Самопошук відмов аск

Одним із напрямів поліпшення характеристик АСК є використання апаратурно-програмної надлишковості для пошуку місць власних відмов.

Враховуючи структуру і особливості АСК як складної інформаційно-вимірювальної системи, розглянемо застосування до неї одного з методів самопошуку, відомого в технічній літературі як “метод перетину сфер впливу” або “метод знаходження точки перетину негативних результатів дії елементів системи”.

Стосовно АСК сутність методу полягає в тому, щоб послідовно формувати надлишкові контури самоконтролю, які перетинаються в пристрої, що перевіряється, запам’ятовувати та аналізувати результати самоконтролю для встановлення факту несправності цього пристрою. Відповідно до програми самоконтролю пристрій, що перевіряється, почергово підключається до інших пристроїв АСК, які на той час виконують функції перевіряльних засобів, хоча технічний стан цих останніх теж невідомий, відомі лише апріорні (тобто переддослідні) ймовірнісні характеристики їх параметрів.

За математичну модель методу візьмемо теорему гіпотез (формулу Байєса), згідно з якою апостеріорна (тобто післядослідна) ймовірність певної гіпотези міняється при отриманні кожного результату експерименту, пов’язаного з цією гіпотезою. Дослідимо, як зміниться ця ймовірність після отримання кількох негативних результатів експерименту.

Нехай працездатний стан j-го пристрою (первинного перетворювача, стимулятора, вторинного перетворювача, стимулюючого або перетворювального каналів і т.д.), який підлягає перевірці, визначається апріорною ймовірністю , а непрацездатний – ймовірністю . Очевидно, що

.

Припустимо також, що є можливість послідовної перевірки j-го пристрою за допомогою низки інших пристроїв АСК з відомими апріорними характеристиками. Негативні результати перевірок , , …, (де – кількість контурів, що перетинаються в j-пристрої) запам’ятовуються і використовуються для визначення стану j-го пристрою. Потрібно знайти значення ймовірності непрацездатного стану j-го пристрою після отримання негативних результатів самоконтролю.

При отриманні першого негативного результату апостеріорна ймовірність непрацездатного стану j-го пристрою у відповідності до теореми Байеса знаходиться за формулою:

, (8.1)

де і - умовні ймовірності отримання негативного результату відповідно при працездатному і непрацездатному станах j-го пристрою, коли той перевіряється в складі першого контуру.

Аналіз виразу (8.1) показує, що у тому разі, коли має місце така нерівність:

, (8.2)

тобто тоді, коли ймовірність отримання негативного результату для працездатного пристрою менша, ніж для непрацездатного, що в більшості випадків так і є.

При отриманні першого і другого негативних результатів самоконтролю апостеріорна ймовірність

, (8.3)

де і – умовні ймовірності отримання результату для відповідних двох станів j-го пристрою, коли він перевіряється у складі другого контуру.

Структура формул (8.1) і (8.3) аналогічна, але у виразі (8.3) замість апріорної ймовірності використана умовна ймовірність , отримана в результаті проведення першого експерименту з негативним результатом. Для обчислення апостеріорної ймовірності, що має місце після проведення третього експерименту, використовується умовна ймовірність , отримана після першого і другого експериментів і т.д. При отриманні негативних результатів самоконтролю апостеріорна ймовірність непрацездатного стану j-го пристрою

, (8.4)

де ,

.

Якщо між членами виразів (8.3), (8.4) зберігаються співвідношення, подібні (8.2), а саме:

, (8.5)

то має місце така нерівність:

. (8.6)

Як видно з нерівності (8.6), імовірність непрацездатного стану j-го пристрою в разі виконання умов (8.2) і (8.5) збільшується з кожним новим негативним результатом самоконтролю, що дозволяє за рахунок формування достатньої кількості контурів самоконтролю, які перетинаються в j-му пристрої, досягти заданої ймовірності розрізнення непрацездатного стану цього пристрою. Якщо обчислене за формулами (8.1), (8.3), (8.4) значення ймовірності виявиться не менше заданого , в програму пошуку місць відмов АСК записують таке розв’язувальне правило:

.

У багатьох випадках через обмежений вибір у складі АСК засобів для перевірки, доводиться формувати контури не для багаторазових перевірок одного й того ж визначального параметра, а для одноразових перевірок визначального та інших допоміжних параметрів того ж пристрою. Наприклад, крім контуру самоконтролю частоти, яка є визначальним параметром стимулюючого каналу, формуються контури самоконтролю фази або амплітуди його сигналу за наявності відповідних перетворювачів у складі АСК.

Cтруктурну схему формування групи із трьох контурів самоконтролю для перевірки стимулюючого каналу, що подає напругу змінного струму, показано на рис. 8.5.

Сигнал стимулятора С1 подається спочатку через комутатор К3, пристрій самоконтролю (ПСК), комутатор К4 на первинний перетворювач ПП1, який перетворює амплітудне значення поданого сигналу в напругу постійного струму. Далі перетворений сигнал через комутатор К1 подається на вхід перетворювача “напруга – код” (ПНК), а з його виходу – на пристрій управління і оброблення інформації (ПУОІ).

ПСК

Рис. 8.5. Структурна схема формування контурів самоконтролю стимулюючого каналу

При цьому формується перший контур самоконтролю. Другий контур формується при подачі сигналу стимулятора С1 через пристрій ПСК і комутатор К5 на перетворювач ПП2, який перетворює ефективне значення напруги стимулятора в напругу постійного струму. Третій контур формується при подачі сигналу стимулятора через пристрій ПСК на нормалізатор ПП3, а з нього через комутатор К2 – на перетворювач “частота-код” (ПЧК).

У сформованих таким чином контурах перетворені сигнали з виходів ПНК і ПЧК подаються в пристрій ПУОІ, де порівнюються з допусковими значеннями, записаними в запам’ятовувальному пристрої (ЗП). Результати порівняння пристрій ПУОІ відсилає в ЗП для запам’ятовування.

У разі отримання негативних результатів по кожному з трьох розглянутих контурів пристрій ПУОІ подає команду в пристрій індикації і реєстрації (ПІР) для фіксації номера стимулюючого каналу С1, який за результатами самоконтролю визнаний непрацездатним.

Подібним чином проводиться багаторазова перевірка перетворювальних каналів з використанням різних стимулюючих каналів, а за необхідності – і додаткових перетворювачів.

Унаслідок радіального характеру структури АСК, більшість контурів самоконтролю проходять через її центральні пристрої (ПУОІ, ПНК, ПЧК та ін.), завдяки чому автоматично забезпечується їх багаторазова перевірка і можливість визначення їх як місць відмов АСК за великою кількістю забракованих параметрів самоконтролю.

Часто для пошуку місць відмов у периферійних пристроях АСК доводиться застосовувати додаткові перетворювачі, які не беруть участі в роботі АСК під час контролю об’єкта, а використовуються лише під час самоконтролю для узгодження взаємної роботи її пристроїв.

Зареєстровані результати автоматичного пошуку несправних пристроїв АСК використовуються обслуговуючим персоналом для заміни несправних пристроїв справними зі складу запасного комплекту, внаслідок чого скорочується тривалість її відновлення, а отже, підвищується готовність.