用于监控技术系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及基于模型监控技术系统（１０）的方法。规定了无缺陷系统的模型，该模型在无缺陷系统（１０）中描述因变量ｙ和输入变量ｕ之间的关系。确定用于测量ｙ的测量误差。在容差模拟中，至少一个模型参数在规定的容差范围内变化。以这种方式计算由参数变化带来的因变量ｙ的变化是多大。在监控期间，输入变量ｕ的随时间的变化提供给系统（１０）和模型（２０）。借助于模型（２０），计算因变量ｙ的随时间的参考变化。围绕计算的参考变化设置窄容差带和宽容差带。假如测得的随时间的变化位于宽容差带的范围外，那么系统（１０）被分类为有缺陷的。假如它位于窄容差带的范围内，那么系统（１０）被分类为无缺陷的。

Method for monitoring a technical system

The present invention relates to a method based on a model monitoring technology system (10). The model of the defect free system is specified, in which the relation between the variable y and the input variable U is described in a defect free system (10). Determine the measurement error for measuring y. In tolerance simulations, at least one model parameter changes within the specified tolerance range. In this way, what is the change in the dependent variable y due to parameter changes?. During monitoring, the input variable U changes over time to the system (10) and to the model (20). With the aid of model (20), the temporal variation of the dependent variable y is calculated. A narrow tolerance band and a tolerance zone are provided around the calculated reference variations. The system (10) is classified as defective if the measured variation with time is outside the tolerance differential zone. If it is within the narrow tolerance band, then the system (10) is classified as \defect free\.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种技术系统的基于模型监控的方法。监控技术系统是为了检测在系统上的缺陷和有害状态的发生，并将系统分类为无缺陷或有缺陷。依据权利要求1前序部分的方法从Rolf Isermann的“Modellgestützteberwachung und Fehlerdiagnose technischer Systeme(Teil 1)”，Automatisierungstechnische Praxis(atp)38(1996)，第5版，第9-20页已知。无缺陷技术系统使用线性多变量模型来模拟，使用方程式X‾′(t)=A‾‾x‾(t)+B‾‾u‾(t)]]>和y‾(t)=C‾‾x(t)]]>表示该系统，其中u(t)是输入变量的向量，x(t)是状态变量的向量，x′(t)是x(t)对时间的一次导数，y(t)是输出变量的向量， 和 是矩阵。在这个实施例中，输出变量和状态变量是因变量。一方面提供输入变量向量u(t)给被监控的实际系统，另一方面提供给线性模型。为了定义受系统影响的并能被直接或间接测量的变量，公开了各种方法。该变量取决于输出、状态和/或输入变量。一方面测量该变量随时间的变化，另一方面利用模型来计算参考变化。将测得的随时间的变化与参考变化相比较，从而确定技术系统是无缺陷还是有缺陷。偏离参考变化的测量变化一方面可由技术系统上的缺陷引起，但另一方面仅仅由参数容差和测量中的误差引起。在上述引用R.Isermann的文章中没有披露缺陷怎样与容差和误差区分开来。再者，该方法仅仅能用于线性模型。然而，许多技术系统不能使用线性模型充分地描述。本专利技术的目的是提供一种依据权利要求1前序部分的方法，该方法在监控中以系统的方式考虑在容差范围内该技术系统的参数变化的影响及施加在因变量的测量上的测量误差。使用依据权利要求1的方法实现该目的，进一步限定在从属权利要求中给出。指定无缺陷系统的模型。该模型描述了在无缺陷系统中因变量和系统的输入变量之间的关系，并能使用计算机自动估值。对这个模型的至少一个参数指定了容差。该参数可假定为在容差范围内的值，且不会因此而使技术系统存在缺陷。另一方面，容差外的值是缺陷。执行容差模拟。在其中，参数在容差范围内变化。输入变量的至少一个随时间的指定变化在这里被应用到该模型。从而模拟了该模型。利用该模型，计算由参数变化导致的因变量的随时间的大量变化。在指定容差范围内，参数变化导致因变量的可允许的变化。利用容差模拟，计算出所带来的可允许的变化是多大。