Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса по проблеме моделирования процессов поиска дефектов и конкретизация задач исследования 12
1.1. Анализ существующих подходов представления
знаний в диагностических экспертных системах 12
1.2. Диагностические модели технических систем 22
1.3. Конкретизация цели и задач исследования 40
Выводы 43
2. Объект диагностирования, его дефекты и диагностические показатели 44
2.1. Системы обеспечения надежности технических объектов 44
2.2. Классификация объектов диагностирования и их системные представления 53
2.3. Анализ и классификация дефектов 66
2.4. Множество дефектов, диагностические показатели и техническое состояние объекта 76
Выводы 92
3. Отношения на множестве возможных дефектов 93
3.1. Временные отношения на множестве возможных дефектов 93
3.2. Причинно-следственные отношения на множестве возможных дефектов 106
3.3. Отношения эквивалентности на множестве
возможных дефектов 122
Выводы 140
4. Структурные диагностические модели объектов диагностирования 141
4.1. Диагностические блоки в структурных моделях 141
4.2. Оценка сложности функциональных диагностических блоков 149
4.3. Анализ известных способов контроля функциональных диагностических блоков 157
4.4. Отношения на множестве диагностических блоков и диагностические цепи 163
Выводы 181
5. Анализ диагностических моделей функционального представления 182
5.1. Классификация и анализ особенностей диагностических проверок 182
5.2. Продукционная форма представления результатов диагностических проверок 190
5.3. Анализ информационной емкости
диагностических проверок 199
5.4. Механизм диагностирования простых цепей 210
5.5. Декомпозиция диагностических моделей функционального представления 219
Выводы 226
6. Диагностическая база данных подсистемы электроснабжения автомобиля 227
6.1. Структурные представления объекта диагностирования 227
6.2. Множество возможных дефектов объекта диагностирования и его внешнее представление 235
6.3. Фиксация текущего экземпляра объекта диагностирования 247
6.4. Диагностические цепи 254
6.5. Диагностические проверки
и алгоритмы диагностирования 260
Выводы 273
Заключение 274
Список использованных источников
- Диагностические модели технических систем
- Классификация объектов диагностирования и их системные представления
- Причинно-следственные отношения на множестве возможных дефектов
- Анализ известных способов контроля функциональных диагностических блоков
Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из определяющих показателей эффективности работы технического объекта считается его надёжность. Это свойство обеспечивается на этапах проектирования и производства и поддерживается в период его эксплуатации. Совершенствование структурных схем, применение высоконадёжных элементов и структурного резервирования, а также снижение нагрузки и стабилизация условий эксплуатации - основные средства обеспечения надежности.
Другим мощным средством поддержания необходимого уровня надёжности технического объекта является научная организация процесса его эксплуатации. В ней особая роль принадлежит диагностированию, по результатам которого определяется действительное техническое состояние (ТС) объекта диагностирования (ОД) и характер его изменения во времени.
Современные теоретические исследования технической диагностики по используемому математическому аппарату делятся на несколько практически не взаимосвязанных теорий диагностирования (диагностика аналоговых объектов, диагностика дискретных объектов, статистическая диагностика, функциональная диагностика, не-разрушающий контроль и др.). Каждая из них служит методологической основой лишь определенного направления. Поэтому актуальна проблема выявления базовых положений, которые способствовали бы интеграции известных диагностических направлений.
В то же время история развития техники свидетельствует о том, что, несмотря на рост сложности технических объектов и отсутствие единой теории, практика поиска дефектов является достаточно успешной. Основу такого успеха составляют знания индивидуальных особенностей данного ОД и условий его эксплуатации. А такие зна-
ния являются в основном неформальными, и субъект диагностической деятельности приобретает их не из литературных источников, а формирует самостоятельно в длительном процессе профессиональной работы или получает в результате общения с другими специалистами в области практической диагностики. Обычно профессионалы диагностической деятельности не имеют хорошей теоретической подготовки, в результате чего их ценные знания остаются не опубликованными. Кроме того, всегда существует дефицит в хороших специалистах по диагностике, подготовить которых традиционными способами не представляется возможным. Существенную помощь в нетрадиционной подготовке специалистов могут оказать диагностические экспертные системы (ДЭС).
