Метод построения проверяющего теста комбинационной схемы(КС) относительно константных неисправностей

При рассмотрении метода построения проверяющего теста комбинационной схемы относительно константных неисправностей выполняются следующие операции.

1) Вычерчивается схема с указанием всех логических элементов и связей между ними.

2) Записывают в виде формулы функцию, реализуемую схемой.

3)Наносят неисправности компонент схемы. Под компонентами понимают входы и выходы элементов, входы схемы. Если выход элемента или вход схемы соединён со входом только одного элемента, то это соединение рассматривают как одну компоненту. Если в схеме имеется точка разветвления, то в качестве компонент выступают как точки разветвления, так и все ветви разветвления. Для каждой компоненты указывают 2 константные неисправности К1 и К0.

Рассматриваемая схема имеет 12 компонент и 24 неисправности. Для каждого логического элемента наносят графы эквивалентных неисправностей и указывают отношения импликации между неисправностями, в результате чего устанавливают отношения между неисправностями для всей схемы.

Среди эквивалентных неисправностей нумеруют только одну, ближе всех расположенную к выходу. Для неё наиболее просто вычислить проверяющую функцию. Все неисправности, к которым направлены дуги, не нумеруют, если хотя бы к одной из эквивалентных неисправностей направлена дуга, то ни одну из них не нумеруют. В результате данной операции сокращают список неисправностей, который необходимо рассматривать при построении теста. В данной схеме оказались пронумерованы 11 неисправностей, но исходное множество содержит 24 неисправности. На следующем этапе составляют ТФН в которую включают все пронумерованные неисправности. Функции неисправностей рассчитывают методами, которые использовались для релейно-контактных схем. Так, например,

Строим ТФН

Входной набор

F

Функции неисправности

№

авс

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

По ТФН рассчитывают проверяющие функции и рассчитывают проверяющую функцию и рассчитывают проверяющий тест.

Тп=7.3.5.0(2v7)(0v5)(3v5).4.2(0v3)(4v7)=023457.

Диагностический тест комбинационной схемы рассчитывается аналогичным методом, но при этом не учитываются импликантные неисправности. 0

40.

