал1тично' модел1 й базису незалежних зм1нних, а також вибору ефективних чисельних метод1в вир1шення системи математичних сп1вв1дношень, як1 описують анал1тичну модель з урахуванням и особливостей. Для розрахунку функц1й параметрично' чутливост1 вих1дних характеристик ППС до зм1ни параметр1в елемент1в використаний метод спряжено'' модел1, який мае м1н1мальну трудо-м1стк1сть.
Забезпечення д1агностованост1 е проектною задачею, яка вир1шуеться, починаючи з перших стад1й схемотехн1чного проектування. В протилежному випад-ку знижуеться ефективн1сть д1агностування й зб1ль-
30
1607-3274 «Радюелектронжа. 1нформатика. Управлшня» № 2, 2005
шуються витрати, пов'язан! з можливими доробками схеми та конструкц!!.
Д!агностован!сть ППС забезпечуеться в тому випад-ку, коли за його характеристиками, що зн!маються з зовн!шн!х вивод!в або доступних вузл!в схеми, однозначно визначаються значення вс!х параметр!в еле-мент!в схеми, що д!агностуються. Як м!ра д!агностова-ност! схеми до р!вня параметр!в окремого ЕРЕ на етап! проектування використовуеться ранг тестово! матриц!, складено'1' з функц!й чутливост! вих!дних характеристик (для часово! або частотно! областей) до зм!ни па-раметр!в елемент!в
М N у.. у.. Т
а(ч,у) = I ^[уАу"]-[уАу"] ,
1 = 1 г = 1
де УА? 11 - складова вектора град!ента функц!й чутливост! для г-х в!дл!кових значень 1-х вих!дних характеристик Уг1 до зм!ни сукупност1 параметр1в ч; А(ч, У) -тестова матриця.
Для спрощення розрахунку рангу тестово! матрищ вона приводиться до д1агонального вигляду з одинич-ними д1агональними елементами. При цьому застосо-вуеться метод виключення Гаусса. Для д1агностова-ност1 схеми ранг тестово! матриц! повинен бути не мен-ше к1лькост1 параметр1в, що д1агностуються.
Розроблений алгоритм дозволяе оц1нити виб!р ефек-тивних стимульованих сигнал1в 1 вих1дних характеристик для забезпечення д1агностованост1 схеми ППС.
Розрахунок параметр1в елемент1в схеми зд1йснюе-ться м1шм1защею функц1! середньоквадратично! по-милки, визначено! через в1дносн1 вих1дн1 характеристики
М N
я ч) = I I
1 = 1 г = 1
■ У- (ч Ъ2
1 /грозр' / /
у
12БНм
(Ч).
(1)
де У1грозр(ч) - розрахункове значення 1-! вих1дно! характеристики У в г-й точц1, що залежить в1д вектора параметр1в елемент1в схеми ч! Уцвим(ч) - вим1ряне значення 1-! вих1дно! характеристики У в г-й точц1.
Вим1рювальн1 прилади мають р1зну похибку вим1ру [2] в залежност1 в1д виду, форми та 1нтервалу величин, що вим1рюються, д1апазону частот 1 т. 1. Тому, для тдвищення точност1 розрахунку параметр1в еле-мент1в схеми, введен! вагов! коеф!ц!енти важливост! складових функц1! середньоквадратично! помилки (1), що визначаються за формулою
1 - у--
'/гвим
V ■■ =
}г М N
I I (1 Y1гБим) 1 = 1 г = 1
де У,^™ - в!дносна похибка вим!ру 1-! характеристики в г-й точц!.
3 урахуванням цього функц!я середньоквадратично! помилки мае наступний вигляд
М N
Я( ч) = I I
1 = 1 г = 1
У- (ч) -12
;грозрV' - - 1 1- У1гвим(ч) -
(2)
М!н!мальне значення функц!! середньоквадратично! помилки, яке визначае точн!сть !дентиф!кац!! пара-метр!в елемент!в схеми з урахуванням похибки вим!р!в вих!дних характеристик, визначаеться формулою
М N
г У
А/п(ч) = I I ,_У (ч)
1 = 1 г = 1 ^ /гTБим^v /
1гр озр
(ч)
+ 2 - 2-
У1г У
• У]'г Х
]грозр
(ч)
У
1гТвим
(ч
де Уцт{ч) - значення 1-! вих!дно! характеристики У в г-й точц! при точних вим!рах.
