Разработка алгоритмов для оценки технического состояния сложных объектов, таких как радиоэлектронное оборудование (РЭО) и системы автоматики (СА), опирается на три фундаментальных подхода: параметрический, характеристический и критериальный. Каждый из них предлагает свой уникальный способ анализа и интерпретации данных для вынесения вердикта о работоспособности системы.
Параметрический принцип: контроль по допускам
Этот метод является одним из самых распространенных и прямолинейных. Он базируется на непрерывном или периодическом контроле строго определенных диагностических параметров. Эти параметры выбираются на основе функционально-структурной модели объекта, что позволяет отслеживать ключевые точки его работы. Суть принципа заключается в сравнении фактически измеренных значений каждого параметра с заранее установленными для них техническими допусками (нормативными пределами). Если хотя бы один из контролируемых параметров выходит за границы своего допуска, система признается неработоспособной.
На практике это реализуется через цепочку преобразований: диагностические параметры (например, ток, напряжение, температура) с помощью первичных датчиков преобразуются в электрические сигналы, которые затем нормализуются к стандартному диапазону (часто 1–10 В постоянного тока). Эти нормализованные сигналы непрерывно сравниваются с эталонными допустимыми значениями. При обнаружении отклонения система генерирует световой и звуковой сигнал тревоги, указывающий на конкретный отказ. Структурная схема такого алгоритма представлена на рисунке 13.1.
Характеристический принцип: сравнение с идеальной моделью
В отличие от параметрического, этот подход работает не с отдельными точками-параметрами, а с целыми функциональными характеристиками объекта. Он предполагает наличие математической или имитационной модели, описывающей идеальное поведение системы (ее эталон). В процессе диагностики с реального объекта снимаются его выходные диагностические характеристики при заданных входных воздействиях. Затем вычисляется показатель рассогласования (отклонения) между характеристиками реального объекта и его идеальной модели.
Заключение о техническом состоянии выносится на основе сравнения этого показателя рассогласования с допустимым порогом. В качестве диагностических характеристик могут использоваться как статические (например, зависимость выходного напряжения от входного), так и динамические (переходные процессы, частотные характеристики) зависимости. Оценка рассогласования может производиться в ключевых точках, на отдельных участках или по всей области определения характеристики. Общая схема такого алгоритма контроля показана на рисунке 13.2.
Критериальный принцип: обобщенная оценка состояния
Этот принцип предлагает более интегрированный взгляд на состояние объекта. Вместо анализа каждого параметра в отдельности или целой характеристики, он направлен на вычисление единого, обобщенного показателя работоспособности. Этот показатель является функцией от множества контролируемых параметров и рассчитывается с учетом их относительной важности для общей функциональности системы, что выражается через весовые коэффициенты.
Диагностическая модель здесь часто представляет собой аналитическое выражение, агрегирующее данные, без явного учета внутренней структуры системы. На рисунке 13.3 показана реализация такого подхода: измеренные параметры преобразуются, нормализуются, а затем с учетом весовых коэффициентов объединяются в один средневзвешенный показатель. Именно этот обобщенный критерий сравнивается с допустимым значением. Если он выходит за установленные пределы, система фиксирует неработоспособность объекта.
Таким образом, выбор принципа формирования алгоритма диагностики зависит от сложности объекта, доступности информации о его внутренней структуре и требуемой глубины анализа — от простого контроля граничных значений до комплексной оценки интегрального состояния.