    42Диагностирование многотактных схем. Многотактные схемы или схемы с памятью являются более сложными для диагноза объектами, по сравнению с комбинационными схемами. Структура многотактной схемы содержит логический преобразователь и элементы памяти. Структура многотактной схемы содержит Блок памяти и логический преобразователь ЛП. Элементы памяти, входящие в БП сохраняют информацию о предыдущих входных воздействиях. Логический преобразователь ЛП является комбинационной схемой, которая вычисляет значение входов и состояния элементов памяти в каждом такте работы многотактной схемы. При проверке многотактной схемы необходимо обеспечить проверку каждого элемента памяти и каждого логического элемента, входящего в логический преобразователь. ЛП проверяется как комбинационная схема, он при этом необходимо учитывать, что внутренние переменные У1,…,Ук, поступающие на входы логического преобразователя не являются независимыми, в отличии от независимых переменных Х1…Хn. В данный момент времени они (внутренние переменные) определяются состояниями элементов памяти. Поэтому, если известен входной вектор , , Значения иксов и игреков либо 0, либо 1. Если известен входной вектор, по которому обнаруживается неисправность некоторого элемента логического преобразователя, то для того, чтобы обеспечить поступление этого входного набора требуется предварительно установить элементы памяти в состояние, соответствующее этому набору. Таким образом проверка элемента логического преобразователя требует предварительной подачи некоторой установочной последовательности входных наборов. Так как каждый элемент имеет свою установочную последовательность, то объединение их в общий тест – задача сложная. Кроме того необходима установка схемы в исходное состояние из которого начинается процедура диагноза. В некоторых многотактных схемах возможно увеличение числа элементов памяти в результате константных неисправностей, а так же появление критических состязаний, отсутствующих в исправной схеме. Эти обстоятельства определили необходимость разработки большого числа разнообразных методов синтеза тестов многотактных схем. При этом учитывается вид элементной базы, элемента памяти, наличие синхронизации в схеме и другие особенности, которые оказывают существенное влияние на организацию контроля многотактных схем. 51.Условные алгоритмы диагностирования Условные алгоритмы также представляются в виде графов. По строение условного алгоритма начинается с выбора первой проверки. В зависимости от исхода первой проверки л₁ множество возможных состояний S делится на два подмножества S⁰_i и S_i^j после чего выби­рают проверки, разделяющие эти подмножества. Выбор проверок продолжается до тех пор, пока множество S не будет разделено на отдельные подмножества эквивалентных состояний. Смотри предыдущий 52Оптимизация алгоритмов диагносирования При построении алгоритмов диагностирования возникает задача их оптимизации. Поэтому учитывают такие факторы: вероятности отказов элементов модели объекта (или вероятности попадания системы в рассматриваемые состояния); стоимость каждой проверки, под которой понимается некоторое число, отражающее в условных единицах затраты труда, времени, сложность действий, необходимую аппаратуру и т. п., требующиеся для проведения проверки; величину информации, которую дает каждая проверка. Необходимо также сфор­мулировать критерий оптимальности, в котором отражаются конкрет­ные практические условия, которыми могут быть средняя стоимость обнаружения отказавшего элемента, вероятность с ограниченной сто­имостью или стоимость с заданной вероятностью и т. д. В этом случае каждый алгоритм, заданный соответствующим графом, характеризует­ся определенным значением критерия оптимальности.     53.Поиск неисправностей в СЖАТС. Техническое диагностирование устройств АТиС. Основные понятия и определения. СЖАТС относятся к восстанавливаемым системам. Время восстановления определяется КОММЕНТ1 Среднее время восстановления Тв для ЭЦ =84 минуты, для АБ – 77 минут, дляПАБ – 84 минуты, для переездной сигнализации – 60 минут. Уменьшение времени восстановления следует добиваться уменьшением каждой из его составляющих. Например, То уменьшают путём введения систем телеизмерения и теле-контроля и радиослязью; Тпр уменьшают за счёт организации дежурств электромехаников, обеспечением их автотранспортом и строительством автодорог. Тп уменьшают введение элементов встроенного контроля с индикацией места повреждения, повышением квалификации обслуживающего персонала и обеспечением их измерительными приборами; Ту уменьшают повышением работопригодности аппаратуры (блочное построение, штепсельное включение) и обеспечением обслуживающего персонала запасными деталями. Среди перечисленных мероприятий большую роли играю те из них, которые рассматриваются и изучаются ТД. Технический контроль – это проверка соответствия изделия или системы установленным техническим требованиям. Техническая диагностика – отрасль знаний, исследующая техническое состояние объектов диагностирования, разрабатывающая методы их определения и принципы построения систем диагностирования. Прогнозирование технического состояния – это процесс определения технического состояния на определённый интервал времени. Техническое состояние – это совокупность свойств объекта, характеризуемая в определённый момент времени признаками, установленными НТД на этот объект. Признаки могут быть количественными и качественными. Качественные признаки – это исправность и работоспособность. Исправное состояние - это состояние, при котором объект соответствует всем требованиям НТД. Техническое диагностирование – это определение технического состоянию объекта. Понятие состояния объекта диагноза (ОД) является ключевым. Состояние определяется параметрами, которыми характеризуется любая система. В качестве параметров могут выступать значения сигналов какого-либо рода на отдельных выходах системы и возможность системы выполнять те, или иные отдельные функции. Параметры делят на основные и вспомогательные. Основные параметры характеризуют выполнение системой заданных функций, а вспомогательные удобство эксплуатации, внешний вид, эргономику и т. д. Каждому состоянию ОД соответствует определённое значение диагностического признака. Диагностические признаки выбирают в результате анализа диагностической модели, под которой понимается формальное описание ОД, учитывающее изменение его состояний. Есть 4 вида состояний. ИСПРАВНОЕ - НЕИСПРАВНОЕ; РАБОТОСПОСОБНОЕ - НЕРАБОТОСПОСОБНОЕ. Систему называют исправной, если все её параметры, определяющие работоспособность и характеризующие её состояние и внешний вид находятся в пределах поля допуска и, кроме того, она не имеет отказов резервных узлов. Неисправность – это состояние системы, при котором не выполняется хотя бы одно требование НТД. Система находится в работоспособном состоянии, если все её параметры находятся в пределах нормы и она правильно выполняет свои функции. Событие, заключающееся в нарушении работоспособности, называется отказом. Работоспособная система может быть исправной неисправной. Исправная система всегда работоспособна, а работоспособная не всегда исправна.   