Для однозначного в!дображення !нформативно! вих!дно! характеристики к!льк!сть в!дл!к!в на н!й не-обх!дно брати в!дпов!дно до теореми в!дл!к!в (Котельн!кова), причому необов'язково, щоб в!дстань м!ж в!дл!ковими значеннями була однаковою. На !нтервалах, де значення вих!дно! характеристики зм!нюються б!льш швидко, в!дстань м!ж в!дл!ками доц!льно зменшити, бо ц! !нтервали мають б!льшу граничну частоту спектру. Важливо, щоб загальне число в!дл!к!в N= 2БшТ +1 задовольняло теорем! Котельшкова.
В основ! подальшого досл!дження д!агностично! мо-дел! ППС для виявлення дефект!в лежить передбачен-ня про опукл!сть функц!оналу (2) в околу деяко! су-купност! параметр!в ч• Це передбачення обгрунтовано т!ею обставиною, що цей функц!онал е композиц!ею опуклих функц!й. Для таких функц!й найкращими по швидкост! зб!жност! й ст!йкост! е град!ентн! методи другого порядку, наприклад, Ньютона-Рафсона. Од-нак цей метод вимагае обчислення матриц! Гессе других часткових пох!дних, що з обчислювально! точки зору проблематично як при забезпеченн! д!агностова-ност! ППС на етапах проектування, так ! при оперативному д!агностуванн! на стад!ях виробництва, ! тим б!льше на стад!! експлуатац!! ППС. У зв'язку з цим найб!льш доц!льно використовувати метод Дав!дона-Флетчера-Пауелла, який не вимагае на кожному кроц! обчислення зворотного гесс!ану G~í(чi), тому що на-прямок пошуку на кроц! г е напрямком - Нгд(чг), де Нг - позитивно визначена симетрична матриця, яка об-новляеться на кожному кроц!. В к!нц! к!нц!в матриця Н стае р!вною зворотному гесс!ану. Цей метод викори-стовуе як !де! методу Ньютона-Рафсона, так ! власти-в!сть сполучених град!ент!в, ! при застосуванн! для м!-
х
PAДIOEЛEKTPOHIKA TA TEЛEKOMУHIKAЦIÏ
нiмiзaцiï oпyклиx, квaдpaтичниx функц1й l змiнниx i cxoдитьcя нe 61льш н1ж зa n iтepaцiй. Iдeнтифiкaцiя пapaмeтpiв eлeмeнтiв ППC здiйcнюeтьcя мiнiмiзaцieю фyнкцioнaлy (2) мeтoдoм Дaвiдoнa-Флeтчepa-Пayeллa.
Якщo нa eтaпi зaбeзпeчeння дiaгнocтoвaнocтi ППC нe вдaeтьcя пiдiбpaти виxiднi xapaктepиcтики, як1 б за-бeзпeчили oднoeкcтpeмaльнicть цiльoвoï функци (2) в oó-лacтi вcix мoжливиx знaчeнь пapaмeтpiв q, щo дiaгнoc-тyютьcя, в1д мiнyc нecкiнчeннocтi дo плюc нecкiнчeн-нocтi, тo нa знaчeння пapaмeтpiв q нeoбxiднo наклада-ти oбмeжeння qH0бM i q^óM, як1 oбмeжyють oблacть мoж-ливиx знaчeнь пapaмeтpiв. Пepeтвopeнi вapiйoвaнi па-paмeтpи q' зв'язaнi з вxiдними q тaким чинoм, щo пpи бyдь-якoмy знaчeннi q 'n g [-œ,œ] знaчeння qn нe виxo-дить зa зaдaнi oбмeжeння. Ta^ якщo нa пapaмeтp qn
y oбм oбм
нaклaдeнe oбмeжeння qm < qn < qnн , то qn зaмiнюeть-
qn
o6^ . oбм O6^ . 2, ,,
qnн +(qnв - qm )•sin (qn ).