在技术系统的监控期间，该可允许的变化使因变量的变化围绕参考变化改变而不发生缺陷。此外，确定因变量测量的测量误差。因此，因变量的测量值正好与实际值一致，或者受到至多与测量误差一样大的测量错误的影响。该测量误差可导致测量值比实际存在的值更远离计算的参考值、或者更接近参考值的结果。在监控期间，输入变量随时间的变化既提供给系统、又提供给模型。利用模型，计算因变量随时间的参考变化。围绕计算出的参考变化设置窄容差带和宽容差带。窄容差带的宽度等于合成变化减去两倍测量误差，宽容差带的宽度等于合成变化增加两倍测量误差。比较测得的随时间的变化与围绕参考变化的容差带。假如测得的随时间的变化位于宽容差带的外部，则它偏离参考变化，并且即使测量容差增加偏差，也因此以不容许的方式偏离期望变化。该系统被分类为有缺陷的。假如测得的随时间的变化一直在窄容差带内，它完全不偏离参考变化，并且即使测量容差减少偏差，也因此或仅以容许的方式不偏离期望变化。该系统被分类为无缺陷的。依据本专利技术的方法能被用于任何在计算机上能够使用可利用的模型足够准确地描述的技术系统。这个模型不必完整地描述该技术系统，而只要描述至少一个因变量和至少一个输入变量之间的关系。这个方法可被用于静态和动态技术系统，例如用于具有随时间变化的状态变量的那些系统。使用该方法，以系统化的、可跟踪的、客观的和可复制的方式确定宽容差带和窄容差带。当以系统化的、可跟踪的、客观的和可复制的方式考虑容差和测量误差时，该方法具有将技术系统分类为无缺陷和有缺陷的作用。无论是在公司使用该方法用于监控技术系统时还是在供货者提供该技术系统时，客观性和可复制性是特别重要的。该方法允许顾客和供货者跟踪分类过程和分类的结果。例如，在从供货者得到的系统的进货控制或制造后的质量控制的情况下，该方法一方面用于系统的限时功能测试；另一方面，当系统处于操作时，该方法用于监控技术系统。例如，选择大量位于容差范围内的参数值。一个接一个地将这些参数设置为这些值中的每一个，利用模拟模型计算由这个值产生的因变量的随时间的变化。在进行模拟运行期间并在容差范围内改变参数也是可能的，也就是说，在模拟运行期间通过在容差范围内改变参数来改变模拟模型是可能的。权利要求1的附加部分可以使该方法也用于具有大量输入变量和/或大量因变量的技术系统。依据权利要求3，围绕用于每个因变量的各自参考变化设置两个容差带，也就是说，在n个因变量的情况下，总共有2*n个容差带。在结合附图的基础上，在下面将更详细地描述本专利技术的典型实施例，其中附图说明图1表示用于实现该方法的有利改进的测试设备的框图；图2表示窄容差带和宽容差带；图3表示因变量p_a的变化和取决于参数k的控制变量p_h的变化；图4表示通过实际变化和参考变化之间的比较来确定参数的偏移；图5表示在过冲情况下的修改。典型实施例涉及机动车辆制造者的进货控制。使用依据本专利技术的方法，后者检查机动车辆的组件零件。对每个组件零件，至少执行一次该方法，该组件零件作为技术系统。组件零件由供货者制造，并提供给制造者的生产线。制造者也检查在制造者的生产线上制造的、利用测试系统受到质量控制的组件零件。这种组件零件的例子是自动传动的电液压控制盘。这个方法也可以由供货者用来进行其供货控制。优选地，只将归类为无缺陷的组件零件交付给机动车辆制造者，其他的被更彻底地检查。例如，这个方法也可在机动车辆运行时用作对机动车辆的组件零件的监控，例如对自动传动的控制系统的零件的监控。在下面更详细地描述的图1表示实现依据下面描述的本专利技术的方法的有利改进的设备的结构图。在这个典型实施例中，输入变量m位于被监控的组件零件10和模型20处，测量n个因变量的随时间的变化。组件零件10以s1个参数表示。特别地由组件零件10的大规模生产中的典型生产变量和外界条件的不可避免的波动产生s1个参数的容差。规定了这些容差。组件零件10的参数的典型例子是材料的特征变量，例如单位重量、密度、粘性、弹性常数、摩擦系数、导热性、导电性或电气元件的特性，如电阻、电容或电感。只要组件零件10是无缺陷的，组件零件10的s1个参数的值保持不变。另一方面，缺陷能导致参数值急剧变化，例如，假如在电线中发生短路；或缺陷导致参数值的一般漂移，例如，弹性常数逐渐减小。和参数比起来，即使当技术系统是无缺陷的时候，m个输入变量和n个因变量随时间急剧变化和/或逐渐变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动监测技术系统（１０）的方法，该方法中－将至少一个随时间变化的输入变量提供给系统（１０），－测量受系统（１０）影响的至少一个变量随着时间的变化，－另外将该输入变量提供给模型（２０），该模型（２０）能被自动评 估并描述无缺陷系统（１０）中因变量和输入变量之间的关系，－借助模型（２０）计算因变量随时间的参考变化，和　－将测得的变化与参考变化进行比较，其中－对于模型（２０）的至少一个参数规定容差，－规定输入变量 的至少一个随着时间的变化，－为测量因变量确定测量误差，　－该参数在容差范围内变化，使用输入变量的变化来模拟模型（２０），并借助被模拟的模型（２０）来计算由该参数变化所导致的因变量的随时间的多种变化，－借助于参数变化， 从产生的变化中确定因变量的合成变化，－围绕计算出的参考变化设置窄容差带和宽容差带，窄容差带的宽度等于合成变化减少两倍的测量误差，宽容差带的宽度等于合成变化增加两倍的测量误差，－假如测得的变化始终位于窄容差带的范围内，则系统（ １０）被分类为无缺陷的，－假如测得的变化至少有一次位于宽容差带的范围外，则系统（１０）被分类为有缺陷的。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯巴特斯奇，
申请(专利权)人：戴姆勒克莱斯勒股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]