Разработка алгоритмов процесса диагностирования

Алгоритмы процесса диагностирования разрабатываются на основе алгоритмов диагностирования, получаемых при анализе диагностической модели ОД с учетом требований, сформулированных при решении задачи организации СД.

Таблица 4.2.

При построении этих алгоритмов руководствуются базовыми алгоритмами решения задач диагностирования, которые представ­ляют собой обобщенную последовательность действий, характер­ную для решения конкретной задачи диагностирования.

Базовые алгоритмы строятся на основе анализа возможных ва­риантов решения задач диагностирования и описываются на алго­ритмических языках, в виде логических, матричных и графических схем. В качестве примера рассмотрим представление базовых алго­ритмов в виде граф-схем. Заметим при этом, что в литературе приве­дены способы перехода из одной формы описания к другой.

При построении граф-схем базовых алгоритмов будем исполь­зовать операторы действия и логических условий. Решению каждой задачи соответствует своя совокупность операторов действий:

А = (а₁,...,а_j,...,а_п), а_i - операторы действия для определения работоспособности, i = ; B-(b_I,...,b_i,...,b_m), b_i - операторы действия при поиске дефектов, i = ; C=(c_I,...,c_i,...,c_s),c_i - операторы дейст­вия при прогнозировании изменения состояния, i = . Следует за­метить, что в частных случаях совокупности А, В и С могут содер­жать некоторое число одинаковых операторов действия.

Операторы логических условий указывают на необходимость выполнения или отмены какого-либо действия. Операторы логиче­ских условий _i могут принимать значения 0 или 1, что соответству­ет ответам "Нет" и "Да" в логическом условии и определяют струк­туру алгоритма.

При изображении базового алгоритма граф-схемами (А , V), (B .,V) или (C , V)объединения множеств А , B , C представляют собой множество вершин, а V- множество вет­вей. Каждое из множеств А, В, С, имеет свою нумерацию. Значе­ние операторов _i записывается рядом с выходящей из вершины ветвью.

В базовом алгоритме определения работоспособности (рис.4.8) при рабочем и тестовом диагностировании используется 21 опера­тор действия: а₀ - начало алгоритма; а₁ - подготовка ОД (подача пи­тания, выбор режима и др.); а₂ - подключение ТСД к ОД; а₃ - выбор алгоритма диагностирования (последовательности проверок); а₄ - генерирование тестового воздействия; а₅ - преобразование тестового воздействия; а₆ - коммутация тестового воздействия; а₇ - передача тестового воздействия на вход ОД; а₈ - передача с ОД информации о диагностических признаках; а₉ - первичное преобразование инфор­мации, поступающей с ОД; а₁₀ - нормирование значений диагности­ческих признаков; а₁₁ - аналого-цифровое преобразование информа­ции при использовании в цифровой форме; а₁₂ - передача информа­ции; а₁₃ - обработка информации; а,₁₄ - логико-вероятностное преоб­разование информации; а₁₅ - цифро-аналоговое преобразование ин­формации; а₁₆ - контроль диагностических признаков; а₁₇- коммута­ция диагностических признаков; а₁₈ - запоминание значения диагно­стического признака; а₁₉ - отображение или регистрация диагноза; а₂₀ - конец алгоритма.

При построении базового алгоритма контроля работоспособно­сти могут оказаться необходимыми следующие операторы логиче­ских условий: ₁ - следует ли генерировать тестовое воздействие? ₂ - необходимо ли преобразование тестового воздействия? ₃ - нужна ли коммутация тестового воздействия? ₄ -следует ли осуще­ствлять первичное преобразование? ₅ - необходимо ли нормиро­вание диагностического признака? ₆ - следует ли осуществлять аналого-цифровое преобразование? ₇ - необходимо ли логическое преобразование диагностических признаков? ₈ - следует ли осуще­ствлять логико-вероятностное преобразование? ₉ - необходимо ли цифро-аналоговое преобразование? ₁₀ - закончены ли операции по контролю, преобразованию и обработке информации? ₁₁ - следует ли запомнить текущую информацию?

Если известны особенности ОД, условия их эксплуатации, то из базового алгоритма можно получить частный алгоритм процесса диагностирования при определении его работоспособности.

Так, если осуществлять рабочее диагностирование при определе­нии работоспособности путем контроля совокупности диагностиче­ских параметров, представляемых в виде нормированных аналоговых сигналов, то при аналоговой форме обработки и формировании оценки по обобщенному признаку алгоритм процесса диагностиро­вания будет включать только 13 операторов действия (рис.4.9,а):

А — ( , , , , , , , , , , , ).

