романович. Романович Ж.А. Диагностирование, ремонт и техническое обслуживан. Учебник 3е издание
 Скачать 4.17 Mb.
|
|
Рисунок 10.2 — Пример оптимизации очередности выполнения проверок единственный путь, указанный стрелами. Значения проверок на этих путях образуют строки таблицы связей, соответству- ющей префиксному коду с минимальной избыточностью, пока- занному на рисунке 10.2, б. Очередность выполнения проверок при поиске места отка- за задается схемой (графом) условного алгоритма диагностиро- вания на рисунке 10.2, в. Среднее число выполняемых проверок при поиске места отказа составляет приблизительно 2,8. 302 Контрольные вопросы 1. Поясните переход от условий различения отказов по двудольному орграфу к ограничениям в задаче линейного це- лочисленного программирования. 2. Как уменьшить число переменных и ограничений в за- даче линейного целочисленного программирования? 3. Сфомулируйте и поясните необходимое условие исклю- чения проверки при выборе проверок для поиска места отказа с минимальными затратами по эвристическому алгоритму ис- ключения. 4. Как выбрать проверки для поиска места кратного отказа с минимальными затратами по эвристическому алгоритму ис- ключения? 5. Почему эвристический алгоритм выбора проверок для поиска места отказа не гарантирует достижения минимального значения целевой функции? 6. Запишите и поясните с помощью графа алгоритма поис- ка места отказа формулу определения среднего числа прове- рок для поиска места отказа. 7. Сформулируйте и докажите теорему, используемую при выборе проверки для усечения таблицы связей. 8. Как осуществляется усечение и редуцирование таблицы связей при одинаковых вероятностях отказов? 9. Поясните идею минимизации среднего числа проверок для поиска места отказа по графу алгоритма поиска места отказа. Список литературы 1. Бункин А. В. Справочник по оптимизационным задачам в АСУ/ В. А. Бункин, Д. Колев, Б. Я. Курицкий и др. — Л.: Ма- шиностроение, 1984. — 212 с. 2. Карибский В. В. Анализ систем для контроля работоспо- собности и диагностики неисправностей // Автоматика и теле- механика. — 1965. — №2. — С. 308–314. 3. Киншт Н. В. О критериях оптимизации процесса по- иска неисправностей // Изв. СО АН СССР: Сер. техн. наук. — 1965. — № 10. — Вып.3. — С. 3–11. 303 4. Кузнецов П. И. Контроль и поиск неисправностей в слож- ных системах (Методы статистической оптимизации контроля работоспособности и поиска неисправностей в электротехничес- ких и радиоэлектронных системах) / П. И. Кузнецов, Л. А. Пче- линцев, В. С. Гайденко. — М.: Сов. Радио, 1969. — 240 с. 5. Латинский С. М. Теория и практика эксплуатации ра- диоэлектронных систем / С. М. Латинский, В. И. Шарапов, С. П. Ксенз, С. С. Афанасьев / Под ред. С. М. Латинского. — М.: Сов радио, 1970. — 432 с. 6. Линковский Г. Б. Среднее время поиска неисправностей в системе электрических блоков / Г. Б. Линковский, В. Ф. Кра- пивин // Изв. вузов: Электромеханика. — 1962. — № 9. 7. Линковский Г. Б. Элементарное обоснование принципа Беллмана для поиска неисправностей в системе блоков с раз- ными временами отказов и временами поиска // Изв. Вузов: Энергетика. — 1961. — № 3. 8. Осис Я. Я. Минимизация числа точек контроля // Авто- матическое управление. — Рига: Зинатне, 1967. — С. 173–179. 9. Пархоменко П. П. Основы технической диагностики: (Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратур- ные средства) / П. П. Пархоменко, Е. С. Согомонян / Под ред П. П. Пархоменко. — М.: Энергия, 1981. — 320 с. 10. Пашковский Г. С. Задачи оптимального обнаружения и поиска отказов в РЭА / Под ред И. А. Ушакова. — М.: Радио и связь, 1981. — 280 с. 11. Свами М. Графы, сети и алгоритмы/ М. Свами, К. Тху- ласираман / Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 455 с. 12. Тимонен Л. С. О построении оптимальных программ диагностики состояния сложных технических систем // Тех- ническая кибернетика. — 1966. — № 1. 13. Тимонен Л. С. О построении оптимальных программ контроля работоспособности //Автометрия. — 1966. — № 4. 14. Убар Р. Р. О выборе контролируемых параметров // Автоматика и вычислительная техника. — 1971. — № 3. 15. Ушаков И. А. Определение оптимального порядка кон- троля элементов с целью проверки работоспособности аппара- 304 туры // Оптимальные задачи надежности. — М.: Изд-во стан- дартов, 1968. — С. 221–229. 16. Ушаков И. А. Оптимальные задачи надежности (Мате- риалы лекций, прочитанных в Политехническом музее на се- минаре по надежности и прогрессивным методам контроля ка- чества). — М.: Знание, 1971. — 48 с. 17. Фандеев В. П. Теоретические основы оптимизации об- наружения отказов и поиска места отказа: Учебн. пособие. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. — 60 с. 18. Фрейман М. И. Реализация на ЭВМ алгоритма метода ветвей и границ для построения программ технической диа- гностики / М. И. Фрейман, В. И. Шарапов // Техническая диа- гностика: Труды I всесоюзного совещания по технической диа- гностике. — М.: Наука, 1972. — С. 265–270. 19. Чернышов Ю. О. Выбор параметров контроля парал- лельных вычислительных структур методом кратчайшего пути // Вопросы технической диагностики. — Ростов: Ростов. инж.-строит. ин-т, 1978. — Вып. 18. — С. 108–115. 20. Шаронов В. И. Применение теории графов для решения задачи контроля работоспособности радиоэлектронных сис- тем // Материалы республиканской конференции. — Минск, 1967. 21. Шило В. Н. Диагностирование отказов систем вооруже- ния: Краткий текст лекций. — Министерство обороны СССР, 1978. — 42 с. 22. Яблонский С. В. Введение в дискретную математику. — М.: Наука, 1979. — 272 с. 305 Приложение 1 Примеры вариантов решений по приспособленности к диагностированию Ва- риант Вид СТД Описание работ при подготовке объекта к диагностированию Способ сопряжения объекта и СТД Способ унификации сигналов в каналах связи 12 3 4 5 1 Встроен- ные Работы отсутствуют, не считая операций по выведению объекта на режим диагностиро- вания Не регламентируется Не регламентируется 2 Встро- енные и внешние Монтажно-демонтаж- ные работы только в случаях, когда не- обходим демонтаж составной части для имитирования условий ее функционирования с помощью СТД Централизованный унифицирован- ный соединитель (соединители) для сопряжения объекта или его состав- ной части с внешними СТД. Сопря- жение объекта с внешними СТД для передачи механических воздейс- твий — по внешним поверхностям составных частей и органам управ- ления (установка объекта на стенд, установка приспособления на орган управления) Сигналы для встроен- ных СТД не регламен- тируются. Сигналы в каналах связи с вне- шними СТД унифици- рованы встроенными и (или) внешними преобразователями 3 Внешние То же То же Сигналы в каналах связи с внешними СТД унифицированы внешними преобразо- вателями 306 12 3 4 5 4 Встро- енные и внешние То же и работы по обеспечению доступа к контрольным точкам: вскрытие люков, кры- шек и т. д.; установка измерительных преоб- разователей, приборов и устройств Контрольные точки для внешних СТД выведены на поверхности составных частей. Предусмотре- ны конструктивные элементы для установки измерительных преоб- разователей, приборов и устройств. Места присоединения внешних СТД распределены по объекту, находятся в легкодоступных местах. Устройства сопряжения унифицированы. Сопря- жение с внешними СТД для передачи механических воздействий — по внешним поверхностям составных частей и органам управления Сигналы для встроен- ных СТД не регламен- тируются. Сигналы в каналах связи с вне- шними СТД унифици- рованы встроенными и (или) внешними преобразователями и (или) с помощью преобразователей, устанавливаемых на объект при подготовке к диагностированию 5 Внешние То же То же Сигналы в каналах связи с внешними СТД унифицированы внешними преобра- зователями и (или) с помощью преобразо- вателей, устанавли- ваемых на объект при подготовке к диагнос- тированию Продлжене таблицы 307 12 3 4 5 6 Внешние Монтажно-демонтаж- ные работы со снятием отдельных составных частей для диагности- рования вне объекта, обеспечения доступа к контрольным точкам. Установка технологи- ческих переходников, в том числе с разры- вом электрических, механических цепей и гидропневмосистем. Установка измери- тельных преобразо- вателей, приборов и устройств. Подклюю- чение СТД Контрольные точки выведены на внешние поверхности составных час- тей. Предусмотрены конструктивные элементы для установки измери- тельных преобразователей, приборов и устройств. Места подсоединения СТД распределены по объекту. Уст- ройства сопряжения унифицирова- ны. Сопряжение с СТД для передачи механических воздействий — по внешним поверхностям составных частей и органам управления Не регламентируется Окончание таблицы 308 Приложение 2 Задания на практические занятия Задание № 1 Разработать диагностическую модель объекта, схема ко- торого показана на рисунке 1, модели блоков представлены в таблице 1 заданием дуг двудольных орграфов. Наличие и от- сутствие дуги обозначаются символами 1 и 0 соответственно. Отчет по работе должен содержать титульный лист, ис- ходные данные для заданного варианта, результаты разработ- ки графических и табличных моделей работоспособного и отка- завшего объекта. • Блок 1 Блок 2 Блок 3 Блок 4 f 11 • • f 12 f 21 f 22 f 23 f 32 f 31 f 41 f 42 f 45 f 44 f 43 r 41 r 42 r 21 r 22 r 23 r 32 r 31 f 13 r 11 r 12 r 13 r 24 Рисунок 1 — Функциональная схема объекта 309 Таблица 1 Модели блоков Дуги Варианты задания дуг двудольных