На вход изделия подают ступенчатый сигнал х0 длительностью 3h.

С выхода изделия в моменты времени h, 2h, 3h, 4h снимают показания yh, y2h, y3h, y4h. Через время 4h+ty эксперимент повторяют n раз.

4.7. Формируют матрицу

(7)

определитель которой равен .

4.8. Оценки наименьших квадратов параметров l1, l2, r0, r1 находят по формулам:

(8)

где T - символ транспонирования.

4.9. Ковариационная матрица оценок параметров равна

(9)

где σ2 - дисперсия остаточных ошибок, оцениваемая по формуле

(10)

где R0 - остаточная сумма квадратов ошибок, оцениваемая как

(11)

4.10. Если максимальным явилось значение , то выбирают h=pΔt и эксперимент проводят по следующему плану.

На вход изделия подают ступенчатый сигнал x0 длительностью 2h.

С выхода изделия в моменты времени h, 2h, 3h, 4h снимают показания уh, у2h, у3h, у4h. После выдержки изделия в течение времени ty после снятия последнего значения выходного сигнала эксперимент повторяют n раз.

4.11. Формируют матрицу

(12)

определитель которой равен .

4.12. Оценки наименьших квадратов искомых параметров и их ковариационной матрицы находят по пп. 4.8 и 4.9.

4.13. Если максимальным явилось значение, то выбирают h=pΔt и эксперимент проводят по следующему плану.

На вход изделия подают ступенчатый сигнал х0 длительностью h. С выхода изделия в моменты времени h, 2h, 3h, 4h снимают показания уh, у2h, у3h, у4h.

Формируют матрицу

(13)

определитель которой равен .

4.14. Оценки наименьших квадратов искомых параметров и их ковариационной матрицы находят по пп. 4.8 и 4.9.

5. Определение вида и коэффициентов дифференциального уравнения основано на их связи с видом и параметрами уравнения дискретной модели. Указанная связь приведена в таблице.

6. Последовательность операций по установлению вида дифференциального уравнения приведена на черт. 2.

Все соотношения на черт. 2 проверяют статистически. Например, l1=0, если нуль попадает в интервал , если единица попадает в интервал .

7. Структуру и коэффициенты аналитического выражения полных динамических характеристик определяют исходя из установленного вида дифференциального уравнения и вспомогательных параметров в соответствии с таблицей.

Черт. 2

№ п/п

Вид и порядок динамической модели изделий ГСП

Способ нормирования полных динамических характеристик изделий ГСП

Коэффициенты аналитического выражения полных динамических характеристик, представленные через оценки вспомогательных параметров

Дифференциальное уравнение

Импульсная характеристика h(t)

Переходная характеристика g(t)

Передаточная функция H(s)

Комплексная частотная характеристика K(jω)

Амплитудно-частотная характеристика А(ω)

Фазочастотная характеристика φ(ω)

1

Безынерционное

0

2

Интегрирующее идеальное 1-го порядка

3

Апериодическое 1-го порядка

4

Дифференцирующее идеальное 1-го порядка

5

Дифференцирующее с замедлением 1-го порядка

6

Колебательное 2-го порядка

7

Интегрирующее с замедлением 2-го порядка

8

Апериодическое 2-го порядка

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Обязательное
ОЦЕНКА И КОНТРОЛЬ ТИПОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

1. Математическое ожидание систематической составляющей погрешности - Мс] изделий конкретного типа (группы) оценивают по формуле

(1)

где N - число испытуемых экземпляров изделий;

Δсi - значение систематической составляющей погрешности i-го экземпляра изделия.

2. При заданной допустимой относительной погрешности αс оценки минимально допустимое число экземпляров изделий, подлежащих испытанию, определяют из соотношения

(2)

где - оценка СКО систематической составляющей погрешности на совокупности N изделий, определяемая по формуле

(3)

tq - коэффициент, зависящий от заданной доверительной вероятности (выбирают из табл. 2).

3. СКО систематической составляющей погрешности σ(Δс) оценивают по формуле (3).

4. При заданной относительной погрешности δσ и доверительной вероятности Рд оценки σ(Δс) необходимое для испытаний число экземпляров изделий определяют по таблице.

