ССОД НГТУНГТУ Контроль и диагностика

ССОД НГТУНГТУ Информационно- измерительные системы Измерения Контроль Диагностика Распознавание образов

ССОД НГТУНГТУ Измерительные системы Измерение – определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Результат измерения – численное отношение между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения.

ССОД НГТУНГТУ Системы контроля Контроль – установление соответствия между состоянием объекта и заданной нормой, определяющей качественно различные области его состояния. Результат контроля – количественно определенное суждение о состоянии объекта.

ССОД НГТУНГТУ Задачи контроля 1.Проверка исправности 2.Проверка работоспособности 3.Проверка правильности функционирования

ССОД НГТУНГТУ Системы диагностики Диагностирование – определение, в каком из множества возможных состояний находится объект Результат диагностирования – диагноз – заключение о состоянии объекта * * * * * * * * * Если мощность множества возможных состояний равно 2, результат диагностирования результат контроля

ССОД НГТУНГТУ Классификация систем контроля Контроль параметров объекта или функций от них Контроль активных или пассивных величин Контролируемые параметры – независимые или зависимые Сравнение с уставками – аналоговое или цифровое Структура системы – последовательная или параллельная Система универсальная или специализированная Система внешняя или встроенная Контроль текущего состояния или прогноз Контроль одно- или многоальтернативный

ССОД НГТУНГТУ Операции, выполняемые в системах контроля 1.Восприятие контролируемых величин 2.Формирование норм (уставок) 3.Сравнение контролируемых величин с уставками 4.Формирование суждений о состоянии объекта 5.Вывод результатов контроля (оператору, системе управления) 6.Самоконтроль 7.Измерение контролируемых величин 8.Обработка результатов измерения или контроля 9.Формирование тестовых сигналов 10. Промежуточные преобразования контролируемых величин

ССОД НГТУНГТУ Системы контроля Контролируемые параметры – величины, характеризующие состояние объекта: X = x 1, x 2,…, x n * * * * * * * * * Нормы (уставки) – значения параметров, по которым оценивается состояние объекта: аналоговые нормы: C = c 1, c 2,…, c n цифровые нормы: DC = Dc 1, Dc 2,…, Dc n

ССОД НГТУНГТУ Канал системы контроля (1) Описание норм (ОН) и сравнение в аналоговом виде 1 – датчик контролируемой величины 2 – устройство сравнения 3 – устройство анализа 4 – сигнальное или регистрирующее устройство 5 – устройство формирования уставок ОН F xixi cici

ССОД НГТУНГТУ Канал системы контроля (2) Описание норм и сравнение в цифровой форме 1 – датчик контролируемой величины 2 – аналого-цифровой преобразователь 3 – устройство сравнения 4 – устройство анализа 5 – сигнальное или регистрирующее устройство 6 – устройство формирования уставок 1 F 45 xixi 2 # ОН 6 Dc i # 3 #

ССОД НГТУНГТУ Канал системы контроля (3) Описание норм в цифровой, сравнение в аналоговой форме 1 – датчик контролируемой величины 2 – устройство сравнения 3 – устройство анализа 4 – сигнальное или регистрирующее устройство 5 – устройство формирования уставок 6 – цифро-аналоговый преобразователь 1 F 34 xixi Dc i ОН 5 # 6 # 2

ССОД НГТУНГТУ Характеристики систем контроля 1.Полнота 2.Достоверность 3.Погрешность измерения 4.Надежность 5.Производительность 6.Потребляемая энергия 7.Габаритные размеры, масса… 8.Эффективность

ССОД НГТУНГТУ Полнота контроля Характеризует степень охвата объекта операциями контроля Показатель структурный: V s = N кэ /N э Показатель параметрический: V p = P кп /P п Показатель функциональный: V f = F кф /F ф Показатель информационный: V i = I к /I Показатель надежностный:V p = Q к /Q

ССОД НГТУНГТУ Оценка полноты контроля по надежности (1) (2)(3) при t

ССОД НГТУНГТУ Достоверность контроля Характеризует степень доверия к результатам контроля Пусть x – контролируемый параметр – случайная величина, распределение вероятностей значений которой f(x) подчиняется нормальному закону x – среднеквадратическое отклонение mx mx – математическое ожидание