Комментарий 2. W – полное множество состояний     Задачи технической диагностики. Техническая диагностика определяет техническое состояние, в котором находится технический объект, у которого определяется состояние называется объектом диагноза. Диагноз – процесс исследованию объекта диагноза. Итог этого процесса – получение результата диагноза, а именно заключение о состоянии объекта диагноза. Различают 3 типа задач по определению состояния технических систем: 1) Задачи диагноза. Это определение состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени. Она возникает при решении вопроса о работоспособности и исправности систем, поиски в них неисправностей, при проверке устройств после их изготовления, или после технического обслуживания 2) Задача прогноза состоит в предсказании состояния, в котором окажется технический объект в будущем. Это задача часто решается при эксплуатации СЖАТ, которые имеют длительный срок службы. По результатам решения этой задачи определяется периодичность практических проверок и ремонтов с целью предсказания и недопущения выхода их из строя. 3) Задача генеза заключается в определении состояния в котором находился технический объект в прошлом. Решение этой задачи важно для СЖАТ, при определении причин отказов систем с целью их предупреждения. Объектами исследования ТД могут служить любые технические системы, которые удовлетворяют 2м условиям: - Могут находиться, по крайней мере, в 2х взаимоисключающих и различимых состояниях, например, работоспособном и неработоспособном. - В этих системах можно выделить элементы, каждый из которых так же характеризуется указанными различимыми состояниями. Главной отличительной особенностью объекта ТД является то, что его состояние в целом рассматривается, как функция, зависящая от состояния входящих в него элементов. Пример объекта диагноза – блочная система РЦ, которая имеет работоспособные и неработоспособные состояния. К работоспособным состояния м относятся те, при которых возможно задание, замыкание и размыкание всех маршрутов. Построение контролепригодных систем связано с ведением большого числа состоянийbj, множества В, при этом система строится таким образом, чтобы при всех наиболее вероятных отказах её элементов был невозможен переход из множества А в множество С, а система оказывалась бы в множестве В. В этом случае система продолжает выполнять свои основные функции, но имеется время и возможность зафиксировать возникшую неисправность и устранить её. Так, например, в БМРЦ все отказы маршрутного набора не приводят к отказу системы, а лишь уменьшают эффективность её работы. Первая задача диагноза – это проверка исправности, при которой решается задача обнаружения любой неисправности, переводящее систему из множества А в множествоW2. Эта задача решается при изготовлении, при включении после хранения и при вводе в эксплуатацию. Вторая задача диагноза – это проверка работоспособности, при которой решается задача обнаружения тех неисправностей, которые переводят систему из множества W1 во множество С. Данная задача решается, при включении системы в работу, при профилактических осмотрах, а так же, когда имеются ограничения на время, отведённое на проверку устройств. Третья задача диагноза – проверка правильности функционирования позволяет делать вывод о правильной работе системы только в данном режиме и в данный момент времени. В общем случае правильно работающий в данный момент времени объект может быть как неработоспособным, так и неисправным. Указанная задача имеет важное значение для устройств железнодорожной автоматики, выполняющих ответственные функции по регулированию движения поездов. В этих системах необходимо следить за тем, чтобы искажение алгоритма функционирования не приводило к опасным последствиям, при влиянии на объекты управления. Четвёртая задача диагноза – это поиск неисправностей, при котором решается проблема точного указания в системе неисправного элемента, или множества элементов, среди которых находятся неисправные элементы. Неисправности можно искать в неисправных, неработоспособных и неправильно функционирующих устройствах во время наладки, при производстве, во время ремонта, при эксплуатации и хранении. Результатом процесса поиска неисправностей является разбиение множества W2 (если исследуется неисправный объект), или множества С (если исследуется неработоспособный объект, на классы эквивалентных (неразличимых между собой) состояний. Эквивалентные – неисправности, которые нельзя отличить друг от друга при принятом для исследования устройства способе диагноза, при этом решается вопрос в каком из классов эквивалентных состояний находится система. Число классов определяет ту степень детализации, которая достигается при поиске неисправностей. Её называют глубиной диагноза. Например, в системе БМРЦ неисправности элементов, входящих в один блок образуют один класс эквивалентных неисправностей.     43Для проверки простых многотактных схем, имеющих небольшое число внутренних состояний целесообразно использовать тривиальные тесты. Эти тесты находят применение при контроле ЖАТС. Процедуру построения тривиального теста рассмотрим на примере многотактной схемы. Обозначение контактов имеют верхние индексы, с помощью которых различают функционально одинаковые контакты. Работу у многотактной схемы отображают при помощи таблиц переходов. Для её построения записывают функции включения внутренних элементов памяти У1 и У2 и выходную схему включения лампы Z. Для рассматриваемой схемы имеем: 4.1 При помощи полученной системы функций составляют кодированную таблицу переходов, которая содержит 2 в степени н граф, где н – число входов 2 в степени к строк к – число внутренних элементов памяти.

