Забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів на етапі автоматизованого проектування

- включати до середньоквадратичної функції похибки (2) додаткові точки на вихідних характеристиках або додаткові вихідні характеристики.

Також у цьому розділі наведено алгоритм автоматизованого діагностування параметрів ЕРЕ на етапах виробництва й експлуатації ППС, згідно з яким за допомогою контрольно-вимірювальної апаратури на пристрій подаються стимульовані сигнали й вимірюються вихідні характеристики, відібрані на етапі забезпечення діагностованості. Після цього за виміряними характеристиками розраховуються значення параметрів і режимів роботи, які порівнюються з допустимими.

Перед проведенням діагностування на етапі експлуатації ППС необхідно розрахувати поточні експлуатаційні відбракувальні допуски на параметри елементів для визначення технічного стану на даний момент. Якщо причини відмов вивчені, функції щільності розподілу ймовірності розкиду параметрів досліджені, технологічні процеси виконуються точно і матеріали мають високу чистоту, то деградаційні процеси, хоча і є випадковими, можна вважати близькими до детермінованих. Для такого випадку отримані формули, що дозволяють розраховувати експлуатаційні відбракувальні значення параметрів у залежності від температури й часу експлуатації

 ;  ,

де  ,   – верхнє і нижнє відбракувальні значення параметрів,  

 ,   – верхній і нижній коефіцієнти пропорційності для несиметричного закону розподілу,

 - математичне очікування відхиленого фактичного значення параметра qВІДХ,

 - сумарне середньоквадратичне відхилення параметра qВІДХ.

Математичне очікування й сумарне середньоквадратичне відхилення параметра з урахуванням відсутності кореляції розраховуються за допомогою виразів

 ,  

 ,

де qНОМ – номінальне значення параметра,

 Т – різниця між фактичною температурою елемента і нормальною температурою,

t ЗБ – час зберігання електрорадіоелемента,

tЕ – час експлуатації електрорадіоелемента,

  – математичні очікування температурного коефіцієнта , коефіцієнтів старіння при зберіганні ЗБ і експлуатації ,

  – середньоквадратичні відхилення, зумовлені технологією виготовлення, впливом температури, часом зберігання й часом експлуатації.

У третьому розділі наведені результати розробки програмного комплексу автоматизованого проектування ППС з урахуванням забезпечення їх діагностованості, в основу математичного забезпечення якого покладені розроблені метод, модель і алгоритм проектування.

У розділі відображені наступні питання створення програмного комплексу: аналіз основних вимог до комплексу; розробка структурної схеми й алгоритму функціонування комплексу; програмна реалізація комплексу.

На основі аналізу вимог, що ставляться до програмного комплексу, отримано структуру, розроблено алгоритм функціонування і визначено склад комплексу, який наведений на рис. 2.

Структурне розподілення комплексу на ряд функціональних блоків виконане у відповідності з основними задачами, що вирішуються програмним комплексом у процесі його функціонування з метою забезпечення діагностованості ППС на стадії його проектування або діагностування до рівня параметрів елементів схеми в процесі як виробництва, так і експлуатації.

Кожний блок структурної схеми являє собою набір програмних модулів, об'єднаних у блок, за функціональним призначенням. Програмні модулі вирішують часткові задачі з реалізації окремих методів і обчислювальних процедур. Блочно-модульна структура комплексу дозволяє більш ефективно доповнювати комплекс іншими функціональними блоками й програмними модулями, що поширюють його можливості, а також використовувати вже наявні блоки, що входять до складу системи МАЕС-П.

Програмна реалізація комплексу виконана на мові С++ з урахуванням принципів об’єктно-орієнтованого програмування, та з використанням певних окремих рішень і практичних рекомендацій, які дозволили підвищити ефективність роботи комплексу з точки зору витрат оперативної пам'яті ЕОМ і витрат машинного часу, необхідних при функціонуванні комплексу.

У четвертому розділі дисертаційної роботи наведені результати розробки методики проектування ППС з урахуванням їх діагностованості, яка включає:

- методику дослідження й забезпечення діагностованості ППС на етапі їх проектування;

- методику автоматизованого діагностування до рівня параметрів елементів на етапах

виробництва й експлуатації.

Розроблена методика дослідження й забезпечення діагностованості ППС на етапі його проектування дозволяє на ранніх стадіях етапу проектування вибрати ефективні стимульовані сигнали й інформативні контрольовані сигнали, достатні для однозначного визначення дійсних значень усіх електричних параметрів ЕРЕ, що діагностуються, перевірити міру діагностованості розрахунком рангу тестової матриці, врахувати похибки вимірювальних приладів при ідентифікації параметрів схеми, розрахувати мінімально можливе значення критерію оптимізації.

Розроблена методика автоматизованого діагностування параметрів ЕРЕ на етапах виробництва й експлуатації ППС дозволяє шляхом математичного моделювання визначити фактичні значення параметрів елементів і їхні режими роботи, на основі стимульованих сигналів і виміряних вихідних характеристик, які вибрані на етапі забезпечення діагностованості ППС. Гранично допустимі значення параметрів елементів ППС розраховуються на етапі виробництва через технологічні допуски й номінальні значення параметрів; на етапі експлуатації при розрахунку додатково враховуються умови експлуатації. Розроблена методика заснована на використанні програмного комплексу діагностування в складі системи МАЕС-П і орієнтована на застосування апаратних засобів, які використовуються при традиційних методах неруйнувального вихідного контролю ППС, не вимагає додаткових матеріальних витрат і дозволяє тільки за рахунок деяких тимчасових витрат (аналіз схеми на ЕОМ) істотно підвищити глибину діагностування (до значення параметра окремого елемента і його режиму роботи), і, завдяки цьому, дозволяє виявляти дефекти, які традиційними методами діагностування не виявляються.

У даному розділі наведено також результати досліджень з перевірки правильності розроблених методів, алгоритму й програмних засобів і з оцінки точності розробленої моделі.

Експерименти проводилися на прикладах пасивного фільтра нижніх частот, резонансного підсилювача й універсального активного фільтра. Були зібрані макети цих пристроїв, причому перед установленням у схему фактичні значення параметрів елементів були виміряні заздалегідь. Після цього в досліджувані ППС вносилися різноманітні