ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Автоматизированное устройство контроля и диагностирования радиоэлектронного объекта 1 (см. рисунок 1) содержит задающий коммутатор 2, опрашивающий коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров, блок 6 вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов, блок 8 управления, переключатель 9 сигналов, ключ 10, формирователь эталонного сигнала 11, измеритель 12 коэффициента взаимного различия сигналов, элемент И 13, измеритель порогового значения коэффициента взаимного различия 14, блок 15 измерения отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе объекта контроля (h²), компаратор 16, элемент ИЛИ 17, причем входы элемента ИЛИ 17 подключены к выходам, (А=В), (А>В) компаратора 16 и к входам блока 6 выводов результатов контроля, вывода результата контроля, а выход элемента ИЛИ 17 подключен к второму входу элемента И 13, генератор тактовых импульсов 18, блок диагностирования 19, линию задержки 20.

В состав задающего коммутатора 2 входят усилители 21.1-21.k(см. рисунок 2) и реле 22.1-22.k. Опрашивающий коммутатор 3 содержит усилители 23.1-23.kи реле 24.1-24.k. В аналого-цифровом преобразователе 4 показан выходной регистр 25. Блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров содержит микропроцессор 26, блок 27 автоматического управления (например, дешифратор кодов), цифровой регистр 28 отклонения параметра, группу элементов И 29-32 и элемент ИЛИ 33 (например, интерфейсные шины). Кроме того, в состав микропроцессора 26 входят узел 59 ввода информации, узел 60 вывода информации, узел 61 постоянной памяти, узел 62 микропрограммного управления, арифметико-логический узел (АЛУ) 63 и узел 64 оперативной памяти.

Узел 62 микропрограммного управления содержит собственно блок 65 микропрограммного управления (МПУ), служащий для формирования адресов микрокоманд в зависимости от условий, поступающих из АЛУ 63, и блок 66 микропрограммной памяти, обеспечивающей хранение микропрограмм, принятых в микропроцессоре 26.

Микропроцессор 26 служит для выполнения арифметических операций над операндами, вводимыми в него, и для обеспечения требуемого при этом алгоритма взаимодействия блоков устройства (см. рисунок 3).

Блок 8 управления содержит кнопки 34 и 35 «Пуск» и «Сброс» соответственно, элементы ИЛИ 36-38, триггер 39, генератор импульсов 40, элемент И 41, элемент задержки 42, усилители 43-47, счетчик 48, блок постоянной памяти 49, дешифратор 50 команд со стробирующим входом, регистры 51, 52 команд управления коммутаторами 2 и 3 соответственно, регистры кодов стимула 53, номинала 54, допуска 55 и кодов эталонных функций 56.

Выходы регистра 51 являются выходами адреса источника информации блока 8, выходы регистра 52 - выходами адреса приемника информации блока 8, выход регистра 53 - информационным выходом блока 8, выход регистра 54 - выходом номинального значения параметра блока и Р _ош.зад выход регистра 55 - выходом допуска блока 8, выход регистра 56 - выходом номинального значения функции взаимной корреляции. Один из входов элемента ИЛИ 36 является входом пуска блока 8, один из входов элемента ИЛИ 38 - входом сброса блока 8, один из входов элемента ИЛИ 37 - входом «Стоп» блока 8, выход усилителя 43 является выходом сброса блока программ.

В переключатель 9 сигналов входят усилитель 57 и реле 58, а также контактная группа из четырех входных и шести выходных контактов, причем первый входной контакт переключателя 9 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 и при отключенном реле 58 нормально замкнут с первым выходным контактом, который подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 4. Второй входной контакт переключателя 9 подключен к выходу нормирующего блока и при отключенном реле 58 не замкнут ни с одним контактом. Третий входной контакт подключен к выходу регистра входов номинальных значений 54 и при отключенном реле 58 нормально замкнут с третьим выходным контактом, подключенным к входу элемента И 30 блока 5. Четвертый входной контакт подключен к выходу регистра 25, второй выходной контакт подключен к выходам перемножителей 68.1 и 68.2 и к выходу блока 15 измеренияh², четвертый выходной контакт подключен к входу элемента И 75 блока 14, пятый выходной контакт подключен к третьему информационному входу блока 5 вычисления отклонения и оценки параметров, шестой выходной контакт подключен к первому входу компаратора 16 и к первому входу вычитающего устройства 80 блока 19 диагностирования. Блок 6 вывода результата контроля содержит входной регистр 89.

Формирователь 11 эталонного сигнала предназначен для формирования сигнала, аналогичного выходному сигналу радиоэлектронного объекта 1 контроля, но при этом параметры эталонного сигнала имеют номинальное значение.

В измеритель 12 КВР сигналов входят фазовращатель 67, осуществляющий преобразование эталонного сигнала по Гильберту, два перемножителя 68.1 и 68.2, два интегратора 69.1 и 69.2, два квадратора 70.1 и 70.2, сумматор 71, стробирующий блок 72, нормирующий блок 73 и элемент 74 задержки.

Измеритель 14 порогового значения коэффициента взаимного различия, состоящий из элемента И 75, удвоителя 76, квадратора 77, логарифмирующего устройства 78, делителя 79.