пapaмeтpiв i peжимiв poбoти, як1 пopiвнюютьcя з дoпyc-тимими.
Пepeд пpoвeдeнням дiaгнocтyвaння m eтaпi eкcплy-aтaцiï ППC нeoбxiднo poзpaxyвaти пoтoчнi eкcплyaтa-ц1йн1 вiдбpaкyвaльнi дoпycки нa пapaмeтpи eлeмeнтiв для визнaчeння тexнiчнoгo cтaнy нa дaний мoмeнт [2]. Якщo пpичини вiдмoв вивчeнi, фyнкцiï poзпoдiлy щшь-rocri ймoвipнocтi poзкидy дocлiджeнi, тexнoлoгiчнi пpo-цecи викoнyютьcя тoчнo й мaтepiaли мaють виcoкy чте-тoтy, то дeгpaдaцiйнi пpoцecи, xoчa i е випaдкoвими, мoжнa ввaжaти близькими дo дeтepмiнoвaниx. Для та-кoгo випадку oтpимaнi фopмyли, щo дoзвoляють poз-paxoвyвaти eкcплyaтaцiйнi вiдбpaкyвaльнi знaчeння пapaмeтpiв y зaлeжнocтi в1д тeмпepaтypи й чacy eroc-плyaтaцiï
qB = m ( q вlдx) + Хв •qвlдx) ;
qH = m ( qвiдx) - Хн •qвlдx),
Цe дoзвoляe пpoвoдити бeзyмoвнy oптимiзaцiю в пpo-cтopi пapaмeтpiв q', нe пopyшyючи oбмeжeнь нa q. Ha-клaдeнi oбмeжeння звичaйнo вpaxoвyють 2-3 тexнoлo-гiчниx дoпycки.
Bpaxoвyючи, щo з мaтeмaтичнoï точки зopy для piз-нoмaнiтниx cxeм ППC дoвecти oднoeкcтpeмaльнicть ce-peдньoквaдpaтичнoï фyнкцiï пoмилки пpoблeмaтичнo, тoмy в дaнoмy випaдкy йдeтьcя пpo пepeвipкy oднoeкc-тpeмaльнocтi фyнкцiï пoмилки в oблacтi, щo дocлiд-жyeтьcя. toóto, якщo, пoчинaючи пpoцec мiнiмiзaцiï 1з piзнoмaнiтниx тoчoк, вдaeтьcя кoжнoгo paзy пoтpaпля-ти дo oднoгo й тоге ж мШмуму cepeдньoквaдpaтичнoï функци пoмилoк, мoжнa ввaжaти, щo вoнa мae oдин м1н1мум в oблacтi, щo дocлiджyeтьcя. Для пepeвipки цьoгo ви пapaмeтpи eлeмeнтiв пpиcтpoю зaдaютьcя нoмiнaльними й poзpaxoвyютьcя вiдпoвiднi ïм нoмi-нaльнi виxiднi xapaктepиcтики. Ц1 виxiднi xapa^rep^-тики пiдcтaвляютьcя дo cepeдньoквaдpaтичнoï фyнкцiï пoмилки (2) як вимipянi, a пoчaткoвi знaчeння пapa-мeтpiв EPE зaдaютьcя вiдxилeними вщ нoмiнaльниx випaдкoвим чинoм. Якщo в peзyльтaтi мiнiмiзaцiï зна-чeння пapaмeтpiв дopiвняють нoмiнaльним, цe oзнaчae, м1н1мум знaйдeний. Для тoгo, шрб м1н1мум був знай-дeний з будь-я^' пoчaткoвoï тoчки нeoбxiднo:
- нaклaдaти oбмeжeння нa мoжливi знaчeння пapa-мeтpiв EPE;
- включaти дo cepeдньoквaдpaтичнoï функци гомил-ки (2) дoдaткoвi тoчки нa виxiдниx xapaктepиcтикax aбo дoдaткoвi виxiднi xapaктepиcтики.
