Контроль и диагностика

Содержание

Слайд 2

ССОД Н Г Т У Информационно-измерительные системы Измерения Контроль Диагностика Распознавание образов

ССОД

Н
Г
Т
У

Информационно-измерительные системы

Измерения
Контроль
Диагностика
Распознавание образов

Слайд 3

ССОД Н Г Т У Измерительные системы Измерение – определение значения

ССОД

Н
Г
Т
У

Измерительные системы

Измерение – определение значения физической величины опытным путем с помощью

специальных технических средств.
Результат измерения – численное отношение между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения.
Слайд 4

ССОД Н Г Т У Системы контроля Контроль – установление соответствия

ССОД

Н
Г
Т
У

Системы контроля

Контроль – установление соответствия между состоянием объекта и заданной нормой,

определяющей качественно различные области его состояния.
Результат контроля – количественно определенное суждение о состоянии объекта.
Слайд 5

ССОД Н Г Т У Задачи контроля Проверка исправности Проверка работоспособности Проверка правильности функционирования

ССОД

Н
Г
Т
У

Задачи контроля

Проверка исправности
Проверка работоспособности
Проверка правильности функционирования

Слайд 6

ССОД Н Г Т У Системы диагностики Диагностирование – определение, в

ССОД

Н
Г
Т
У

Системы диагностики

Диагностирование – определение, в каком из множества возможных состояний находится

объект
Результат диагностирования – диагноз – заключение о состоянии объекта
* * * * * * * * *
Если мощность множества возможных состояний равно 2,
результат диагностирования ≡ результат контроля
Слайд 7

ССОД Н Г Т У Классификация систем контроля Контроль параметров объекта

ССОД

Н
Г
Т
У

Классификация систем контроля

Контроль параметров объекта или функций от них
Контроль активных или

пассивных величин
Контролируемые параметры – независимые или зависимые
Сравнение с уставками – аналоговое или цифровое
Структура системы – последовательная или параллельная
Система универсальная или специализированная
Система внешняя или встроенная
Контроль текущего состояния или прогноз
Контроль одно- или многоальтернативный
Слайд 8

ССОД Н Г Т У Операции, выполняемые в системах контроля Восприятие

ССОД

Н
Г
Т
У

Операции, выполняемые в системах контроля

Восприятие контролируемых величин
Формирование норм (уставок)
Сравнение контролируемых величин

с уставками
Формирование суждений о состоянии объекта
Вывод результатов контроля (оператору, системе управления)
Самоконтроль
Измерение контролируемых величин
Обработка результатов измерения или контроля
Формирование тестовых сигналов
Промежуточные преобразования контролируемых величин
Слайд 9

ССОД Н Г Т У Системы контроля Контролируемые параметры – величины,

ССОД

Н
Г
Т
У

Системы контроля

Контролируемые параметры – величины, характеризующие состояние объекта:
X = x1, x2

,…, xn
* * * * * * * * *
Нормы (установки) – значения параметров, по которым оценивается состояние объекта:
аналоговые нормы: C = c1, c2 ,…, cn
цифровые нормы: DC = Dc1, Dc2 ,…, Dcn
Слайд 10

ССОД Н Г Т У Канал системы контроля (1) Описание норм

ССОД

Н
Г
Т
У

Канал системы контроля (1)

Описание норм (ОН) и сравнение в аналоговом виде
1

– датчик контролируемой величины
2 – устройство сравнения
3 – устройство анализа
4 – сигнальное или регистрирующее устройство
5 – устройство формирования уставок
Слайд 11

ССОД Н Г Т У Канал системы контроля (2) Описание норм

ССОД

Н
Г
Т
У

Канал системы контроля (2)

Описание норм и сравнение в цифровой форме
1 –

датчик контролируемой величины
2 – аналого-цифровой преобразователь
3 – устройство сравнения
4 – устройство анализа
5 – сигнальное или регистрирующее устройство
6 – устройство формирования уставок
Слайд 12

ССОД Н Г Т У Канал системы контроля (3) Описание норм

ССОД

Н
Г
Т
У

Канал системы контроля (3)

Описание норм в цифровой, сравнение в аналоговой форме
1

– датчик контролируемой величины
2 – устройство сравнения
3 – устройство анализа
4 – сигнальное или регистрирующее устройство
5 – устройство формирования уставок
6 – цифро-аналоговый преобразователь
Слайд 13

ССОД Н Г Т У Характеристики систем контроля Полнота Достоверность Погрешность

ССОД

Н
Г
Т
У

Характеристики систем контроля

Полнота
Достоверность
Погрешность измерения
Надежность
Производительность
Потребляемая энергия
Габаритные размеры, масса…
Эффективность

Слайд 14

ССОД Н Г Т У Полнота контроля Характеризует степень охвата объекта

ССОД

Н
Г
Т
У

Полнота контроля

Характеризует степень охвата
объекта операциями контроля
Показатель структурный: Vs = Nкэ/Nэ
Показатель параметрический:

Vp = Pкп/Pп
Показатель функциональный: Vf = Fкф/Fф
Показатель информационный: Vi = Iк/I
Показатель надежностный: Vp = Qк/Q
Слайд 15