Операторы логических условий имеют следующие значения:

₁= ₄– ₆= ₇ = ₉=0; ₅= ₈ = ₁₁=1; ₁₀= (0,1).

При цифровой обработке информации и рабочем диагностиро­вании в алгоритм процесса диагностирования включаются пятна­дцать операторов действия (pис.4.9,б):

А = , , , , , , , , , , , ).

 

Операторы логических условий имеют следующие значения:

₁= ₈= ₉= 0; ₄ = ₅= ₆ = ₇ = ₁₁= 1; ₁₀= (0,1).

 

Аналогичным образом могут быть построены алгоритмы при контроле работоспособности в других случаях.

Для построения базового алгоритма поиска возникшего дефек­та оказываются необходимыми 21 оператор действия и 11 опера­торов логических условий. При этом большее число операторов аналогичны операторам алгоритма при контроле работоспособ­ности: а₀ = b₀; а₁ = b₁; а₂ = b₂; а₃ = b₃; а₄ = b₆; а₅ = b₇; a₆= b₈; а₇ = b₉; а₈ =b ₁₀; а ₉ = b ₁₁; а ₁₀ = b ₁₂; а ₁₁= b ₁₃; а ₁₂= b ₁₄; а ₁₃= b ₁₇; а₁₆ = b ₁₅; а ₁₇ = b ₁₆; а ₁₈ =b ₁₉; а ₁₉ = b ₂₀; а ₂₀ = b ₂₁ и появляются еще три новых оператора: b ₄ - использование безусловного алгоритма поиска, b ₅- использова­ние условного алгоритма поиска, b ₁₈ - оценка результатов и реко­мендации.

Операторы логических условий ₁, ₂, ₃, ₄, ₆, ₁₀, ₁₁ идентичны решению задачи контроля работоспособности. Кроме того, необходимы еще три оператора: ₇- используются ли при по­иске дефекта условный алгоритм? ₈- следует ли производить пре­образование информации? ₁₂ - все ли операции по поиску выпол­нены?

 

Рис.4.8. Базовый алгоритм оп­ределения Рис.4.9. Примеры алгоритмов

работоспособности определения работоспособности

по обобщенному параметру (а) и

при цифровой обработке

информации (б)

На рис. 4.10 приведен базовый алгоритм поиска возникшего дефекта. Используя базовый алгоритм, можно, как и в предыдущем случае, строить частные алгоритмы при поиске дефектов в различ­ных объектах и условиях.

Так, если при тестовом диагностировании осуществляется без­условный алгоритм поиска с оценкой диагностических параметров путем сравнения с эталонными значениями в цифровой форме и регистрации получаемых результатов, то в алгоритм (рис.4.11,а) необходимо включить 14 операторов действия:

В = (b ₀, b₁ , b ₂, b ₃, b ₄, b ₆, b ₉, b ₁₀, b ₁₄, b ₁₅, b ₁₆, b ₁₈, b ₂₀, b ₂₁ ).

 

 

 

Рис.4.10. Базовый алгоритм Рис.4.11. Примеры алгоритмов поиска

поиска дефектов дефектов при тестовом (а) и рабочем (б)

диагностировании

При этом операторы логических условий должны иметь сле­дующие значения:

₁ = ₁₁ = 1; ₂ = ₃ = ₄ = ₅= _{6 7}= ₈ = 0; ₁₀ ={0,1}.

При рабочем диагностировании аналогового ОД алгоритм ( рис.4.11, б) для поиска возникшего дефекта при условии обработки нормированной информации в дискретной форме и оценке по обобщенному признаку будет включать 12 операторов действия:

В = (b ₀, b₁ , b ₂, b ₃, b ₄, b ₅, b ₁₀, b ₁₃, b ₁₄, b ₁₅, b ₁₆, b ₁₈, b ₂₀, b ₂₁ ).

Операторы логических условий имеют следующие значения:

₁ = ₄= ₅ = ₈ = ₁₁= 0; ₆ = ₁₀ = 1.

 

Базовый алгоритм прогнозирования состояния включает 27 опе­раций действия и 20 операторов логических условий (рис.4.12). Ос­новываясь на выбранном методе прогнозирования, в виде измеряе­мых величин, форме обработки и других условий из базового алго­ритма, можно получить частные алгоритмы при прогнозировании.

