Системы тестовой и функциональной диагностики

Диагностика систем управления

Общая характеристика дисциплины

Диагностика (Д) – инженерная дисциплина, разрабатывающая теорию и методы организации процессов диагностирования, а также принципы построения технических средств и систем диагностирования.

Существует три типа задач по определению состояния объекта диагностики (ОД). К первому типу относятся задачи по определению состояния, в котором находится ОД в настоящее время. Ко второму типу – задачи по предсказанию состояния, в котором окажется ОД в некоторый будущий момент времени. Это задача технического прогнозирования. К третьему типу – задачи по определению состояния, в котором находился ОД в некоторый момент времени в прошлом. Это задачи технической генетики. Они возникают в связи с расследованием причин аварии (черные ящики) подвижных средств.

Техническая диагностика – первый тип задач. Знание состояния ОД в настоящий момент времени является обязательным для всех трёх задач диагностики.

Родилась техническая диагностика (ТД) в 50-х годах в связи с усложнением технических устройств, которое сопровождает непрерывно идущую научно-техническую революцию.

Основные понятия технической диагностики (ТД)

Рис.1

Состояние ОД контролируется с помощью проверок.

Разновидности проверок:

1. часто необходимо выяснить, что ОД исправен, т.е. в нем нет ни одной неисправности. Проверка исправности ОД является наиболее полной по объему;

2. на этапе эксплуатации при профилактике ОД необходимо убеждаться в том, что ОД выполняет все функции, предусмотренные его рабочим алгоритмом. Это проверка работоспособности объекта. Она является менее полной и может оставлять необнаруженные неисправности, не влияющие на правильную работу ОД;

3. часто осуществляют проверку правильности функционирования ОД в данный момент времени при выполнении одной заданной проверки. Это проверка правильности функционирования. Она является еще менее полной.

Степень детализации неисправности, т.е. обнаружение ее с точностью до блока, называют глубиной диагностирования ОД.

Алгоритмы диагностики необходимо применять с глубиной до каскада (усилитель, генератор, электрическая машина и т.д.).

Объекты диагностики, технические средства диагностики и персонал, действующий по определению алгоритмов диагностики, образуют систему диагностирования (СД).

Системы тестовой и функциональной диагностики

Процессы диагностирования представляют собой многократную дачу на ОД определенных воздействий и анализ реакций на эти воздействия. Воздействия на ОД поступают либо от средств диагностирования, либо являются внешними сигналами, определяемыми рабочим алгоритмом ОД.

Структурная схема тестовой диагностики (ТСТД) представлена на рис. 2.

Рис. 2

Такие системы решают задачи проверки исправности, работоспособности и поиска конкретной неисправности. Они используются, когда ОД не применяется по прямому назначению и находится в ремонте. В системах ТСТД тестовые воздействия могут подаваться не только в периоды, когда ОД не используется по прямому назначению, но также и в процессе функционирования по рабочему алгоритму. В этом случае тестовые сигналы не должны мешать нормальной работе ОД. Это возможно, когда ОД обладает повышенной инерционностью (фоновая программа - диагностическая).

Системы функциональной диагностики представлены на рис. 3.

Рис. 3

Для анализа результатов в системах функциональной диагностики необходим эталон (или исправный объект), т.к. надо сравнить отклики с эталона и реального ОД. Для реализации этой системы часто создают упрощенную модель ОД. Например, в системах централизованного контроля температуры, давления, расхода модель ОД представляет собой аппаратуру для задания допустимых значений контролируемых параметров (уставок), а также средства коммутации и подключения этой аппаратуры к устройству сравнения допустимых значений параметров (уставок) с фактическим.