Использование ДЭС ограничивается не только педагогикой, оно имеет и другое важное практическое значение как инструмент профессиональной деятельности специалиста по диагностике. Разработка диагностических экспертных систем, способных объединить формальные и неформальные знания, в свою очередь, должна базироваться на определенных теоретических положениях.
Таким образом, имеет место противоречие между потребностью применения ДЭС в практической и образовательной деятельности и отсутствием базовых диагностических положений для их разработки в области техники. Такие положения являются предметом исследований в данной работе.
Цель работы состоит в решении научной проблемы выявления и анализа базовых положений технической диагностики и разработке на этой основе концептуальной диагностической модели технических объектов.
Методы исследований. В диссертации использованы методы высшей и линейной алгебры, теории графов, теории вероятностей, системного анализа, теории нейронных сетей и логики высказыва-
7 ний, а также методы математического, информационного и машинного моделирования.
Методологической основой данного исследования являются работы по теории диагностирования московской (Пархоменко П.П., Согомонян Е.С.) и санкт-петербургской (Мозгалевский А.В., Каля-вин В.П., Костанди Г.Г.) научных школ, а по проблемам представления знаний - научных школ Д.А. Поспелова и А.С. Клещева.
На защиту выносятся:
Схема концептуальной диагностической модели для технических объектов.
Концепция построения полной диагностической модели и принцип пяти системных представлений объекта диагностирования в этой модели.
Методы анализа временных, причинно-следственных отношений и отношений эквивалентности на множестве возможных дефектов и комплекс программ их реализующий.
Методика анализа сложности функциональных диагностических блоков, способ контроля блоков и комплекс программ его реализующий.
Математическая модель процесса поиска дефектов в диагностических цепях и методика анализа информационной емкости функциональных диагностических проверок.
Информационная модель диагностической базы данных для системы электроснабжения автомобиля и комплекс программ для управления этой базой.
Научная новизна результатов исследования в целом определяется системным подходом к решению проблемы поиска дефектов в технических объектах и состоит в следующем.
1) Разработана схема концептуальной диагностической модели для технических объектов, включающая все основные понятия,
8 имеющие отношение к объекту диагностирования и его системе обеспечения надежности.
Сформулировано понятие полной диагностической модели, которое включает множество возможных дефектов, множество диагностических блоков, множество диагностических проверок и отношения и взаимоотношения этих множеств. Модель в общем случае требует учета пяти системных представлений объекта диагностирования: внешнего, деградационного, иерархического, функционального и конструктивного.
Разработаны и использованы в схеме концептуальной диагностической модели принципы и методы анализа временных, причинно-следственных отношений и отношений эквивалентности на множестве возможных дефектов.
Разработаны оригинальные методика анализа сложности диагностических блоков и способ их контроля.
Разработаны математическая модель процесса поиска дефектов в диагностических цепях и методика анализа информационной емкости диагностических проверок. Модель построена на основе введенных понятия терма диагностической цепи и бинарной операции над термами. Она позволила выявить ряд базовых диагностических эвристик.
Разработана информационная модель диагностической базы данных для системы электроснабжения автомобиля, учитывающая пять системных представлений объекта диагностирования. Она предложена в качестве подсистемы декларативных знаний диагностической экспертной системы.
Теоретическая значимость научных положений, выводов и рекомендаций заключается в том, что результаты работы являются развитием общей теории диагностирования технических объектов, в основание которой предлагается положить: 1) множество возможных
9 дефектов, а не заданное множество дефектов; 2) множество диагностических блоков трех структурных представлений, а не одну определенную структуру; 3) множество возможных проверок, а не заданное множество проверок; 4) многообразные отношения и взаимоотношения на перечисленных в первых трех пунктах множествах.
