Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
6.2. Особенности радиотехнического комплекса как объекта диагностирования
Радиотехнические комплексы являются сложными системами, представляют собой совокупность взаимосвязанных разнообразных по назначению, принципам действия, конструктивному исполнению и эксплуатационным характеристикам устройств и подсистем, предназначенных для решения сложных задач. Считается, что техническая система является сложной, если она состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов (подсистем) и способна реализовывать сложную функцию [6.1–6.4]. Сложная система при отказе отдельных элементов (подсистем) не всегда теряет работоспособность. В сложной системе, обладающей функциональной избыточностью, снижаются характеристики эффективности ее функционирования. Таким образом, отказ РТК следует определять как выход характеристик его эффективности за установленные пределы.
С целью обеспечения высокого качества получения информации о техническом состоянии РТК необходимо выбрать метод и разработать адекватную исследуемому объекту модель ее оценки. Для повышения эффективности эксплуатации РТК и предотвращения возможных аварий в случае нештатной эксплуатации, оценка состояния РТК должна осуществляться в масштабе времени, близком к реальному. Радиотехнические комплексы относятся к сложным стохастическим системам с апериодическим изменением регулярной составляющей и имеющим неполное обеспечение количественной информацией [6.5, 6.6]. Радиотехнические комплексы имеют следующие особенности:
– возможность оценки технического состояния радиотехнических комплексов определяется их конструктивными характеристиками с наличием определенной параметрической избыточности;
– случайный характер процессов, происходящих в радиотехнических комплексах, а также большой набор внешних воздействий, связанных с особенностями их функционирования;
– синтез единой универсальной модели расхода параметрической избыточности РТК чрезвычайно затруднен, однако при построении таких моделей возможно использование общего математического аппарата.
Основной задачей оценки состояния радиотехнических комплексов в произвольные моменты времени является изучение закономерностей изменения их свойств, приводящих к отказам. В связи с этим интерес представляет исследование математических моделей утраты элементами радиотехнических комплексов свойств, заданных при их разработке и производстве. В настоящее время наметилась тенденция применения моделей на основе диффузионных процессов, в частности диффузионных марковских процессов [6.5, 6.7–6.9]. В основе таких моделей лежит стохастическое дифференциальное уравнение в форме Ито
(6.1)
где g(x, t) – коэффициент диффузии; f(x, t) – коэффициент сноса марковского процесса; w – винеровский процесс.
Распространение диффузионных марковских процессов обусловлено их свойствами, основное из которых – это отсутствие последействия: при оценке поведения процесса в будущие моменты времени важно только знание состояния процесса в настоящий момент времени без учета предыстории. Модель изменения технического состояния, использующая диффузионные марковские процессы наиболее адекватна исследуемому процессу и универсальна по сравнению с другими, используемыми в теории стохастических функций. Такая модель может быть применена для уникальных высоконадежных объектов, каковыми являются радиотехнические комплексы, и может быть построена даже по одной реализации [6.10]. Моделирование поведения объекта контроля на базе диффузионных марковских процессов позволяет оперативно получать значения характеристик исследуемого радиотехнического комплекса. Анализ показывает [6.5, 6.9–6.12], что использование моделей на основе диффузионных марковских процессов является наиболее перспективным для синтеза систем контроля РТК. Однако, в настоящее время их применение ограничено из-за несовершенства математического аппарата решения диффузионных уравнений, вычислительных сложностей и существенных временных затрат.