Блок диагностирования 19 состоит из вычитающего устройства 80, счетчика 81 по модулюn, накапливающего сумматора 82, счетчика 83, регистра 84, компаратора 85, регистра 86, причем 1-й вход вычитающего устройства 80 подключен к 6-му выходному контакту переключателя 9 сигналов, 2-й вход вычитающего устройства 80 подключен к выходу регистра 56 кодов эталонных функций, выход вычитающего устройства 80 подключен к входу квадратора 87, выход которого подключен к входу накапливающего сумматора 82, счетный вход счетчика 81 по модулюnподключен к выходу генератора тактовых импульсов 18, выход счетчика 81 по модулюnподключен к входу «Установка нуля» накапливающего сумматора 82, к счетному входу счетчика 83, к входу «Сброс» управляемой линии задержки 20 и к входу «Разрешение работы» компаратора 85, выход накапливающего сумматора 82 подключен к входу устройства для извлечения квадратного корня 88, выход которого подключен к 1-му входу компаратора 85 и к входу регистра 84, управляющий выход счетчика 83 подключен к одному из входов элементов ИЛИ 17, информационные выходы счетчика 83 подключены к входам регистра 86, выход которого подключен к входу блока 6 вывода результата контроля, выход компаратора 85 подключен к входу «Разрешение записи» регистра 84 и к входу «Разрешение записи» регистра 86, выход регистра 84 подключен к 2-му входу компаратора 85, вход «Установка единицы» регистра 84 подключен к выходу «g<>_пор» компаратора 16.

Диагностирование РЭИ осуществляется путем распознавания образа признак-функции - квадрата модуля взаимно-корреляционной функции контролируемого и эталонного сигналов и на этой основе вынесения решения о техническом состоянии РЭИ.

Результаты исследований диагностических моделей РЭИ свидетельствуют о том, что форма квадрата огибающей взаимно-корреляционной функции (ВКФ)rконтролируемого и эталонного сигналов определяется значениями параметров диагностируемого объекта:

r() =

где Р _к , Р _э - мощности соответственно контролируемого и эталонного сигналов;

z_э*(t) - функция, комплексно сопряженная сz_э(t);

z_к(t),z_э(t) - комплексная форма представления соответственно контролируемого и эталонного сигналов;

Т - период сигнала;

- временный сдвиг контролируемого сигнала относительно эталонного.

Применительно к функциональной диагностике РЭИ объектом распознавания является техническое состояние (ТС) РЭИ. Следовательно, оценку ТС РЭИ можно производить, не измеряя отклонения параметров от номинальных значений, а анализируя форму функцииr().

Формируется алфавит классов. Под алфавитом классов понимается множество заданных классов технических состояний (см. таблицу 1).

Каждое, ТС РЭИ может быть описано на языке признаков (признаков) ₁, ₂,…,_j,…,m. Поэтому первым этапом формирования алфавита классов ТС является описание каждого ТС объекта на языке параметров.

Следующий этап состоит в составлении априорного алфавита классов в виде совокупности эталонных признак-функций{y_a()}_a=1…^, которые получают на этапе натурных (стендовых) испытаний РЭИ путем внесения заранее определенных дефектов.

Эталонная функцияy _a() при ее графическом изображении должна находиться в центре классаz_a, а значения параметров _а={ ₁^(а), ₂^(а),…,_m^(а)} должны отражать такое ТСz, которое характеризуется наличием определенного дефекта. Таким образом, под эталономy_a() а-го класса понимается некоторая «средняя» признак-функция этого класса, описание которой усреднено относительно функций {r _d()}_{d=da-1+1…da}.

Алфавит классов называется компактным, если каждому классу из алфавита однозначно соответствует определенное техническое состояние объекта.

Последним этапом формирования алфавита класса ТС объекта является описание каждого класса на языке признаков путем дискретизации эталонных функций, т.е.

y_a()={y _i^(a)}_i=n. Шаг дискретизации функцииy() выбирается в соответствии с теоремой Котельникова.

Сравнение классифицируемого ТС с эталоном а-го класса эквивалентно определению степени сходства между измеряемой признак-функциейr() и эталонной функциейy_a(). Мерой близости между исследуемой и эталонной признак-функциями является метрика, удовлетворяющая аксиомам расстояний:

d(r,y _a) =

гдеy _i-i-я ордината исследуемой признак-функцииr();

y _i^(a)-i-я ордината эталонной признак-функции а-го класса;

.

Решающее правило для распознавания ТС формулируется так: ТС диагностируемого РЭИ относится к тому классу, расстояние до эталона которого меньше, чем до эталонов других классов:

zєz _a, еслиd(r,y _a)_b);ab;b=(3) /

Другими словами, искомая область ТС РЭИ определяется путем решения задачи минимизации расстояния (2)

z _a=arg min {d(r,y _a)}.(4)

Предлагаемый метод диагностирования с использованием взаимно-корреляционных функций позволяет с максимальным быстродействием определять значения параметров и дефекты контролируемого средства связи. Повышается экономическая эффективность процесса контроля путем сокращения номенклатуры измерительных приборов.

Таблица 1.

Алфавит классов. Таблица обучения.

Рис. 1. Структурная схема устройства.

Рис. 2. Устройство для контроля и диагностирования радиоэлектронных изделий

Рис. 3. Алгоритм работы микропроцессор