Практическая значимость и внедрение результатов работы.
Значимость результатов диссертации для практической деятельности заключается в том, что предложенная схема концептуальной диагностической модели для технических объектов позволяет обосновано сформулировать требования технического задания на разработку диагностических экспертных систем, а в образовательной деятельности - систематизировать знания в области технической диагностике.
Проводимые исследования включались в основные направления научно-исследовательских работ Хабаровского государственного технического университета в 1983 - 2000 годах.
Практическая ценность полученных результатов подтверждается их использованием при решении ряда практических задач в рамках госбюджетной НИР "Разработка и исследование машинных методов контроля и диагностирования непрерывных систем автоматического управления в динамических режимах" (№ гос. per. 0198.0004129).
Полученные в диссертации результаты внедрены на ОАО "Хабаровский НПЗ" и ЗАО "Стрежень". Они использованы при разработке диагностического обеспечения системы управления установкой по обеспечению сжатым воздухом технологического оборудования нефтеперерабатывающего завода. В ЗАО "Стрежень" для контроля готовой продукции, а также технического состояния технологического оборудования в цехе резинотехнических изделий.
Новизна и значимость технических решений подтверждается
10 патентами, свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ и публикациями в научных изданиях.
Отдельные результаты исследований используются в учебном процессе Тихоокеанского государственного университета и Амурского государственного университета при изучении курсов "Математические основы теории систем", "Микропроцессорные средства" и "Идентификация и диагностика систем", а также в курсовом и дипломном проектировании специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах".
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены и обсуждены на следующих конференциях, совещаниях и симпозиумах: 3-я Дальневосточная научно-техническая конференция "Проблемы развития и совершенствования методов проектирования, производства и эксплуатации радиоэлектронных приборов" (Владивосток, 1984); Всесоюзная научно-техническая конференция "Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле" (Хабаровск, 1984); научно-техническая конференция "Обеспечение надежности и качества технических систем методами диагностики" (Челябинск, 1985); научно-техническая конференция "Совершенствование технологии ремонта, модернизации и диагностики судового и сельскохозяйственного электрооборудования" (Владивосток, 1985); научно-техническая конференция "Опыт применения автоматических станочных систем" (Хабаровск, 1988); 1-й Российско-китайский симпозиум "Современные проблемы научно-технического прогресса Дальневосточного региона" (Хабаровск, 1991); региональная научно-техническая конференция "Научное и научно-техническое обеспечение экономического и социального развития Дальневосточного региона" (Хабаровск, 1998); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Санкт-Петербург, 2000); Международная научная
конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Смоленск, 2001); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Тамбов, 2002); 10-я Международная конференция по автоматическому управлению (Севастополь, 2003); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Кострома, 2004); 2-я Всероссийская научная конференция "Управление и информационные технологии УИТ-2004" (Пятигорск, 2004); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Казань, 2005); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" (Воронеж, 2006).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 61 печатная работа, в том числе три монографии, одно учебное пособие и двенадцать статей в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Она изложена на 323 с. машинописного текста (основное содержание составляет 297 с), включает 61 рисунок, 30 таблиц, список литературы из 239 наименований и приложения на 26 с.
Диагностические модели технических систем
Диагностические модели технических систем Объект диагностирования в технической диагностике - это такой технический объект, относительно которого решается определенная диагностическая задача. В общем случае диагностическая задача - это задача по установлению степени соответствия технического объекта предъявляемым к нему требованиям. Принято различать две основные диагностические задачи: прямую диагностическую задачу, или задачу контроля технического состояния, и обратную диагностическую задачу [208,211], или задачу поиска дефектов. Исходя из этого общее определение диагностической модели (ДМ) сформулируем в следующем виде. Диагностическая модель - это любое знание, используемое в процессе решения диагностической задачи и представленное в определенной форме.
Спектр форм ДМ широк - от образов дефектов и их признаков в сознании отдельного специалиста-практика по обслуживанию и ремонту ОД до математических конструкций, реализованных в формальных диагностических программах.
