Определение энтропии диагностического объекта

В реальных процессах контроля и диагностирования энтропию в общем случае определяем так:

,

где Э_о.к — энтропия объекта контроля; Э_с,к — энтропия средств контроля, обусловливающая наличие ошибок средств контроля и влияющая на установление точного диагноза; Э_алг — энтропия алгоритма контроля, учитывающая приспособленность алгоритма получать информацию за минимальное время; Э_и — энтропия, обусловленная квалификацией исполнителя (оператора-диагноста).

В свою очередь энтропию объекта контроля получим из выражения

Э_о.к = Э_в.о + Э_п.о.

Здесь Э_в.о — энтропия, обусловленная наличием вероятности внезапных отказов систем объекта (эту энтропию невозможно измерить и перевести в информацию, ее можно только заранее учесть); Э_п.о — энтропия, обусловленная наличием вероятности постепенных (износовых) отказов систем объекта (эта энтропия может измеряться вплоть до уровня, определяемого наличием ошибок приборов контроля, и переводиться в информацию о техническом состоянии систем объекта).

Схема получения информации в реальном процессе контроля представлена на рис. 25.

До начала процесса контроля и управления в произвольный момент времени t₀ общая энтропия процесса Э₀ определяется энтропией объекта контроля Э_о.к = Э_в.о + Э_п.о и энтропией средств контроля Э_с.к. В процессе эксплуатации при отсутствии контроля и управления энтропия объекта контроля Э_о.к постоянно возра­стает. С физической точки зрения возрастание энтропии обус­ловлено повышением вероятности возникновения отказов систем объекта при увеличении пробега.

Применяемые в настоящее время средства контроля (станции диагностики) являются в свою очередь сложными объектами. Поэтому для них справедливы те же закономерности, что и для объекта диагностирования, т. е. энтропия средств контроля Э_с._к также возрастает.

Рис. 25. Схема изменения энтропии: t_K — время контроля и управления техническим состоянием; t_д — периодичность диагностирования

В процессе определения технического состояния в общую энтропию процесса Э₀ кроме энтропии объекта Э_о.к и энтропии средств контроля Э_с.к входит энтропия алгоритма контроля Э_алг и энтропия исполнителя Э_и, зависящая от квалификации опера­тора-диагноста. В процессе контроля и управления общая энтро­пия Э₀ снижается и переводится в определенное количество ин­формации, которое в этом процессе можно увеличивать (на рис. 25 показано пунктирной линией), повышая точность средств конт­роля и уменьшая тем самым энтропию объекта контроля Э_о.к, улучшая приспособленность алгоритма контроля и уменьшая время контроля и энтропию алгоритма Э_алг, повышая квалифи­кацию оператора-диагноста и снижая вероятность постановки не­правильного диагноза. При прекращении процесса контроля и управления энтропия объекта контроля Э_о.к и средств контроля Э_с.к снова возрастает.

Минимальный уровень неопределенности, которого можно достичь в процессе диагностирования, составляет

Э_min = (Э_в.о)_о.к + (Э_р.с)_с.к + Э_алг + Э_и,

где (Э_в.о)_о.к — энтропии, обусловленные вероятностью появления внезапных отказов объекта контроля;

(Э_р.с)_с.к — разрешающей способностью данных средств контроля;

Э_алг — ограниченностью алгоритма контроля;

Э_и — физическими возможностями оператора-диагноста.

На практике диагностирование необходимо вести до достижения уровня оптимальной неопределенности, т. е. оптимальной глубины диагноза. Этот уровень выбирается из условия выполнения объектом поставленной перед ним задачи при одновременном выполнении экономических ограничений.

Дата добавления: 2015-11-16