S	Y1Y2	X
		00,0	01,0
		11,1	01,1
		11,1	10,1
		00,0	10,0

Каждая графа соответствует одному из входных состояний схемы. В дано случае имеются 2 входных состояния Х=0 и Х=1. Строки соответствуют внутренним состояниям схемы. Внутренние состояния схемы . Каждое состояние обозначено соответствующим числом 1, 2, 3,4. На пересечении графы и строки указано состояние, в которое переходит схема, если она находилась в состоянии, соответствующем этой строке, где она расположена, а на вход схемы поступил набор, соответствующий графе, которому принадлежит это состояние. Состояния, в которых находится схема вычисляют

по уравнениям 4.1. Например, вычислим состояние схемы, расположенной на вершине координат

Для каждого состояния, расположенного в таблице указывают значение выхода Z, которое вычисляется аналогичным образом. От кодированной таблицы переходов переходят к таблице переходов, в которой внутреннее состояние обозначают цифрами, а затем от этой таблицы переходов к графу переходов.

Табл. 4.2

S	Х
	1,0	2,0
	3,1	2,1
	3,1	4,1
	1,0	4,0

Тут должен быть странный рисунок.

В графе переходов вершины соответствуют состояниям схемы, а дуги соответствуют переходам между состояниями. Значения входа, под воздействием которого осуществляется переход, указываю под или над дугой. Как следует из таблицы 4.2, значение выхода памяти полностью определяется внутренним состоянием схемы. На графе переходов значения выходов указывают под обозначением состояний. При помощи таблицы переходов или графа переходов можно моделировать работу многотактной схемы на любой последовательности входных наборов. Рассмотрим работу схемы на входной последовательности 010101, которая подаётся за 6 тактов и представим результат работы в виде таблицы.

Таблица 4.3

Такт, t	Вх. набор	Внутреннее состояние	выход
S	Y1	Y2	Z

В таблице показан результат работы рассматриваемой схемы на входной последовательности 010101, за 6 тактов.

Первый такт отводится для установки схемы в исходное состояние. В рассматриваемом случае оно соответствует ситуации, когда кнопка Х не нажата. Реле У1 и У2 выключены и лампа Z не горит. В таблице указаны внутренние состояния, в которые переходит схема в каждом такте работы и значения выхода. Так как при диагнозе наблюдаются только выходы и выходы, то работа многотактной схемы описывается входной и выходной последовательностью, то есть устанавливается взаимооднозначное соответствие между состояниями входа и выхода. Входные состояния 010101 соответствуют выходным состояниям 011001. Каждая неисправность превращает исправную схему в неисправную, и которая описывается собственной таблицей переходов. Строят эту таблицу так же, как и таблицу переходов исправной схемы. Например, при разрыве контактов Хинверсное1 , неисправная система описывается следующими функциями.

4.2

С помощью уравнений 4.2 составляют кодированную таблицу переходов, которая позволяет моделировать работу схемы с заданной неисправностью.

S	Y1	Y2	Х
			00,0	01,0
			01,1	01,1
			01,1	10,1
			00,0	10,0

Таблица 4.4

Из анализа таблицы 4.4 следует, что состояние 3 и 4 оказываются недостижимыми в работе схемы. Работе схемы соответствует следующий граф переходов.