А. П. Капранов, аспирант кафедры трэа ргрту
| Вид материала | Документы |
Содержание2. Методика интерактивного поиска неисправностей с применением моделирования в научном ПО 3. Реализация автоматизированного диагностирования в пакете MatLab |
- Р. Б. Чагаев, аспирант кафедры правового обеспечения управленческой деятельности Мировой, 363.51kb.
- Совместный Учебный Центр ргрту и компании epam systems представляет программу обучения, 65.58kb.
- Харитонова Елена Евгеньевна, аспирант кафедры косметологии гбоу впо сзгму им., 25.21kb.
- Шагаров Александр Сергеевич Аспирант кафедры философии Волггту iпремия диплом, 37.41kb.
- Десятые академические чтения раасн, 2006, 1092.49kb.
- Островерх Виктор Алексеевич аспирант кафедры литературы и культурологии Дальневосточного, 147.26kb.
- Модель, структура, специфика, 112.09kb.
- Регулирование интернета: правовой аспект, 120.45kb.
- Методическое пособие Санкт-Петербург, 528.99kb.
- Климов Никита Вячеславович, 65.75kb.
Применение научного программного обеспечения при интерактивном поиске неисправностей в функциональных узлах радиоэлектронной аппаратуры
В. В. Сускин, к.т.н., доцент кафедры ТРЭА РГРТУ,
А. П. Капранов, аспирант кафедры ТРЭА РГРТУ,
А. В. Дубов, аспирант кафедры ТРЭА РГРТУ,
ссылка скрыта
В докладе рассматривается вопрос выдвижения гипотезы об интерактивной локализации неисправности, находящейся внутри функционального узла, используя метод моделирования поведения исправного и неисправного состояния устройства, адаптированного для автоматизированного проведения процесса диагностики и реализованного с применением научного программного обеспечения (ПО).
1. Введение
Актуальной на сегодняшний день задачей является автоматизированное обнаружение вышедшего из строя электрорадиоэлемента (ЭРЭ), находящегося внутри отдельного узла, который представляет собой целую неделимую часть при функциональном анализе всего устройства.
Для решения этой задачи предлагается переходить от рассмотрения функциональной схемы устройства [1] к схеме электрической принципиальной неправильно действующего функционального узла с соответствующим описанием используемой элементной базы ЭРЭ [2]. Современные программные средства моделирования, такие как Micro-Cap, MatLab и другие, позволяют с достаточной точностью воспроизводить работу как цифровых, так и аналоговых устройств.
2. Методика интерактивного поиска неисправностей с применением моделирования в научном ПО
В основе методики определения неисправности лежит моделирование исследуемой схемы с использованием описания ЭРЭ, содержащего характерные неисправности (пробои, короткие замыкания и т.д.), или изменение номиналов элементов с определенным шагом, приводящее к существенному уходу параметров выходного сигнала от требуемых значений.
Для обеспечения действия автоматизированного интерактивного алгоритма поиска неисправности в соответствии с вышеописанной методикой необходимо, задавая возможные варианты неисправностей ЭРЭ, производить моделирование заведенной ранее схемы тестируемого устройства, получать расчетные выходные характеристики сигналов и по результатам сравнения их с откликами реального устройства при прочих равных условиях делать предположение о выходе того или иного элемента схемы. Большинство программных продуктов на российском рынке позволяют делать лишь некоторые из перечисленных выше шагов. Micro-Cap позволяет моделировать схему, но не имеет возможности алгоритмического изменения параметров схемы и выдачи логических выводов. В свою очередь многие пакеты текстового программирования позволяют реализовывать процессы задания условий и обработки результатов измерений, но при этом в них не предусмотрены функции моделирования поведения устройств.
Все задачи поиска неисправностей могут быть выполнены в пакете MatLab. Имеющийся внутренний язык программирования позволяет задавать алгоритмы поиска и изменения параметров схемы. Прикладная программа Simulink и библиотека блоков SimPowerSystems позволяют провести моделирование исследуемой схемы. А набор внутренних встроенных функций обработки массивов данных и операций над ними дает возможность сравнения практических и теоретических сигналов.
3. Реализация автоматизированного диагностирования в пакете MatLab
Схема устройства строится из блоков библиотеки SimPowerSystems в среде Simulink [3]. Пример реализации схемы линейного вторичного источника питания в этой системе показан на рисунке 1. Модели таких ЭРЭ, как резисторы, конденсаторы, диоды, заимствованы из стандартных библиотечных элементов. Модель трансформатора и диодного моста представляют собой отдельные блоки.
Рисунок 1 – Пример реализации схемы в Simulink
Смоделированный выходной сигнал (рисунок 2а) хорошо соотносится с результатами реализации этой же схемы в пакете Micro Cap (рисунок 2б) и реально собранным макетом (рисунок 2в).
Рисунок 2 – Результаты моделирования схемы (а, б) и эксперимента (в)
При осуществлении алгоритма выдвижения гипотезы о несправном элементе схемы (представляющего собой программный код в виде m файла) происходит автоматическое задание параметров модели ЭРЭ, ее симуляция и сравнение вычисленного сигнала с натурно полученным с измерительного комплекса. По наибольшей степени совпадения сигналов интерактивно делается заключение о вышедшем из строя компоненте.
4. Заключение
В докладе рассмотрены основные вопросы создания интерактивной системы поиска неисправностей внутри функционального узла методом моделирования схемы электрической принципиальной этого устройства. Показано, что автоматизированный перебор номиналов и состояний ЭРЭ, последующее моделирование схемы и программное сравнение результатов моделирования с практически полученными данными позволяет с большой долей вероятности выявить неисправный компонент схемы.
Также данная методика может быть применена при устранении периодически проявляющегося отказа, когда моделирование используется для выяснения возможности провоцирования данной неисправности заменяемым элементом.
Литература
- Граф Ш., Гессель М. Схемы поиска неисправностей: Пер. с нем. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 144 с.: ил.
- Пис Р.А. Обнаружение неисправностей в аналоговых схемах. Москва: Техносфера, 2007. – 192с.
- Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 228 с.