Отметим, что прямая и обратная задачи являются по существу выражением в технической диагностике двух фундаментальных подходов общей теории систем, а именно: задача контроля есть выражение функционального подхода; задача поиска дефектов - выражение структурного подхода. Традиционно, используя готовый математический аппарат, для решения первой задачи применяют абстрактные модели (дифференциальное уравнение определенного порядка [85, 133], аналитическое выражение логической функции [65], абстрактный конечный автомат [209-210]), а для решения второй - структурные модели (структурные [112,150], комбинационные [149], после-довательностные [67] схемы). Каждая ДМ имеет свои особенности. В дальнейшем будет сделан акцент на ДМ, используемые для поиска дефектов.
Многообразие знаний, используемых субъектом диагностической деятельности при решении обратной задачи, велико. Для его систематизации выделим три вида знаний.
Знания о возможных дефектах, об их причинах и об их прямых и косвенных показателях. Как правило, отдельный дефект не является изолированным явлением. На множестве возможных дефектов (ВМД) объективно существуют разнообразные отношения. В разделе 3 данной работы исследуются временные отношения (подраздел 3.1), причинно-следственные отношения (подраздел 3.2) и отношения эквивалентности (подраздел 3.3).
Знания о структурной организации ОД. Для поточных объектов (см. подраздел 2.2) данный вид знаний дополняется знанием о функциональном процессе. Будем различать объективную (физическую), функциональную и диагностическую структуры объекта. Две последние обобщает термин «логическая структура». Первая определяется конструктивным представлением ОД, она существует объективно в единственном варианте. Вторая может иметь несколько разновидностей в зависимости от функционального или иерархического представления ОД (см. подраздел 2.2). Многовариантность диагностической структуры обусловливается, в первую очередь, заданной извне глубиной поиска дефектов.
Знания о возможных диагностических экспериментах. Диагностический эксперимент есть процесс оценки диагностических по казателей при заранее определенных условиях с целью локализации дефектов. Перечислим основные способы оценки показателей. Это органолептическая оценка, измерение, контроль, замена в ОД подозреваемых элементов на заведомо исправные, проверка подозреваемых элементов на заведомо исправном объекте, наблюдение за реакцией ОД при подаче стимулирующего воздействия и др.
Диагностический эксперимент, или процесс диагностирования, состоит из отдельных испытаний, которые принято называть элементарными проверками (ЭП). Элементарная проверка есть акт однократной оценки определенного диагностического показателя (ДП). Оценка ДП производится в заранее фиксированных местах ОД, их принято называть контрольными точками (КТ). Часто ЭП называют пару, первая компонента которой - это определенное воздействие на ОД, а вторая - реакция ОД на это воздействие. Ясно, что ОД, находящийся в разных ТС, может выдавать разные реакции в одной и той же ЭП. Исход диагностического эксперимента всегда случаен, так как если он предопределен, то проводить эксперимент вообще бессмысленно. Таким образом, всякий процесс диагностирования состоит из последовательности ЭП при данном наборе КТ и при одинаковых условиях.
В рамках структурного подхода понятие ЭП применяют также к отдельным частям ОД или их совокупностям. В этом случае предполагается доступность входов и выходов этих частей. Какова мощность возможного множества проверок (ВМП)? Очевидно, что данный ОД характеризуется конечным множеством ВМП. Формально для ОД, состоящего из п блоков, ЭП можно обозначить «-разрядным двоичным набором по одному разряду для каждого блока [22].
Каждая ЭП устанавливает исправность или неисправность группы из к блоков. Остальные п-к блоков остаются непроверенными. Различные ЭП могут иметь различную величину к и различный состав охваченных проверкой блоков. Нуль на i-u месте в двоичном наборе данной ЭП означает, что /-й блок ОД охвачен проверкой и является исправным, если результат проверки положительный.
