Забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів на етапі автоматизованого проектування

12. Касьян Н. Н., Касьян К. Н. Диагностирование функциональных преобразователей // LIII научная сессия, посвященная Дню радио. Тезисы докладов. – М. : РНТОРЭС им. А. С. Попова. – 1998. – с. 51.

13. K. Kasyan, N. Kasyan. Diagnosing of Analog Electronic Circuits// Proceedings of International Conference TCSET'2000, February 14-19/- 2000. – Lviv-Slavsko, Ukraine. – p. 221-222.

14. Касьян Н. Н. Методика диагностирования аналоговых устройств функционального преобразования на этапе эксплуатации. Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий // Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 6. – Москва: НИИ «Автоэлектроника». – 2000. – с. 58-59.

15. Nikolay Kasyan. Method of the automated analysis and supports of the electrical characteristics of devices of functional conversion with a support diagnosing. Proceedings of the VI-th International Conference CADSM 2001, 12-17 February 2001, Lviv-Slavsko, Ukraine, p. 121-122.

16. Касьян Н. Н., Карпуков Л. М. Влияние погрешности измерительных приборов на точность идентификации параметров элементов устройств преобразования сигналов. Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий. // Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1. – Москва: ГНПО «Агат», 2001. -с. 124-125.

 

 

Касьян М. М. Забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів на етапі автоматизованого проектування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 13. 12 – системи автоматизації проектувальних робіт. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2001.

Дисертація присвячена питанням розробки забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів (ППС) на етапі автоматизованого проектування для подальшого діагностування пристроїв на етапах виробництва та експлуатації. У дисертації запропонована діагностична модель ППС, яка дозволяє реалізувати запропонований метод і враховує час, умови експлуатації та похибки вимірювальних приладів. Розроблено методику дослідження й забезпечення діагностованості ППС на етапі проектування на основі вибору стимульованих і контрольованих сигналів, оцінки діагностованості до рівня параметрів елементів за допомогою рангу тестової матриці й дослідження одноекстремальності цільової функції при визначенні діагностованих параметрів елементів. Розроблено програмний комплекс, який включає розрахункові та інтерфейсні модулі програми аналізу електронних схем МАЕС-П і нові модулі для забезпечення діагностованості й самого діагностування, що істотно розширює можливості програми. Експериментальні дослідження підтвердили правильність розроблених методів, моделі й програмних засобів. Результати роботи впроваджено в промисловості і в навчальний процес.

Ключові слова: автоматизація проектування, діагностування, математичне моделювання, оптимізація, програмний комплекс, функція чутливості, тестова матриця, ранг.

 

 

Касьян Н. Н. Обеспечение диагностируемости аналоговых устройств преобразования сигналов на этапе автоматизированного проектирования. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 13. 12-системы автоматизации проектных работ. -Национальный университет «Львівська політехніка», Львов, 2001.

Диссертация посвящена вопросам разработки обеспечения диагностируемости аналоговых устройств преобразования сигналов (УПС) на этапе автоматизированного проектирования для последующего диагностирования устройств до уровня параметров элементов на этапах производства и эксплуатации. По разработанным принципиальной электрической схеме и конструкции рассчитываются выходные характеристики с целью выбора эффективных тестовых сигналов и выходных характеристик, достаточных для однозначного определения всех диагностируемых параметров элементов.

При диагностировании УПС на этапах производства и эксплуатации с помощью контрольно-измерительной аппаратуры задаются тестовые входные воздействия и измеряются выходные характеристики. Граничные допустимые значения параметров элементов на этапе производства определяются через номинальные значения параметров элементов и технологические допуски. Граничные значения параметров элементов на этапе эксплуатации зависят от температуры элементов и времени эксплуатации и рассчитываются через отбраковочные допуски. Результаты измерений вместе с граничными допустимыми значениями параметров элементов вводятся в ЭВМ и, по заложенной программе, определяются фактические значения параметров элементов. Полученные фактические значения параметров элементов сравниваются с допустимыми и выдается решение о наличии или отсутствии дефекта

При разработке алгоритма анализа выходных характеристик УПС на основе его схемы решены вопросы выбора метода формирования аналитической модели и базиса независимых переменных, а также выбора эффективных численных методов решения аналитической модели с учетом ее особенностей. В качестве меры диагностируемости схемы до уровня параметра ЭРЭ на этапе проектирования используется ранг тестовой матрицы, составленной из функций чувствительности выходных характеристик к изменению параметров элементов для временной или частотной областей.

