263

5. Диагностические модели объектов

5.1. Общие сведения о диагностических моделях объектов

Любой объект до проведения диагностирования характеризуется некоторой степенью неопределенности состояния. Цель диагностирования  устранить имеющуюся неопределенность, т.е. выяснить с заданной глубиной и полнотой истинное состояние объекта.

С целью использования математических методов анализа и оптимизации процесса получения информации о состоянии объекта и сокращения затрат на получение этой информации на этапе проектирования строится диагностическая модель объекта.

Диагностическая модель  это формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. Диагностическая модель может быть задана в явном или неявном виде. Явная модель  это совокупность формальных описаний исправного и работоспособного объекта и всех его неисправных и неработоспособных состояний. Неявная модель представляет собой какое-либо одно формальное описание объекта, математические модели его физических неисправностей и правила получения по этим данным всех описаний, характеризующих другие состояния. Например, задается математическая модель исправного объекта, по которой строятся модели неисправных состояний.

По методам представления взаимосвязей между состоянием объекта, его элементами и параметрами диагностические модели подразделяются на непрерывные, дискретные и гибридные.

Непрерывные модели представляют объект и протекающие в нем процессы в непрерывно изменяющемся времени, которое является аргументом определенных функций. Непрерывные диагностические модели  это по большей части алгебраические или дифференциальные линейные и нелинейные уравнения, включая передаточные функции.

Дискретные модели определяют состояние объектов для последовательности дискретных значений времени, как правило, без учета характера протекающих в промежутках процессов; эти модели представляются конечно-разностными уравнениями или конечными автоматами и используются для описания цифровых и импульсных устройств.

Гибридные модели описывают объекты, в состав которых входят как блоки непрерывного действия (аналоговые устройства), так и блоки преобразования дискретной информации (дискретные устройства).

По способам задания диагностические модели подразделяются на следующие группы:

• аналитические, выраженные явной математической зависимостью диагностических параметров от внутренних характеристик и параметров объекта;

• функциональные, представленные графическим или графоаналитическим описанием объекта посредством функционально связанных блоков или типовых элементов;

• логические, описанные логическими выражениями, например, средствами булевой алгебры, поведения и условий функционирования объектов, составленные с учетом входных воздействий и возможных вариантов состояний объекта;

• информационные, в которых состояние или процессы в объекте определяются методами теории информации.

Наибольшее распространение на практике получили аналитические, функциональные и логические модели объектов диагностирования.