2.4.3. Нормування діагностичних параметрів
Нормування
параметрів
,
,
и
дозволить отримати для оцінки помилок
діагностування такий аналітичний вираз,
який не залежить від фізичного змісту
діагностичного параметру (і його
розмірності) і дає єдиний підхід, який
визначає оптимальні значення контрольного
допуску на діагностичний параметр
будь-якої фізичної природи.
В
якості
нормуючої
величини
для
і
(а також
в алгоритмі
послідовного
аналізу)
в
даному
дослідженні
використовується характеристика
діагностичного параметру – його середнє
квадратичне відхилення
від номінального значення
.
Перехід до нормованих (відносних, безрозмірних) величинам виконується на основі наступних співвідношень:
– / = y – нормоване значення діагностичного параметру;
– 
– нормована величина половини поля
допуску на діагностичний параметр;
– нормована
характеристика ширини зони "продовження
контролю" в алгоритмі послідовного
аналізу.
В якості нормуючої величини для взято – середнє квадратичне відхилення випадкової складової адитивної завади на вході вимірювального перетворювача:
–
– нормоване
значення нормальної випадкової складової
похибки при вимірюванні і перетворенні
діагностичного параметру в цифровий
код.
Тепер
в розрахунковій залежності для
замість
величин
,
і
можна
записати
їх
вирази
через нормовані координати:
;
.
Межі інтегрування, як і параметри підінтегральних функцій, також нормуються по i відповідноно:
де
=
–
нормована похибка вимірювання
діагностичного параметру
x.
Тоді вираз для розрахунку ймовірності хибної відмови з урахуванням нормованих величин (координат) для n-кратних вимірювань j-го діагностичного параметру запишеться у вигляді:
(2.16)
Виносячи з-під знаку диференціалу константи , і проводячи скорочення, остаточно отримуємо аналітичну залежність 2.17 для розрахунку ймовірності хибної відмови:
.
(2.17)
Розрахункові залежності для помилки діагностування другого роду (ймовірності невиявленої відмови) у відносних координатах мають такий вигляд:
– при одноразовому вимірюванні j-го діагностичного параметру
(2.18)
– при n-кратному вимірюванні j-го діагностичного параметру (в символах Mathcad)
.
(2.19)
На основі формул (2.17) і (2.19) отримано аналітичні залежності функцій помилок діагностування від варіації експлуатаційного допуску та точності цифрових вимірювачів.
2.5. Методи підвищення достовірності діагностування авіоніки
Розгляд будь-якого методу підвищення достовірності діагностування технічних систем має два аспекти. Перший полягає в тому, що необхідно вміти оцінювати ефективність вибраного (чи запропонованого) методу підвищення достовірності діагностування, тобто визначати, яке збільшення достовірності діагностування даний метод дає, і які витрати (апаратурні, часові, вартісні) необхідні для цього.
Другий аспект пов'язаний із заданням оптимального синтезу засобів діагностування, тобто вибору самого методу, пов'язаного з параметрами системи діагностування (СД) і алгоритмами обробки результатів вимірів, з метою максимізації достовірності діагностування при обмежених витратах або мінімізації витрат при заданій достовірності.
Отже, в будь-якому випадку необхідно знати залежність достовірності діагностування від параметрів СД і алгоритмів організації вимірювального процесу. На рис. 2.8 представлена класифікація методів підвищення достовірності діагностування функціональних систем авіоніки.
Методи
підвищення достовірності
діагностування
Введення тимчасової надлишковості в СД
Введення структурної надлишковості в СД
Введення апаратурно-тимчасової надлишковості в СД
Методи, не
пов'язані з
введенням надлишковості в СД
Рис. 2.8. Класифікація методів підвищення достовірності діагностування
Розглянемо кожну з чотирьох груп докладніше.
1. Група методів, не пов'язаних з введенням надмірності в засоби діагностування, включає:
підвищення безвідмовності СД на основі сучасної надійної елементної бази і полегшених режимів роботи елементів і функціональних модулів СД;
зменшення дисперсії діагностичних параметрів аналогових датчиків, виробів і агрегатів ФС авіоніки і комплексного підходу при проектуванні ПС та ТОіР;
оптимізація експлуатаційного допуску на діагностичні параметри з урахуванням достовірності діагностування;
введення контрольного допуску на параметр.
2. Методи підвищення достовірності діагностування на основі тимчасової надлишковості авіаційних систем діагностування АСД припускають, по-перше, оптимальну організацію профілактичного обслуговування авіоніки, по-друге, адаптивну організацію діагностичного процесу в цілому і вимірювання діагностичних параметрів зокрема, при якій досягається максимально можлива в заданих тимчасових обмеженнях достовірність діагностування, і, по-третє, ефективне застосування тестового самоконтролю.
Оптимальна організація обслуговування передбачає непостійну (зменшується в міру вироблення ресурсу ФС) періодичність профілактичних робіт, при якій забезпечується задане значення коефіцієнта готовності до вильоту і яка не пов'язана жорстко з тією чи іншою практикуючою сьогодні формою ТО. Для підвищення ефективності ТО авіакомпанія-експлуатант може застосовувати метод "безперервного" ТО, коли літак обслуговується під час вимушених простоїв.
Адаптивна організація діагностичного процесу передбачає ефективну (оптимальну) перебудову програми проведення вимірювань в залежності від результату вимірювання конкретного параметру та припускає застосування циклічних (замкнутих) алгоритмів функціонування СД.
Ефективний самоконтроль АСД передбачає:
по-перше, автоматичну тестову самоперевірку засобів діагностування кожного разу після включення живлення;
по-друге, постійне функціональне самодіагностування в процесі контролю параметрів ОД.
3. Висока достовірності діагностування ФС авіоніки на основі структурної надлишковості СД досягається (забезпечується):
введенням в структуру АСД схем вбудованого контролю, що само перевіряються;
побудовою вимірювальних каналів АСД на основі компенсаційних методів вимірювання, що забезпечують низький рівень шумів;
багаторазовим резервуванням вимірювачів діагностичних параметрів з подальшою обробкою результатів вимірювань.
4. Розпочате не так давно застосування у вбудованому функціональному діагностуванні програмних засобів на основі мікропроцесорів забезпечує виконання більшої частини функцій ВЗК. У деяких системах дані, отримані в ході проведення програмно-керованого контролю, використовуються для включення системи оповіщення екіпажу про відмову, для проведення реконфігурації системи та видачі рекомендацій щодо відновлення працездатного стану системи.
Також одним із факторів, що суттєво впливає на ефективність процесу діагностування, являється ефективність алгоритмів діагностування, що реалізується ВЗК.
Під алгоритмом технічного діагностування будемо розуміти сукупність правил, що визначають послідовність дій при проведенні діагностування.
Алгоритм діагностування, що реалізується системою діагностування в загальному вигляді складається з певної сукупності елементарних перевірок (ЕП) об’єкту, а також правил, що встановлюють послідовність цих перевірок, і правил аналізу результатів останніх. Кожна елементарна перевірка визначається своїми тестовими або робочими впливами на об’єкт і складом контрольних точок, з яких знімаються відповіді об’єкту на цей вплив. Результатом елементарної перевірки являються конкретні значення сигналів відповіді об’єкту у відповідних контрольних точках.
Отже, надалі в даній роботі буде досліджуватись ефективність алгоритмів діагностування з використанням відповідних імітаційних моделей. За допомогою яких, значно легше реалізовувати (моделювати) достатньо складні алгоритми діагностування.
РОЗДІЛ 3