Функции и особенности системы технической диагностики
Задачей систем технической диагностики (СТД) является установление места и причины неисправностей объектов диагностирования (ОД). Установление факта и места неисправностей в ОД путем определения состояния всех его элементов и связей обычно нецелесообразно или практически невозможно, поскольку для такого «стопроцентного» контроля требуются большие затраты времени и оборудования. Поэтому основной путь выявления неисправных элементов ОД связан с радикальной и эффективной методикой проведения операций контроля, позволяющей решить задачу диагностики с допустимыми затратами. Изучение форм и закономерностей проявления неисправностей и ошибок, разработка методов и средств их обнаружения и локализации в ОД – таковы основные цели технической диагностики.
В процессе диагноза технического состояния ОД необходимо решить в первую очередь задачи изучения физических свойств объекта и неисправностей последних, а также задачи построения математических моделей неисправностей. Затем следует задачи анализа диагностических моделей с целью получения данных, необходимых для построения алгоритма диагностирования и принципов реализации технических средств диагностирования.
Дерево классификации основных предметов исследования технической диагностики приведено на рис. 21.1.
| Техническая диагностика |
 СТД |   | Методы проектирования |
| Физические объекты |  | ОД | Алгоритмы диагностики | Средства диагности- рования |  | Экспериментальное опробирование и промышленное освоение |
| Математические модели | Теория и методы построения | Принцип построения |
Рисунок 21.1 Дерево классификации исследовании при технической диагностики.
В результате анализа диагностических моделей определяют перечень оцениваемых диагностических показателей, методы их оценки условия работоспособности, признаки наличия дефектов, алгоритмы и программу диагностирования. Совокупность этих данных называют диагностическим обеспечением (ДО).
Все диагностические модели диагностического обеспечения можно подразделить на непрерывные, дискретные и специальные (рис. 21.2).
Непрерывные модели используются при разработке диагностического обеспечения для отдельных устройств и приборов. Эти модели в основном описываются алгебраическими линейными и нелинейными уравнениями. Дискретные ДМ представляются конечно-разностными уравнениями или конечными автоматами и предназначены для ДО импульсных и цифровых устройств.
Специальные модели подразделяют на информационные, модели характеристик объекта и функциональные информационные потоки, циркулирующие в объекте, рассматриваемые как преобразователь информации, или представляющие собой информационную оценку изменений, происходящих в состоянии ОД. Универсальность этого типа моделей объясняется независимостью от принципа построения и действия объекта. Эта модель характеризует лишь потоки информации о состоянии объекта, циркулирующие в нём.
В общем случае модели могут представлять как статистические, так и динамические характеристики объекта в целом либо его отдельных частей.
 ДМ |
| Непрерывные | Дискретные |   Специальные |
 | |||
 | |||
| Алгебраи- ческие уравнения | Диффе- ренциаль- ные уравнения | Конечно- разностные уравнения | Конеч- ные автома-ты | Инфор- мацион- ные | Модели характе- ристики |
 | |||
 | |||
  Функциональные |
| Переда- точные функций | Характерис- тические уравнения |
| Информацион- ные потоки |
| Информация о состоянии |
| Схемы связи |
| Алгоритмы функционирования |
| Статистические |
| Динамические |
Рисунок 21.2 Классификация моделей ОД (ДМ – диагностические модели)
Операции, выполняемые ОД в рабочем режиме, могут быть отражены функциональными моделями и представляют собой последовательность связей между отдельными конструктивными блоками либо алгоритмы функционирования объектов или его частей.
Методы исследования ДМ подразделяют на аналитические, графические и графо-аналитические (рис. 21.3).
Аналитические методы обеспечивают возможность реализации способов оптимизации и получения соотношении, описывающих состояние объекта при его изменении. К таким способам можно отнести известные методы малого параметра, теории чувствительности, математической логики, планирование эксперимента и распознавание образов. Аналитические методы достаточно универсальны и эффективно при анализе любого объекта ДМ, однако решение становится слишком громоздким при возрастании сложности моделей.
Графические методы очень наглядны, поэтому они позволяют иллюстрировать аналитические методы. Графические методы весьма полезны при исследовании моделей характеристик объекта или процессов, протекающих в реальном времени. Особое место среди графических методов занимают методы, основанные на теории графов (ориентированных и неориентированных). При этом матричное представление структурных свойств графов более удобно.
Различные комбинации графических и аналитических методов составляют графо-аналитические методы. При выполнении анализа непрерывных моделей, описываемых линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями, а также при применении методов теории графов широко используется аппарат теории матриц. Это позволяет представить решения и исследования систем уравнении в удобной лаконичной форме, а также построить вычислительные алгоритмы для реализации данных процессов в ЭВМ.
 Методы анализа |
  Аналитические | Графические | Графо-аналитические |
| Малого параметра |  Теории графов |  Алгебраических уравнении | Дифференциальных  уравнении |
 Планирования эксперимента |
| Теории графов |
| Теории графов |
| Матричных представлении |
| Матричных представлении |
| Матричных представлении |
| Теория чувствительности |
| Распознавание образов |
| Математической логики |
Рисунок 21.3 Классификация методов исследования ДМ.
Аппарат математической логики, главной задачей которой является структурное моделирование объектов, используется довольно часто. Он позволяет осуществлять также анализ специальных ДМ, характеризуемых конечным числом состоянии.
Литература осн.3 [237-299].
Контрольные вопросы:
1. Каковы основные задачи и функции СТД
2. Приведите виды ДМ
3. Какие существуют методы исследования ДМ.