ССОД НГТУНГТУ Распределение контролируемого параметра WnWn сlсl сhсh WhWh WlWl сl сl и сh сh – нижняя и верхняя уставки

ССОД НГТУНГТУ Количество годных и бракованных (погрешностей средств контроля нет) Доля годных объектов:(1) Доля негодных объектов: W f = W l + W h (2) (2а) (2б) где:

ССОД НГТУНГТУ Погрешности средств контроля Пусть средства контроля обладают случайной погрешностью y – распределение вероятностей значений которой (y) тоже подчиняется нормальному закону, причем my my = 0, y |ch |ch - сl|сl| WnWn сlсl сhсh WhWh WlWl (y)

ССОД НГТУНГТУ Контроль суперпозиции x и y Если случайные величины x и y независимы, то случайная величина z = x + y тоже распределена по нормальному закону, причем mz mz = m x +m y 2 z = 2 x + 2 y система контроля выдает ошибочное решение – исправные объекты классифицирует как брак, а неисправные интерпретирует, как годные. Возникают ошибки контроля!

ССОД НГТУНГТУ Решения в процессе контроля Действительное состояние объекта Результат контроля Ошибка контроля Объект в норме (исправен) Объект исправенНет ошибок Объект неисправен Ошибка 1-го рода Объект не в норме (неисправен) Объект исправен Ошибка 2-го рода Объект неисправен Нет ошибок

ССОД НГТУНГТУ Ошибки контроля Ошибка 1-го рода - риск изготовителя (риск поставщика, ошибка ложной тревоги) Ошибка 2-го рода – риск потребителя (ошибка пропуск цели) Процесс и ошибки контроля характеризуются вероятностями принятия правильных и неправильных решений

ССОД НГТУНГТУ Вероятность правильного решения относительно исправных изделий Доля исправных изделий, правильно интерпретируемых системой контроля cl cl x chch с h z = x + y сlсl (1)

ССОД НГТУНГТУ Вероятность правильного решения относительно неисправных изделий Доля неисправных изделий, правильно интерпретируемых системой контроля x с l или x сhсh (2а) (2б) z = x + y с l или z = x + y сhсh

ССОД НГТУНГТУ Ошибка первого рода ( ) Доля исправных изделий, неправильно бракуемых системой контроля ch ch x c l, а z = x + y с l или z = x + y сhсh (3)

ССОД НГТУНГТУ Ошибка второго рода рода ( ) Доля неисправных изделий, неправильно принимаемых системой контроля, как исправные x ch ch, а z = x + y сhсh или x cl cl, а z = x + y сlсl (4)

ССОД НГТУНГТУ Вероятности результатов контроля Вероятность неправильного результата контроля: P ош = + = W n-f + W f-n (5) Вероятность правильного результата контроля: D – оценка достоверности контроля: D = 1- P ош = 1 – (W n-f + W f-n ) = W n-n + W f-f (6)

ССОД НГТУНГТУ Надежность системы контроля 1.Среднее время наработки на отказ – Т0Т0 2.Среднее время восстановления работоспособности – ТmТm 3.Вероятность безотказной работы в течение заданного времени – P 0 (t) 4.Коэффициент готовности k ready – вероятность того, что в интервале 0 Т система исправна:

ССОД НГТУНГТУ Производительность системы контроля 1.Среднее время контроля – Тk Тk = T всп + Т ок + ТаТа 2.Производительность – количество объектов, которые могут быть проконтролированы за единицу времени: – интенсивность отказов системы контроля Tm Tm – среднее время нейтрализации отказов

ССОД НГТУНГТУ Показатели эффективности контроля Экономический показатель эффективности Затраты на организацию: C = Cc Cc + C э (T) + C р (p) Cc Cc – затраты на приобретение или изготовление САК C э (T) – затраты на эксплуатацию C р (p) – потери, связанные с отказом САК Экономия от снижения брака, штрафов и т.п. Информационный показатель эффективности Статистический показатель эффективности …….