орграфов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (f 11 ,r 11 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 11 ,r 12 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 11 ,r 13 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 12 ,r 11 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 12 ,r 12 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 12 ,r 13 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 13 ,r 13 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 21 ,r 21 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 21 ,r 22 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 21 ,r 23 ) 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 22 ,r 22 ) 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 (f 22 ,r 23 ) 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 31 ,r 32 ) 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 32 ,r 31 ) 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 32 ,r 32 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 (f 41 ,r 41 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 41 ,r 42 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 (f 42 ,r 41 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 (f 42 ,r 42 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 43 ,r 41 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 (f 43 ,r 42 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 (f 44 ,r 41 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (f 45 ,r 42 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 310 Задание № 2 Выбрать проверки для обнаружения отказов с минималь- ными затратами по алгоритму Баллаша при исходных данных, представленных таблицей связей 9.1 и значениями затрат на выполнение проверок, указанными в таблице 2. Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, аналитическое представление за- дачи, результаты решения по алгоритму Баллаша, оптималь- ное решение. Таблица 2 Значения затрат на выполнение проверок Обозначение Варианты значений затрат в условных единицах 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 с 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 с 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 с 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 с 4 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 с 5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 с 6 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 с 1 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 с 2 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 с 3 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 с 4 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 с 5 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 с 6 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Задание № 3 Выбрать проверки для обнаружения отказов с минималь- ными затратами по эвристическому алгоритму исключения при исходных данных, представленных таблицей связей 9.1 и значениями затрат на выполнение проверок, указанными в таблице 2. 311 Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, результаты решения по эвристи- ческому алгоритму исключения, оптимальное решение. Задание № 4 Выбрать проверки для обнаружения отказов с минималь- ными затратами методом ветвей и границ при исходных дан- ных, представленных таблицей связей 9.1 и значениями затрат на выполнение проверок, указанными в таблице 2. Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, результаты решения методом ветвей и границ, оптимальное решение. Задание № 5 Выбрать очередность выполнения проверок для обнару- жения отказов с минимальными средними затратами методом ветвей и границ при исходных данных, представленных табли- цей связей 9.4, вероятностями отказов p(e 1 ) = p(e 2 ) = 0,01, p(e 3 ) = = p(e 4 ) = 0,015, p(e 5 ) = p(e 6 ) = 0,05 и работоспособного состояния p(e 0 )=0,85, значениями затрат на выполнение проверок, ука- занными в таблице 3. Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, результаты вычислений нижних границ средних затрат, сформированные дерево комбинаций очередности выполнения проверок, граф оптимального алго- ритма контроля работоспособности. Таблица 3 Значения затрат на выполнение проверок Проверки Варианты значений затрат в условных единицах 1 2 3 4 5 6 7 8 9 u 3 3 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 u 5 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 u 6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 312 Продолжение таблицы 3 Проверки Варианты значений затрат в условных единицах 10 11 12 13 14 15 16 17 18 u 3 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 u 5 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 u 6 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 Задание № 6 Определить области одиночного и кратного отказов по диа- гностической модели, представленной таблицей 4, для сочета- ний результатов проверок при контроле работоспособности объекта, указанных в таблице 5. Отчет по работе должен содержать титульный лист, ис- ходные данные для заданного варианта, описание методики, результаты локализации места одиночного и кратного отказов. Таблица 4 Таблица связей E u 4 u 8 u 9 u 10 e 0 1 1 1 1 e 1 0 1 0 0 e 2 1 0 0 0 e 3 1 0 0 0 e 4 0 1 1 1 e 5 1 1 0 0 e 8 1 0 1 1 e 9 1 1 0 1 e 10 1 1 1 0 313 Таблица 5 Сочетания результатов проверок при контроле работоспособности Проверки Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 Результаты проверок u 4 0 0 0 0 0 0 0 0 u 8 0 0 0 0 1 1 1 1 u 9 0 0 1 1 0 0 1 1 u 10 0 1 0 1 0 1 0 1 Продолжение таблицы 5 Проверки Варианты 9 10 11 12 13 14 15 Результаты проверок u 4 1 1 1 1 1 1 1 u 8 0 0 0 0 1 1 1 u 9 0 0 1 1 0 0 1 u 10 0 1 0 1 0 1 0 Задание № 7 Выбрать проверки для поиска места отказа с минималь- ными затратами по алгоритму Баллаша при исходных данных, представленных таблицей связей 10.1 и значениями затрат на выполнение проверок, указанными в таблице 2. Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, аналитическое представление за- дачи, результаты решения по алгоритму Баллаша, оптималь- ное решение. Задание № 8 Выбрать проверки для поиска места отказа с минималь- ными затратами по эвристическому алгоритму исключения при исходных данных, представленных таблицей связей 10.1 314 и значениями затрат на выполнение проверок, указанными в таблице 2. Отчет должен содержать титульный лист, исходные дан- ные для заданного варианта, результаты решения по эвристи- ческому алгоритму исключения, оптимальное решение. Задание № 9 Выбрать проверки для поиска места кратного отказа с ми- нимальными затратами по эвристическому алгоритму исклю- чения и моделям, сформированным при выполнении задания № 1. Отказы одиночные, затраты на выполнение проверок оди- наковые. Отчет должен содержать титульный лист, модели, исполь- зуемые для решения задачи, результаты решения по эвристи- ческому алгоритму исключения, оптимальное решение. Задание № 10 Выбрать очередность выполнения проверок для поиска места отказа с минимальным средним числом проверок по эв- ристическому алгоритму и таблице связей 10.4 при вероятнос- тях отказов, указанных в таблице 6. Отчет должен содержать титульный лист, исходные данные для заданного варианта, схему поэтапного усечения и редуцирования таблицы связей, префиксный код с мини- мальной избыточностью, схему условного алгоритма диагнос- тирования, вычисленное значение среднего числа выполняе- мых проверок. 315 Таблица 6 Значения вероятностей отказов Отказы Варианты значений вероятностей отказов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 e 1 0,1 0,15 0,25 0,1 0,3 0,05 0,05 0,08 0,1 0,05 0,05 e 2 0,15 0,1 0,1 0,15 0,05 0,35 0,05 0,12 0,1 0.1 0,05 e 3 0,25 0,25 0,15 0,20 0,05 0,1 0,4 0,18 0,15 0,1 0,25 e 4 0,1 0,15 0,25 0,25 0,1 0,2 0,2 0,22 0,15 0,45 0,2 e 5 0,15 0,1 0,1 0,15 0,25 0,25 0,15 0,1 0,4 0,05 0,25 e 6 0,25 0,25 0,15 0,15 0,25 0,05 0,15 0,3 0,1 0,25 0,2 Продолжение таблицы 6 Отказы Варианты значений вероятностей отказов 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 e 1 0,1 0,15 0,25 0,25 0,1 0,2 0,2 0,22 0,15 0,45 0,2 e 2 0,15 0,1 0,1 0,15 0,25 0,25 0,15 0,1 0,4 0,05 0,25 e 3 0,25 0,25 0,15 0,15 0,25 0,05 0,15 0,3 0,1 0,25 0,2 e 4 0,25 0,25 0,15 0,20 0,05 0,1 0,4 0,18 0,15 0,1 0,25 e 5 0,15 0,1 0,1 0,15 0,05 0,35 0,05 0,12 0,1 0.1 0,05 e 6 0,1 0,15 0,25 0,1 0,3 0,05 0,05 0,08 0,1 0,05 0,05 Главный редактор — А. Е. Илларионова Редактор — В. Н. Рогожкин Художник — В. А. Антипов Верстка — Н. В. Байкова Корректор — В. Ш. Мерзлякова Ответственный за выпуск — С. М. Паскевич Учебное издание Романович Ж. А., Скрябин В. А., Фандеев В. П., Цыпин Б. В. Диагностирование, ремонт и техническое обслуживание систем управления бытовых машин и приборов Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.007399.06.09 от 26.06.2009 г. Подписано в печать 20.06.2015. Формат 60 ×84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная № 1. Печ. л. 19,75. Тираж 500 экз. Издательско-торговая корпорация “Дашков и К°” 129347, Москва, Ярославское шоссе, д. 142, к. 732. Для писем: 129347, Москва, п/о И-347. Тел./факс: 8 (499) 182-01-58, 182-11-79, 183-93-01. E-mail: sales@dashkov.ru — отдел продаж; office@dashkov.ru — офис; http://www.dashkov.ru Отпечатано в ГУП Академиздатцентр «Наука» РАН, ОП Производственно-издательский комбинат «ВИНИТИ»-«Наука», 140014, Московская обл., г. Люберцы, Октябрьский пр-т, д. 403. Тел./факс: 554-21-86, 554-25-97, 974-69-76. |