При отрицательном результате формулируется вывод о том, что неисправен по меньшей мере один из блоков, имеющих нуль в двоичном наборе данной ЭП. Единица на і-м месте указывает, что і-й блок данной ЭП не охвачен.
При формальном рассмотрении можно считать, что существует столько разных ЭП данного ОД, сколько может быть различных п-разрядных двоичных наборов. Проверка с единичным набором не дает полезной информации, ее следует исключить. Тогда число ЭП будет равно 2п-1. При исследовании реальных ОД не все проверки могут оказаться технически осуществимыми, поэтому формальная постановка вопроса должна быть дополнена конкретным исследованием особенностей ОД.
Классификация объектов диагностирования и их системные представления
Классификация объектов диагностирования и их системные представления В пределах жизненного цикла каждый экземпляр технического объекта проявляет свои индивидуальные особенности, поскольку нельзя двум отдельным экземплярам обеспечить абсолютно одинаковых условий их производства и эксплуатации. Эти условия по определенным причинам могут отклоняться от нормальных. Например, не выдержан режим термической обработки детали, нарушен температурный режим при распайке элементов на печатной плате, превышено допустимое напряжение питания, использован недопустимый вид смазки и др. Если взять в целом серию объектов, то возможны некоторые проектные нарушения. Другими словами, реальный жизненный цикл технического объекта имеет существенные отличия от идеального цикла.
Идеальный жизненный цикл можно задать следующим образом: в экземпляре отсутствуют проектные просчеты; отсутствуют нарушения технологии изготовления; входные X, выходные Y и возмущающие воздействия V при эксплуатации не выходят за допустимые рамки. В таких условиях можно провести эксперимент и определить идеальный технический ресурс - длину временного отрезка [t2 t3] непрерывной эксплуатации, при достижении границы fj которого эксплуатация должна быть прекращена из-за неэффективности или по условиям безопасности.
Например, можно в стабильных условиях включить вентилятор и контролировать потребляемый им ток и уровень шума, и выключить его, когда эти показатели выйдут за допустимые пределы. Момент отключения будет соответствовать идеальному техническому ресурсу. Граница t3 при соблюдении требований идеальности цикла является, очевидно, общей для всех экземпляров серии, а для реального цикла - это тот рубеж, к которому должна приближать СТО каждый экземпляр серии. Сформулируем две глобальные функции СТО: приближать реальный ресурс экземпляра технического объекта к его идеальному ресурсу (обеспечение долговечности) и поддерживать его техническую готовность (обеспечение безотказности).
Реализация названных функций возможна при наличии в СТО подсистемы, обеспечивающей оценку текущего ТС. Такую подсистему называют системой диагностирования. Технический объект является ее частью и его принято называть объектом диагностирования. Вторая часть системы - субъект диагностической деятельности, реализующий определенную технологию оценки текущего ТС. Диагностические системы - это предмет исследований области знаний называемой технической диагностикой [134-136].
Объект диагностирования в технической диагностике - это технический объект, предназначенный для выполнения определенных функций с заданным уровнем надежности и относительно которого решается определенная диагностическая задача.
В технической диагностике существует традиция делить ОД на классы в зависимости от вида используемых для их описания формальных моделей. Приведем примеры таких классов: динамические и статические, стационарные и нестационарные, линейные и нелинейные, комбинационные и последовательностные, логические и алгебраические и другие [17,24-25,65,84-85,89,103,133,208,226]. Такая классификация субъективна и не отражает существенных диагностических свойств технических объектов как таковых. Существенными свойствами относительно задачи поиска дефектов будем считать системные свойства ОД. Эти свойства в теории систем делят на два взаимозависимых класса - классы внешних и внутренних свойств [68,127,186].
Внешнее представление ОД. Системные особенности принято анализировать либо относительно функций системы, либо относительно ее структуры. Такой двусторонний подход в диагностике выражается в относительной самостоятельности основных диагностических задач. Это задачи контроля технического состояния и поиска дефектов. В первом случае (задача контроля) не зависимо от того, существует ли возможность доступа с целью выполнения диагностических проверок к определенным частям ОД, СДД не реализует такую возможность. По условию задачи ему достаточно исследовать ОД как цельную сущность, определяя ее внешние свойства.