Идентификация параметров элементов УПС осуществляется минимизацией критерия среднеквадратической функции ошибки методом оптимизации Давидона-Флетчера-Пауэлла. Так как с математической точки зрения для различных схем УПС доказать одноэкстремальность среднеквадратической функции ошибки очень сложно, то в данном случае речь идет о проверке одноэкстремальности функции ошибки в исследуемой области. Т. е., если, начиная процесс оптимизации из различных точек, удается каждый раз попадать в один и тот же минимум среднеквадратической функции ошибки, то можно считать, что в исследуемой области она имеет один минимум. Перед проведением диагностирования на этапе эксплуатации УПС рассчитываются текущие эксплуатационные отбраковочные допуски на параметры элементов для определения технического состояния на данный момент. Если причины отказов изучены, технологические процессы выполняются точно и материалы имеют высокую чистоту, то деградационные процессы, хотя и являются случайными, но их можно считать близкими к детерминированным. Для такого случая получены формулы, позволяющие рассчитать эксплуатационные отбраковочные значения параметров в зависимости от температуры и времени эксплуатации.

Измерительные приборы имеют различную погрешность измерения в зависимости от вида и интервала измеряемых величин, диапазона частот. Поэтому, для повышения точности расчета параметров элементов схемы, в критерий среднеквадратической функции ошибки введены весовые коэффициенты важности составляющих критерия оптимизации, для расчета которых получена соответствующая формула. Для реализации метода разработан программный комплекс Он включает расчетные и интерфейсные модули программы анализа электронных схем МАЕС-П и новые модули, которые служат для обеспечения диагностируемости и самого диагностирования, и существенно расширяют возможности программы.

В диссертации также приведены результаты исследований по проверке правильности разработанных метода, алгоритма и программных средств и по оценке точности разработанной модели. Эксперименты проводились на примерах пассивного фильтра нижних частот, резонансного усилителя и универсального активного фильтра. Исследования показали, что все внесенные неисправности однозначно распознаются. При этом погрешности определения действительных значений параметров элементов не превысили 1% для пассивного фильтра и 3, 6% для резонансного усилителя и универсального активного фильтра.

Полученные в диссертационной работе результаты внедрены в процесс проектирования и производства на предприятиях НПП «ХАРТРОН-ЮКОМ» (г. Запорожье), государственном предприятии «Радиоприбор» (г. Запорожье), КБ «ИСКРА» и в учебный процесс Запорожского национального технического университета.

Ключевые слова: автоматизация проектирования, диагностирование, математическое моделирование, оптимизация, программный комплекс, функция чувствительности, тестовая матрица, ранг.

 

Kasyan N. N. A support diagnosing of analogue devices of conversion of signals at a stage of automated designing. – Manuscript.

Thesis on obtaining of a scientific degree of the candidate of engineering science behind a speciality 05. 13. 12 – system of automation projecting operations. – Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2001.

The thesis is devoted to problems of development of a support diagnosing of analogue devices of conversion of signals (DCS) at a stage of automated designing for further diagnosing of devices on production phases and maintenance. In a thesis the diagnostic model DCS is offered which allows to realize an offered method and takes into account time, operation condition and error of measuring instruments. Is developed the methodology of a research of a support diagnosing DCS on a design stage because of of choice of test and inspected signals, evaluation diagnosing up to a level of parameters of units with the help of of rank of a test matrix and research of one-extremeness of a criterion of an optimality at definition of diagnosed parameters of units. The program complex is developed which includes designed and interface units of the program of the analysis of electronic circuits МAES-II and new units for a support and diagnosing, which by an essential image expands possibilities of the program. The experimental researches have proved the developed methods, model and software. The outcomes of operation are introduced in industry and into the educational process.

Key words: automation of designing, diagnosing, mathematical simulation, optimization, program complex, function of sensitivity, test matrix.