CC BY
35
Крупейников Д.Е.
Саратовский государственный технический университет
СРЕДСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Практика проектирования и производства бортовых систем управления подтверждает, что подтвержденная работоспособность составных функциональных устройств (ФУ) в процессе их автономных испытаний не всегда гарантирует заданную работоспособность систем управления (СУ) . Возможны такие варианты, когда отказы соответствующих ФУ не обнаруживаются в процессе испытания систем управления [1].
Предметная область технического диагностирования отказов ФУ в процессе их испытания в составе СУ включает решение двух проблемных задач: первая задача связна с оцениванием технических характеристик отказов в их поведении; в объеме второй задачи обеспечивается техническое диагностирование отказов ФУ.
В принятой постановке для описания ФУ и систем управления заданных классов принята модель вида логического направленного графа (рисунок 1), имеющая двухуровневую архитектуру, в которой второй, низший уровень представлен моделями информационно и функционально значимых ФУ соответствующей СУ, отражающих структурную организацию модели системы, информационные пути и вход - выходные информационные параметры.
Рисунок 1 Двухуровневая модель вида логического направленного графа описания функциональных устройств
В работе, как вариант, принцип обоснования состава информационно-значимых ФУ системы реализуются эвристическим способом на основе глубокого знания экспертом характерных свойств ФУ.
ФУ в структуре модели системы вступают между собой в различные взаимосвязи, что предопределяет усложнение процесса выявления причинных связей между переменными описания ФУ и отказами в их поведении. Обуславливает также пересечение информационных путей, правда эта ситуация повышает разрешающие возможности диагностирования отказов ФУ по совокупности выходных параметров.
В рассматриваемой постановке механизм диагностирования отказов исходит из предположения, что отказы в ФУ обнаруживаются в результате регистрации показателей нечетких дискретных временных рядов (НДВР) в процессе испытания устройств в составе систем управления, при этом в процессе развития отказов числовые значения показателей временных рядов изменяются от номинальных значений до превышающих допустимые ограничения.
Целесообразность использования интеллектуальных средств в процессах компьютерного решения данной предметной области обусловлено сложностью моделирования процессов диагностики, дефицитом пригодных для практики теоретических положений и программных продуктов, существенной неопределенностью описаний технических состояний ФУ в условиях наличия отказов в их поведении и воздействия последовательности факторов внешней среды [2].
В этой связи перспективным и эффективным подходом к анализу НДВР и к реализации методов обнаружения и диагностирования отказов ФУ является применение интеллектуальных систем и нейронных сетей, позволяющих наиболее полно использовать экспертные знания в процессах синтеза механизмов вывода и правил принятия решений в результате погружения НДВР в многомерное параметрическое пространство, отражающим их структурную организацию, информационные пути и вход - выходные информационные параметры.
Пространственно-временные модели, построенные на основе показателей НДВР заданных видов, отражают в предыстории признаки времени, определяемые: последовательностью управляющих воздействий, подаваемых на входы ФУ и СУ; динамикой реакций ФУ на управляющие воздействия, последовательностью факторов внешней среды и перечнем штатных циклов испытания.
Анализ пространственно-временных моделей в процессе выявления причинно-следственных связей между переменными описания отказов в поведении ФУ и агрегировании информационно-значимых НДВР базируется на способе проецирования многомерного пространства в пространство с ограниченной размерностью с выявлением значимых координат на базовых шкалах пространственно-временного представления.
Метод оценивания степени соответствия технических характеристик ФУ заданным требованиям и обнаружения отказов в их поведении определяются решением задач: построение НДВР характеризующих техническое состояние ФУ; минимизация числа видов и состава НДВР; определение разделительных свойств НДВР применительно к заданному перечню отказов; построение и обучение интеллектуальной системы поддержки данного метода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ушаков В.А., Дрогайцев В.С., Говоренко Г.С., Козлов С.В. Системный подход к ситуационному управлению отказоустойчивостью технических объектов в условиях нештатных ситуаций // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. №3. С. 20-27.
2. Ушаков В. А. Построение информационно-управляющих систем обеспечения технических характеристик сложных динамических объектов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. №4(28). Вып. 1. С. 121-135.