Причинно-следственные отношения на множестве возможных дефектов
Очевидно, что на множестве элементарных дефектов D0 объективно существуют причинно-следственные отношения, т.е. становление и развитие одних дефектов множества Do во времени имеют свои основания в предшествующих изменениях других дефектов этого же множества. В диагностических моделях причинно-следственных связей [77] такие отношения учитываются, а в медицине им соответствуют вторичные заболевания [199].
Допустим, что определены элементы множества Р прямых показателей дефектов, которые являются образами взаимно однозначного отображения Г: D0 - Р. Тогда причинно-следственные отношения с количественной стороны можно исследовать на множестве Р.
Существуют две причины изменения элементов множества Р. Это внешние воздействия - воздействие среды и эксплуатационной нагрузки, и внутренние воздействия - дополнительная нагрузка со стороны других дефектов. Введем понятие источника внешнего воздействия, обозначим его символом s.
Подмножество КосР, причиной изменения элементов которого являются только внешние воздействия, будем называть классом независимых прямых показателей (КНПП).
Подмножество К0 с источником s можно иллюстрировать двухуровневым графом. На рис. 3.5 приведены примеры возможных графов для КНПП.
Если хотя бы один ЗІЄР является внутренней причиной или со-причиной изменения некоторого(ых) 5j , то есть смысл говорить о причинно-следственных отношениях на Р.
Множество Р\К0 можно разбить на непересекающиеся подмножества К{, i=l,m, таким образом, что каждое подмножество состоит только из тех элементов, причины изменения которых принадлежат этому же подмножеству. Будем называть такие подмножества классами зависимых прямых показателей (КЗПЩ. Формально существует пять возможных вариантов разбиения Р: т т \.К0; 2.K0uKi; 3.K0v{\jKt); 4. Kt; 5.\jK.,m 2, (3.7) /=i /=i первый из которых соответствует отсутствию внутренних причин в процессе изменении ПП.
Целью данного подраздела является исследование разнообразия возможных КЗПП и разработка качественного и количественного методов анализа причинно-следственных отношений в этих классах.
Необходимость такого исследования обусловлена тем, что алгоритмы поиска дефектов в экспертных системах в основном строятся исходя из предположения о независимости заданного множества дефектов. Независимость имеет место только для случая 1 из (3.7).
В случаях 2 и 3, когда в ОД кроме Ко существует один или т КЗПП КІ, добавив к К0 один (для случая 2) или т (для случая 3) особых элементов, получим класс независимых дефектов. Для случаев 4 и 5 заданное множество независимых дефектов получится, если в него включить по одному особому элементу из каждого К{ (в варианте 4 множество дефектов будет состоять из одного элемента). Особенность включаемых элементов будет рассмотрена ниже.
Расширив множество К0 одним элементом из каждого К{ и зафиксировав его как заданное множество дефектов, мы тем самым ограничиваем глубину поиска до класса зависимых дефектов. Но при этом обеспечиваются требование независимости дефектов и, как следствие, возможность использования простых вероятностных алгоритмов поиска. Если результат поиска соответствует особенному элементу, то это является сигналом для старта следующего алгоритма поиска внутри соответствующего КЗПП.
Анализ известных способов контроля функциональных диагностических блоков
При оценке тестовой сложности функциональных элементов по (4.1) неявно предполагалось использование допускового статического способа контроля. Он заключается в том, что на входы подаются сигналы, уровни которых принадлежат заданным допускам (отрезкам), и при этом выясняется принадлежность выходных сигналов к соответствующим выходным допускам в установившемся режиме функционального процесса.