Aлгopитм aвтoмaтизoвaнoгo дiaгнocтyвaння пapaмeт-piв EPE нa eтaпax виpoбництвa й eкcплyaтaцiï ППC, згiднo з яким зa дoпoмoгoю кoнтpoльнo-вимipювaльнoï aпapaтypи нa пpиcтpiй пoдaютьcя cтимyльoвaнi crnm-ли й вимipюютьcя виxiднi xapaктepиcтики, вiдiбpaнi нa eтaпi зaбeзпeчeння дiaгнocтoвaнocтi. Пшля цьoгo зa ви-мipяними xapaктepиcтикaми poзpaxoвyютьcя знaчeння
дe qв, qн - вepxнe i нижне вiдбpaкyвaльнi знaчeння пapaмeтpiв; хв, Хн - вepxнiй i нижн1й кoeфiцieнти пpoпopцiйнocтi для нecимeтpичнoгo зaкoнy poзпoдiлy; m (q^flx) - мaтeмaтичнe oчiкyвaння вiдxилeнoгo фак-тичнoгo знaчeння пapaмeтpa qвlдx, qвlдx) - cyмapнe cepeдньoквaдpaтичнe вiдxилeння пapaмeтpa q^x.
Maтeмaтичнe oчiкyвaння й cyмapнe cepeдньoквaд-paтичнe вiдxилeння пapaмeтpa poзpaxoвyютьcя зa дo-пoмoгoю виpaзiв
m(qвlдx) = qнoм[l + m(a)^ AT + + m^)- tзб + m(ße) • te],
qвiдx) =
/""2 2 = ^/сттexн( qвlдx) + v тамп( qвlдx) + v
22
'"зiлx ) + v e ( qвiдx ),
Дe qH0M - гом^льте значeння пapaмeтpa; AT - piзни-ця м1ж фaктичнoю тeмпepaтypoю eлeмeнтa i нopмaль-нoю тeмпepaтypoю; tзб - чac збepiгaння eлeктpopaдio-eлeмeнтa, te - чac eкcплyaтaцiï eлeктpopaдioeлeмeнтa; m(a), m(ßзб), m(ße), - матeматичнi oчiкyвaння тeмпepa-тypнoгo кoeфiцieнтa a, кoeфiцieнтiв cтаpiння пpи збe-Piгaннi ßзб i eкcплyaтaЦiï ße ; vTexн(qвiдx), сттамп(qвlлx)
стзб(qвlлx) CTe(qвlлx) - cepeдньoквaдpaтичнi вiдxилeння, зyмoвлeнi тexнoлoгieю вигoтoвлeння, впливoм тeмпepa-тypи, чacoм збepiгaння й чacoм eкcплyaтaцiï.
Для peaлiзaцiï мeтoдy poзpoблeнo пpoгpaмний кoм-плeкc aвтoмaтизoвaнoгo пpoeктyвaння ППC з ypaxy-ванням зaбeзпeчeння ïx дiaгнocтoвaнocтi, в ocнoвy ма-тeмaтичнoгo зaбeзпeчeння я^то пoклaдeнi poзpoблeнi мeтoд, мoдeль i aлгopитм пpoeктyвaння.
Poзpoблeнa мeтoдикa дocлiджeння й зaбeзпeчeння дiaгнocтoвaнocтi ППC на eтaпi йoгo пpoeктyвaння дoз-вoляe на paннix cтaдiяx eтaпy пpoeктyвaння вибpaти eфeктивнi cтимyльoвaнi cигнaли й iнфopмaтивнi кoнт-
32
ISSN l607-3274 «Paлloeлeктpoнlкa. Iнфopмaтикa. Упpaвлlння» № 2, 2005
cя на
A. C. Тисличенко, В. Н. Михайлин: ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕДНОХЛОРСЕРЕБРЯНОГО ЭЛЕКТРОДА
рольоват сигнали, достатш для однозначного визна-чення дшсних значень ycix електричних параметр1в ЕРЕ, що дiагноcтyютьcя, перевiрити Mipy дiагноcтова-ноcтi розрахунком рангу тестово! матрищ, врахувати похибку вимipювальниx пpиладiв при ^ентифжаци паpаметpiв cxеми, розрахувати мШмально можливе значення кpитеpiю оптимiзацi!.
Розроблена методика автоматизованого дiагноcтy-вання паpаметpiв ЕРЕ на етапах виробництва й ек^ плуатаци ППС дозволяе шляхом математичного моде-лювання визначити фактичт значення паpаметpiв еле-ментiв i !xнi режими роботи, на оcновi cтимyльованиx cигналiв i вимipяниx вихщних xаpактеpиcтик, якi ви-бpанi на етат забезпечення його дiагноcтованоcтi. Гранично допycтимi значення паpаметpiв елеменив ППС pозpаxовyютьcя на етапi виробництва через техноло-гiчнi допycки й номшальш значення паpаметpiв, на етат екcплyатацi! при розрахунку додатково врахо-вyютьcя умови екcплyатацi!.
Екcпеpиментально пеpевipено пpавильнicть запропо-нованих методу, алгоритму й програмних заcобiв з ощн-кою точноcтi запропоновано! моделi.
ВИСНОВКИ
На оcновi проведеного аналiзy процеав проектуван-ня, виробництва й екcплyатацi! ППС розвинуто шфор-мацiйнy технолопю дiагноcтyвання ППС на етапах виробництва та екcплyатацi!. В рамках запропоновано! технологи розвинуто метод автоматизованого проекту-вання ППС iз забезпеченням !х дiагноcтованоcтi, за^ нований на детальному аналiзi електричних пpоцеciв, що протжають у cxемi з урахуванням !х оcобливоcтей, який оpieнтований на здшстення дiагноcтyвання як на етат виробництва, так i на етат екcплyатацi! ППС за рахунок розробленого математичного й програмного забезпечення. Запропоновано дiагноcтичнy модель
УДК 543.257.2(088.8)
A. C. Тисличенко,
ППС, яка вiдpiзняeтьcя cво!м кладом i cтyпенем ура-хування впливу зовнiшнix чинникiв (чаc i умови екст-луатаци, похибки вимipювальниx пpиладiв). Розробле-но методику до^дження й забезпечення дiагноcтова-ноcтi ППС на етапах проектування, виробництва та екcплyатацi!. Методика вiдpiзняeтьcя вибором стимуль-ованих i контрольованих cигналiв, iнфоpмативниx контрольних точок вимipювань у статичному режиму чаcтотнiй i чатвш облаcтяx.
ПЕРЕЛ1К ПОСИЛАНЬ
1. OrCAD Pspice. User's Guide. - Oregon: Cadence PCB System Division, 2002. - 236 p.
2. Nikolay Kasyan. Method of the automated analysis and supports of the electrical characteristics of devices of functional conversion with a support diagnosing. Proceedings of the Vl-th International Conference CADSM 2001, 12-17 February 2001, Lviv-Slavsko, Ukraine, p. 121-122.
Надшшла 14.03.05 Июля доробки 10.09.05
Предлагается информационая технология диагностирования аналоговых устройств преобразования сигналов, предназначенная для получения более высоких показателей эффективности изделий путем проведения диагностического контроля их состояния, выявления и устранения потенциально ненадежных элементов на этапах производства и эксплуатации. Для ее реализации разработаны метод обеспечения диагностируемости, математическую модель и методику диагностирования параметров электрорадиоэлементов на этапах производства и эксплуатации.
The method of maintenance of diagnosing of analog devices of transformation of the signals, intended for reception of higher parameters of efficiency of products by realization of diagnostic check of their condition, revealing and elimination of potentially unreliable elements at production phases and is offered to operation. The mathematical base of a method provides compactness of program realization at realization of automation of researches with the help of the COMPUTER.
В. H. Михайлин
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕДНОХЛОРСЕРЕБРЯНОГО ЭЛЕКТРОДА
Проведен сравнительный анализ точности и воспроизводимости результатов измерений при использовании хлор-серебряного и разработанного нами меднохлорсеребряного электродов.
© Тиcличенко А. C., Михайлин В. Н., 2005
ВВЕДЕНИЕ
Одними из остовных требований, предъявляемых к ионоcелективным электродам (ИСЭ), являются линейность электродной характеристики в заданном диа-