Доверительная вероятность Рд

Число экземпляров изделий при относительной погрешности δσ, %

10

15

20

25

30

35

50

0,90

200

80

40

30

20

18

10

0,95

200

100

60

40

30

20

15

0,99

250

200

100

60

45

35

20

5. Остальные метрологические и точностные характеристики по п. 1.4 оценивают (контролируют) на основе обработки данных о значениях индивидуальных характеристик выборочной партии N изделий в соответствии с приложением 6.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Справочное
УСТАНОВЛЕНИЕ (ОЦЕНКА) ПРЕДЕЛОВ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ И ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ ГСП И ИХ КОНТРОЛЬ

1. В тех случаях, когда метрологические и точностные характеристики вновь разрабатываемых изделий нормируют поэтапно, по мере освоения их промышленного выпуска, а также при переходе на нормирование метрологических или точностных характеристик изделий серийного и массового производства в соответствии с требованиями ГОСТ 23222-88, допускается устанавливать пределы отдельных типовых метрологических или точностных характеристик на основе статистической обработки данных о значениях индивидуальных характеристик выборочной партии N изделий.

2. Пределы метрологических (точностных) характеристик по п. 1.4 настоящего стандарта устанавливают исходя из доверительной вероятности Рд, заданного процента ρ изделий, которым допускается находиться в этих пределах, и коэффициента технологического запаса Зт.

3. Если в стандартах и технических условиях на изделия конкретного типа (группы) нет иных указаний, значение ρ в процентах выбирают из ряда: 90, 95, 99, а коэффициент технологического запаса Зт принимают равным 0,2.

4. Определяют границы значений характеристики λ, в которых с вероятностью Рд находится заданная доля ρ изделий из числа испытанных N изделий

(1)

(2)

где - оценка математического ожидания характеристики λ на множестве N изделий, определяемая по формуле (1) приложения 5;

- оценка СКО характеристики (λ), определяемая по формуле (3) приложения 5;

c0 - коэффициент, зависящий от величин N, Рд, ρ.

Коэффициент c0 находят по формуле

(3)

где с в зависимости от ρ выбирают из табл. 1.

λр в зависимости от Рд выбирают из табл. 2.

Таблица 1

ρ, %

0,90

0,95

0,99

с

1,7

2,0

2,6

Таблица 2

Рд

0,90

0,95

0,99

λр

1,3

1,7

2,3

5. При уточнении пределов характеристик по п. 1.4 настоящего стандарта к полученной верхней λ2 (нижней λ1) границе прибавляют (вычитают) долю, равную произведению этой границы на значение коэффициента технологического запаса.

(4)

(5)

6. Для изделий различных модификаций, а также при внесении изменений в конструкцию изделий, что может повлечь за собой изменение их метрологических или точностных характеристик, допускается контролировать правильность нормирования или уточнять пределы характеристик путем обработки результатов оценки индивидуальных характеристик выборочной партии N изделий.

7. Новые пределы метрологических и точностных характеристик устанавливают в соответствии с пп. 2-5.

8. При необходимости контроля правильности нормирования пределов метрологических и точностных характеристик пределы характеристик, полученные в соответствии с формулой (4) или (5), сравнивают с пределами, нормированными в стандартах или технических условиях на изделия конкретного типа (группы).

9. Если в стандартах или технических условиях на изделия нет иных указаний, нормирование считают правильным, если значение технологического запаса лежит в пределах 0,1÷0,3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Справочное

ВЫБОР УКРУПНЕННОЙ МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ (КОНТРОЛЯ) МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ И ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Черт. 1

Примечание. На черт. 1 использованы следующие сокращенные обозначения укрупненных методик и алгоритмов оценки (контроля):

ЭСО - экземпляра, статика, ориентировочно;

ЭСТ - экземпляра, статика, точно;

ЭСТП - экземпляра, статика, точно, предварительный;

ЭДО - экземпляра, динамика, ориентировочно;

ЭДТ - экземпляра, динамика, точно;

ЭДТП - экземпляра, динамика, точно, предварительный;

ТСН - типа, статика, нормирование;

ТСНП - типа, статика, нормирование, предварительный;

TCP - типа, статика, рациональность;

ТДН - типа, динамика, нормирование;

ТДНП - типа, динамика, нормирование, предварительный;

ТДР - типа, динамика, рациональность.

Пример 1. [ЭДТП] - алгоритм оценки (контроля) и индивидуальной динамической характеристики с заданными показателями точности в результате предварительного эксперимента.

Пример 2. М[ТСП] - методика проверки рациональности нормирования типовых статических характеристик.

ВЫБОР МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ ОЦЕНКИ (КОНТРОЛЯ) МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ И ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Черт. 2

Примечание. На черт. 2 использованы следующие условные обозначения методик и алгоритмов ориентировочной оценки (контроля) в зависимости от задач оценки (контроля):

[О] - ориентировочная оценка без учета дрейфа, вариации и случайной составляющей погрешности;

- ориентировочная оценка без учета дрейфа, вариации и случайной составляющей погрешности;

[ОВ] - учитывается только вариация;

[ОД] - учитывается только дрейф;