Операторы действия в этом случае в большинстве своем отли­чаются от операторов действия _i и _i;. ₀= ₀, ₁ = ₁, ₂ - подключение ОД и измерение диагностических параметров; с₃ = _10,с₄ = а₅, с₅ = а₁₁, с₆ - вычислительные операции по оценке стационарности процесса; с₇ - запоминание информации для обучения; с₈ - умножение на весо­вые коэффициенты; с₉ - начальное обучение (построение эталонных классов); с₁₀ - запоминание эталонных классов; с₁₁ - запоминание ре­зультатов измерения; с₁₂ - вычисление математического ожидания, дисперсии и т.п.; с₁₃ - вычисление прогнозируемого показателя, классификация; с₁₄ - запоминание значения прогнозируемого пока­зателя или образа; с₁₅ - вычисление дисперсии прогнозируемого по­казателя; с₁₆ - запоминание вычисленного значения дисперсии; с₁₇ - вычисление доверительного интервала и вероятности р: с₁₈ - за­поминание значений и р; с₁₉ = а₁₅ ; с₂₀, с₂₁, с₂₂- регистрация или ото­бражение соответственно значения прогнозируемого показателя или класса, дисперсии, и р; с₂₃ - перезапись измерительной информа­ции вместо априорной; с₂₄ - анализ точности прогнозирования; с₂₅ -определение направления коррекции прогнозирующего выражения; с₂₆ - коррекция прогнозирующего выражения; с₂₇ = а₂₀.

При прогнозировании необходимы следующие операторы ло­гических условий: ₁ - необходимо ли преобразование диагности­ческих параметров? ₂ - необходимо ли аналого-цифровое преобразование? ₃ - необходима ли оценка стационарности? ₄ - не­обходимо ли обучение? ₅ - следует ли умножать на весовые коэффициенты? ₆ - следует ли запоминать параметры эталонных классов? ₇ - следует ли запоминать результаты измерений? ₈ - следует ли корректировать начальное значение или классы? ₉ - следует ли корректировать текущее выражение по точности? ₁₀- достаточна ли точность? ₁₁ - следует ли определять направление коррекции? ₁₂ - необходимо ли вычислять вспомогательные параметры? ₁₃- следует ли запоминать значение прогнозируемого показателя или класса? ₁₄ - следует ли вычислять дисперсию? ₁₅ - следует ли вычислять и p? ₁₆ - необходимо ли цифроаналоговое преобразование? ₁₇ - необходимо ли отображение значений дисперсии? ₁₈ - необходимо ли отображение и p? ₁₉ - следует ли перезаписывать результаты измерения? ₂₀ - следует ли продолжать прогнозирование?

В частном случае при аналитическом прогнозировании методом экстраполяции диагностического параметра, представленного в аналоговой форме, алгоритм прогнозирования будет включать следующие 9 операторов действий (рис.4.13,а):

С = ( _{0, 1, 2 , 3, 11, 13, 14, 20, 27}).

Операторы логических условий:

₇ = ₁₃ = 1; ₁ = _{2 3} = ₄ = ₅= _{8 12}= _{14 15} = ₁₆= _{17 18}= _{19 20} = 0

Рис.4.12. Базовый алгоритм Рис.4. 13. Примеры алгоритмов прогнозирования состояния ОД аналитического прогнозирования

(а) и прогнозирования методом

статистической классификации (б)

 

В случае прогнозирования методом статистической классифи­кации при условии, что измеряемая информация поступает в анало­говой форме, обработка осуществляется в цифровой форме, произ­водится периодическое обучение (формирование эталонных клас­сов), модель прогнозирования корректируется по точности, резуль­таты фиксируются в цифровой форме и прогнозирование осуществ­ляется многократно, алгоритм (рис.4.13,б) включает 22 оператора действий:

С = ( _{0, 1, 2 , 3, 5, 7, 8, 9, 10 , 11, 12, 13 , 14, 17, 18, 24, 25, 26, 20, 22, 23 , 27}).

Операторы логических условий имеют следующие значения:

₁ = _{3 5} = ₁₄ = ₁₆= _{17 20}= 0; _{2 5} = ₆= _{7 12}= _{13 15} = ₁₀ = _{18 4} = ; ₈= ₁₉=

При реализации программы диагностирования осуществляется композиция алгоритмов процесса диагностирования А, В, С. Одина­ковые операторы объединяются в один общий. В том случае, когда целесообразно объединить различные операторы действия, нужно использовать логическое условие "ИЛИ", обозначающее возмож­ность применения оператора в зависимости от логического условия.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: