Проектирование алгоритмов диагностирования

АЛГОРИТМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

 

Как говорилось выше, диагностирование сложных объектов часто требует автоматизации. При этом предписанная последовательность определяется соответствующим алгоритмом.

Алгоритм диагностирования – это совокупность предписаний в виде последовательности проверок и правил обработки их результатов с целью постановки диагноза.

Алгоритм диагностирования автомобиля, в общем случае включает в себя алгоритм определения работоспособности и алгоритм локализации неисправностей.

Вертикальная ветвь этого алгоритма представляет систему последовательного поиска основного алгоритма. В процессе диагностирования возможны два исхода:

- положительный, если выходной параметр не превышает нормы (Да);

- отрицательный, если выходной параметр превышает норму (Нет).

В первом случае осуществляется очередной шаг, а во втором – начинают поиск неисправности по особому алгоритму (боковые ветви).

Рассмотрим укрупненный алгоритм диагностирования технического состояния двигателя автомобиля. Диагностические параметры:

 

 

S₁, S₂, S₃ – параметры, определяющие основные функциональные параметры объекта (мощность, топливная экономичность, тормозной путь).

S_2.1, S_3.1 – параметры локализующие неисправность.

При проверке тормозной системы автомобиля с пневмаатическим приводом:

S₁ – свободный ход педали;

S₂ – давление воздуха в системе;

S₃ – усилие на прокручивание колес;

S₄ – тормозная сила на колесах;

S_2.1 – утечки воздуха в системе;

S_2.2 – регулятор давления.

 

Проектирование алгоритмов диагностирования

 

Проектируют алгоритмы диагностирования разными методами. Рассмотрим некоторые из них.

Метод “время–вероятность”.

Пусть мы имеем значения относительных вероятностей P_i отдельных неисправностей, также знаем количество рабочего времени необходимого для проведения каждой проверки.

В этом случае составлдяют отношение , где t – время, необходимое для проверки данного конкретного узла, детали, а P_i – вероятность наличия неисправности в данном блоке. Тогда поиск неисправности проводится в порядке увеличения этого соотношения.

Пример: установлено что устройство, состоящее из пяти блоков, неисправно. Известно, что на проверку первого блока требуется 1 час, на проверку второго блока – 2 часа, на проверку третьего блока – 3 часа, 4-го – 4часа, 5-го – 5 часов рабочего времени. Известно также, что в среднем в 30% случаев неисправность устройства происходит из-за неисправности третьего блока, в 25% – четвертого блока, в 25% – пятого блока, в 15% – второго блока и в 5% – первого блока.

Составляем отношение для каждого блока:

; ; ; ;

 

 

Проверка начинается с блока, имеющего наименьшую величину отношения . Следовательно, поиск неисправности начинается с проверкитретьего блока, далее второй блок, четвертый блок, первый или пятый блок.

Применение этого метода проектирования алгоритма позволяет быстро найти большинство встречающихся неисправностей. Однако редко встречающиеся неисправностинайти очень трудно. Так как по этому методу не учитываются взаимосвязи блоков, то потребное для нахождения число проверок может колебаться от одной (т.е. обнаруживается неисправность в первом же проверяемом блоке) до числа равного числу блоковсистемы (неисправность в последнем проверяемом блоке).

Метод половинного разбиения.

Он применяется в основном для диагностирования последовательно соединенных элементов. Таких последовательных цепей в автомобиле можно найти: последовательность зубчатых зацеплений в коробке передач или последовательные цепи в электрооборудовании.

Есть две разновидности метода половинного разбиения: без использования вероятности отказов и с использованием вероятности отказов элементов.

По первой разновидности метода цепь разбивается на две равные части и первая проверка проводится посредине. Каждая последующая проверка идет посредине оставшейся части цепи.

По второй разновидности метода первую проверку проводят в месте соединения элементов, там где сумма вероятностей справа и слева равны. Если результаты первой проверки отрицательны, то оставшаяся часть цепи разбивается аналогично.

Метод половинного разбиения позволяет уменьшить возможное число необходимых проверок. В приведенной схеме нужно максимум четыре проверки, в то время как по методу “время – стоимость” для той же схемы нужны минимум – одна и максимум двенадцать проверок.

В реальных условиях проектирования алгоритмов диагностирования, когда разработчику известны ориентировочные затраты времени на проверки и вероятности отказов элементов также известны, чаще всего ипользуют комбинированный метод.

По этому методу составляется программа поиска неисправностей точно такж, как и по методу половинного разбиения.

Затем полученная программа корректируется по методу “время – вероятность”.

Критерии для выбора метода проектирования алгоритмов следующие.

 

1.Мало взаимосвязей между блоками. 2.Известны данные о трудозатратах и вероятности неисправностей.	“Время – вероятность”
1.Неизвестны трудозатраты и вероятности неисправностей. 2. Имеются взаимосвязи блоков. 3.Если выбор проводится по условию минимума наибольшего количества проверок.	“Половинного разбиения”

 

1.Имеются взаимосвязи блоков. 2.Известны данные о трудозатратах и вероятности неисправностей.

Комбинированный метод