Существует сравнительно небольшой класс технических объектов, потребительские свойства которых зависят от их поведения в неустановившихся или переходных режимах. К этому классу относятся, например, высокоточные и скоростные САУ. Такие объекты принято называть динамическими [133,85,87,208]. Динамический способ контроля подобных объектов предполагает следующее: подачу такого специального тестового сигнала, который возбуждает переходный процесс; фиксацию выходной реакции и сравнение её с эталонной. Данный способ контроля накладывает ряд ограничений на характеристики функциональных элементов. Во-первых, он реализуем только на функционирующем ФДБ. Если текущие дефекты ФДБ таковы, что функциональный процесс в ОД не запускается, то этот способ физически не реализуем из-за невозможности измерения динамических характеристик.
Во-вторых, когда динамический способ используют для поиска дефектов, тогда каждому ФДБ ставят в соответствие ФФБ - типовой динамический элемент с известной передаточной функцией. Считают, что передаточная функция задает эталонные реакции ФДБ. Используя технологию параметрической идентификации, по разности экспериментальной и эталонной реакций вычисляют отклонения коэффициентов передаточной функции и по ним формируют суждения о исправности блока. Однако коэффициенты передаточной функции (например, для апериодического звена первого порядка - постоянная времени и коэффициент усиления) характеризуют, как правило, такие физические параметры ФДБ, которые при эксплуатации практически не изменяются, т.е. они не чувствительны к физическим дефектам. Например, постоянная времени датчика температуры определяется отношением cG/kF, где с - средняя удельная теплоемкость датчика; G - вес датчика; к - коэффициент теплопередачи; F - площадь контакта датчика со средой.
В-третьих, динамические свойства объекта диагностирования обычно изменяются вследствие нарушения регулировочных параметров. Регулировка таких параметров регламентируется инструкциями по техническому обслуживанию и поэтому их поиск теряет логический смысл.
В-четвертых, при использовании «ГЛРовского» математического аппарата ФФБ имеет ограничение на число входных и выходных каналов. Это число всегда равно единице. Поэтому когда ФДБ типа (N:M) ставят в соответствие ФФБ типа (1:1), это означает, что все физические каналы ФДБ кроме двух должны быть зафиксированы на определённом неизменном уровне. А это требование в диагностическом эксперименте может быть физически не реализуемо.
Кроме того, практическая реализация динамических тестовых воздействий часто связана с непреодолимыми трудностями. Таким образом, ФФБ в динамическом способе контроля - это элемент с сигнальной сложностью, определяемой числом отчетов при измерении переходной характеристики типа (1:1), память в котором может быть задана начальными условиями соответствующего дифференциального уравнения. Из таких блоков строят динамические ДМ.
Во многих случаях допусковый способ контроля ФДБ исследуется на основе ФФБ, называемых логическими блоками. В принятой выше классификации логический блок имеет тип (N:l) и однородную сигнальную сложность на каждом внешнем канале равную двум -{«сигнал в допуске», «сигнал вне допуска»}. Схемы, построенные из таких блоков, называют логическими ДМ [135]. Они практически аналогичны комбинационным схемам [101]. Если в ЛБ убрать ограничение на число выходов и допустить наличие памяти, то получим модель ФДБ в виде автомата с памятью. Такие блоки в дискретной диагностике рассматривают в качестве самостоятельных ОД [209].
Каковы логические возможности теории распознавания образов в отношении контроля ФДБ (параметрический контроль)? Исходной диагностической информацией являются значения сигналов на внешних каналах. Комплексный набор этих (N+M) значений (входных и выходных) в соответствии с параметрическим способом контроля образует точку в fJV+Л/)-мерном пространстве. По принадлежности этой точки одной из предварительно выделенных областей судят об исправности ФДБ. Известно, что практическая применимость параметрического способа обосновывается гипотезой компактности [20,66,189]. Сложность проблемы компактности определяется в первую очередь размерностью пространства параметров. Если N 1, то реальна такая ситуация, при которой дефекты искажают выходные сигналы не на всех тестовых наборах. Кроме того, в определенных внутренних состояниях дефекты могут не влиять на выход на всех тестовых наборах.