ССОД Н Г Т У Оценка полноты контроля по надежности (1) при λt

ССОД

Н
Г
Т
У

Оценка полноты контроля по надежности

(1)

при λt << 1

Слайд 16

ССОД Н Г Т У Достоверность контроля Характеризует степень доверия к

ССОД

Н
Г
Т
У

Достоверность контроля

Характеризует степень доверия
к результатам контроля

Пусть x – контролируемый параметр –

случайная величина, распределение вероятностей значений которой f(x) подчиняется нормальному закону

σx – среднеквадратическое отклонение
mx – математическое ожидание

Слайд 17

ССОД Н Г Т У Распределение контролируемого параметра сl и сh – нижняя и верхняя уставки

ССОД

Н
Г
Т
У

Распределение контролируемого параметра

сl и сh – нижняя и верхняя уставки

Слайд 18

ССОД Н Г Т У Количество годных и бракованных (погрешностей средств

ССОД

Н
Г
Т
У

Количество годных и бракованных (погрешностей средств контроля нет)

Доля годных объектов:

(1)

Доля негодных

объектов:

Wf = Wl + Wh

(2)

(2а)

(2б)

где:

Слайд 19

ССОД Н Г Т У Погрешности средств контроля Пусть средства контроля

ССОД

Н
Г
Т
У

Погрешности средств контроля

Пусть средства контроля обладают случайной погрешностью y – распределение

вероятностей значений которой φ(y) тоже подчиняется нормальному закону, причем
my = 0, σy< |ch - сl|
Слайд 20

ССОД Н Г Т У Контроль суперпозиции x и y Если

ССОД

Н
Г
Т
У

Контроль суперпозиции x и y

Если случайные величины x и y независимы,

то случайная величина z = x + y тоже распределена по нормальному закону, причем
mz = mx+my σ2z = σ2x + σ2y

система контроля выдает ошибочное решение – исправные объекты классифицирует как брак,
а неисправные интерпретирует, как годные.
Возникают ошибки контроля!
Слайд 21

ССОД Н Г Т У Решения в процессе контроля

ССОД

Н
Г
Т
У

Решения в процессе контроля

Слайд 22

ССОД Н Г Т У Ошибки контроля Ошибка 1-го рода -

ССОД

Н
Г
Т
У

Ошибки контроля

Ошибка 1-го рода - риск изготовителя
(риск поставщика, ошибка “ложной

тревоги”)
Ошибка 2-го рода – риск потребителя
(ошибка “пропуск цели”)
Процесс и ошибки контроля характеризуются вероятностями принятия
правильных и неправильных решений
Слайд 23

ССОД Н Г Т У Вероятность правильного решения относительно исправных изделий

ССОД

Н
Г
Т
У

Вероятность правильного решения относительно исправных изделий

Доля исправных изделий, правильно интерпретируемых системой

контроля
cl ≥ x ≥ ch сh≥ z = x + y ≥ сl

(1)

Слайд 24

ССОД Н Г Т У Вероятность правильного решения относительно неисправных изделий

ССОД

Н
Г
Т
У

Вероятность правильного решения относительно неисправных изделий

Доля неисправных изделий, правильно интерпретируемых системой

контроля

x ≤ сl или x ≥ сh

(2а)

(2б)

z = x + y ≤ сl или z = x + y ≥ сh

Слайд 25

ССОД Н Г Т У Ошибка первого рода (α) Доля исправных

ССОД

Н
Г
Т
У

Ошибка первого рода (α)

Доля исправных изделий, неправильно бракуемых системой контроля

ch ≥

x ≥ cl , а z = x + y ≤ сl или z = x + y ≥ сh

(3)

Слайд 26

ССОД Н Г Т У Ошибка второго рода (β) Доля неисправных

ССОД

Н
Г
Т
У

Ошибка второго рода (β)

Доля неисправных изделий, неправильно принимаемых системой контроля, как

исправные

x ≥ ch , а z = x + y ≤ сh
или
x ≤ cl , а z = x + y ≥ сl

(4)

Слайд 27

ССОД Н Г Т У Вероятности результатов контроля Вероятность неправильного результата

ССОД

Н
Г
Т
У

Вероятности результатов контроля

Вероятность неправильного результата контроля:

Вероятность правильного результата контроля:

D –

оценка достоверности контроля:
Слайд 28

ССОД Н Г Т У Надежность системы контроля Среднее время наработки

ССОД

Н
Г
Т
У

Надежность системы контроля

Среднее время наработки на отказ – Т0
Среднее время

восстановления
работоспособности – Тm
Вероятность безотказной работы в течение заданного времени – P0(t)
Коэффициент готовности kready– вероятность того, что в интервале 0 ÷ Т система исправна:
Слайд 29

ССОД Н Г Т У Производительность системы контроля Среднее время контроля

ССОД

Н
Г
Т
У

Производительность системы контроля

Среднее время контроля – Тk = Tвсп +

Ток + Та
Производительность – количество объектов, которые могут быть проконтролированы за единицу времени:

λ – интенсивность отказов системы контроля
Tm – среднее время нейтрализации отказов