ССОД НГТУНГТУ Контроль и диагностика. ССОД НГТУНГТУ Информационно- измерительные системы Измерения Контроль Диагностика Распознавание образов. - презентация

1 ССОД НГТУНГТУ Контроль и диагностика

2 ССОД НГТУНГТУ Информационно- измерительные системы Измерения Контроль Диагностика Распознавание образов

3 ССОД НГТУНГТУ 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.

4 ССОД НГТУНГТУ 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.

5 ССОД НГТУНГТУ Задачи контроля 1.Проверка исправности 2.Проверка работоспособности 3.Проверка правильности функционирования

6 ССОД НГТУНГТУ 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

7 ССОД НГТУНГТУ 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

8 ССОД НГТУНГТУ Операции, выполняемые в системах контроля 1.Восприятие контролируемых величин 2.Формирование норм (уставок) 3.Сравнение контролируемых величин с уставками 4.Формирование суждений о состоянии объекта 5.Вывод результатов контроля (оператору, системе управления) 6.Самоконтроль 7.Измерение контролируемых величин 8.Обработка результатов измерения или контроля 9.Формирование тестовых сигналов 10. Промежуточные преобразования контролируемых величин

9 ССОД НГТУНГТУ Системы контроля Контролируемые параметры – величины, характеризующие состояние объекта: X = x 1, x 2,…, x n * * * * * * * * * Нормы (уставки) – значения параметров, по которым оценивается состояние объекта: аналоговые нормы: C = c 1, c 2,…, c n цифровые нормы: DC = Dc 1, Dc 2,…, Dc n

10 ССОД НГТУНГТУ 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 ОН F xixi cici

11 ССОД НГТУНГТУ 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 1 F 45 xixi 2 # ОН 6 Dc i # 3 #

12 ССОД НГТУНГТУ 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 1 F 34 xixi Dc i ОН 5 # 6 # 2

13 ССОД НГТУНГТУ Характеристики систем контроля 1.Полнота 2.Достоверность 3.Погрешность измерения 4.Надежность 5.Производительность 6.Потребляемая энергия 7.Габаритные размеры, масса… 8.Эффективность

14 ССОД НГТУНГТУ Полнота контроля Характеризует степень охвата объекта операциями контроля Показатель структурный: V s = N кэ /N э Показатель параметрический: V p = P кп /P п Показатель функциональный: V f = F кф /F ф Показатель информационный: V i = I к /I Показатель надежностный:V p = Q к /Q

15 ССОД НГТУНГТУ Оценка полноты контроля по надежности (1) (2)(3) при t

16 ССОД НГТУНГТУ Достоверность контроля Характеризует степень доверия к результатам контроля Пусть x – контролируемый параметр – случайная величина, распределение вероятностей значений которой f(x) подчиняется нормальному закону x – среднеквадратическое отклонение mx mx – математическое ожидание

17 ССОД НГТУНГТУ Распределение контролируемого параметра WnWn сlсl сhсh WhWh WlWl сl сl и сh сh – нижняя и верхняя уставки

18 ССОД НГТУНГТУ Количество годных и бракованных (погрешностей средств контроля нет) Доля годных объектов:(1) Доля негодных объектов: W f = W l + W h (2) (2а) (2б) где:

19 ССОД НГТУНГТУ Погрешности средств контроля Пусть средства контроля обладают случайной погрешностью y – распределение вероятностей значений которой (y) тоже подчиняется нормальному закону, причем my my = 0, y |ch |ch - сl|сl| WnWn сlсl сhсh WhWh WlWl (y)

20 ССОД НГТУНГТУ 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 mz = m x +m y 2 z = 2 x + 2 y система контроля выдает ошибочное решение – исправные объекты классифицирует как брак, а неисправные интерпретирует, как годные. Возникают ошибки контроля!

21 ССОД НГТУНГТУ Решения в процессе контроля Действительное состояние объекта Результат контроля Ошибка контроля Объект в норме (исправен) Объект исправенНет ошибок Объект неисправен Ошибка 1-го рода Объект не в норме (неисправен) Объект исправен Ошибка 2-го рода Объект неисправен Нет ошибок

22 ССОД НГТУНГТУ 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

23 ССОД НГТУНГТУ Вероятность правильного решения относительно исправных изделий Доля исправных изделий, правильно интерпретируемых системой контроля cl cl x chch с h z = x + y сlсl (1)

24 ССОД НГТУНГТУ Вероятность правильного решения относительно неисправных изделий Доля неисправных изделий, правильно интерпретируемых системой контроля x с l или x сhсh (2а) (2б) z = x + y с l или z = x + y сhсh

25 ССОД НГТУНГТУ Ошибка первого рода ( ) Доля исправных изделий, неправильно бракуемых системой контроля ch ch x c l, а z = x + y с l или z = x + y сhсh (3)

26 ССОД НГТУНГТУ Ошибка второго рода рода ( ) Доля неисправных изделий, неправильно принимаемых системой контроля, как исправные x ch ch, а z = x + y сhсh или x cl cl, а z = x + y сlсl (4)

27 ССОД НГТУНГТУ Вероятности результатов контроля Вероятность неправильного результата контроля: P ош = + = W n-f + W f-n (5) Вероятность правильного результата контроля: D – оценка достоверности контроля: D = 1- P ош = 1 – (W n-f + W f-n ) = W n-n + W f-f (6)

28 ССОД НГТУНГТУ Надежность системы контроля 1.Среднее время наработки на отказ – Т0Т0 2.Среднее время восстановления работоспособности – ТmТm 3.Вероятность безотказной работы в течение заданного времени – P 0 (t) 4.Коэффициент готовности k ready – вероятность того, что в интервале 0 Т система исправна:

29 ССОД НГТУНГТУ Производительность системы контроля 1.Среднее время контроля – Тk Тk = T всп + Т ок + ТаТа 2.Производительность – количество объектов, которые могут быть проконтролированы за единицу времени: – интенсивность отказов системы контроля Tm Tm – среднее время нейтрализации отказов

30 ССОД НГТУНГТУ Показатели эффективности контроля Экономический показатель эффективности Затраты на организацию: C = Cc Cc + C э (T) + C р (p) Cc Cc – затраты на приобретение или изготовление САК C э (T) – затраты на эксплуатацию C р (p) – потери, связанные с отказом САК Экономия от снижения брака, штрафов и т.п. Информационный показатель эффективности Статистический показатель эффективности …….