РАЗДЕЛ 2
СИНТЕЗ АДАПТИВНОЙ системы НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ
ТС ОБЪЕКТА ТО.
Как было установлено в разделе 1, основными условиями возможности применения
метода ТЭ до предотказового состояния со стратегией ТО по состоянию являются:
знание состава ОП объекта и упреждающих допусков на них; возможность
обнаружения неисправностей на ранних стадиях их развития в результате
непрерывного контроля ОП без нарушения штатного режима функционирования
объекта; возможность глубокого контроля и идентификации ОП; возможность
прогнозирования параметров, характеризующих ТС объекта; сбор и статистическая
обработка данных об измерениях ОП.
Учитывая это, интегральная информационно-вычислительная система (ИИВС)
обработки параметров в своем составе должна содержать взаимосвязанные блоки, в
каждом из которых реализуется одна из вышеперечисленных функциональных
компонент методики. Структурно-функциональная схема ИИВС, позволяющей решить
сформулированную в п.1.5 задачу, представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Структурно-функциональная схема интегральной
информационно-вычислительной системы обработки параметров
Адаптивная система непрерывного мониторинга (АСНМ) параметров, характеризующих
ТС объекта предназначена для осуществления непрерывного контроля этих
параметров, определения моментов коррекции и вычисления новых номинальных
значений параметров ЛДМ, соответствующих изменившемуся ТС объекта. АСНМ
является основным источником первичной информации.
База данных является единым общесистемным информационным ресурсом, который
предназначен для упорядочивания и хранения всех видов информации на всех
стадиях обработки. Условно базу данных можно разделить на два основных блока:
блок предварительной информации, где проводится первичное ее накопление по
каждому измеряемому параметру и блок статистической информации, где хранятся
результаты статистической обработки информации на разных этапах.
Блок статистической обработки параметров предназначен для статистической
обработки потока информации об измерениях параметров, характеризующих ТС
объекта и поступающих из базы данных.
Блок формирования вектора ОП предназначен для отбора, в зависимости от
принятого метода ТЭ, параметров, полностью характеризующих ТС объекта ТО, а
также формирования поля допусков для этих параметров.
Блок оценки текущего состояния решает задачу проверки законов распределения
результатов измерения координат вектора ОП. Оценка текущего состояния
проводится методом проверки гипотез о математическом ожидании и дисперсии. При
помощи параметрических и непараметрических методов проводится оценка
вероятности попадания числовых статистических характеристик координат вектора
ОП в поле допуска.
Блок прогнозирования предназначен для прогнозирования на упреждающий интервал
координат вектора ОП модифицированным методом средних и адаптивным методом
экспоненциального сглаживания, а также оценки вероятности пребывания
прогнозируемого значения вектора ОП в поле допуска.
Построение АСНМ параметров, характеризующих ТС объекта ТО, является основным
условием возможности перехода к методу ТЭ до предотказового состояния, так и к
комбинированному методу ТЭ по ресурсу.
2.1. Линейные динамические модели объекта ТО
Любой объект ТО в первую очередь является объектом автоматического
регулирования, который используется по своему функциональному назначению и
характеризуется совокупностью входных (регулирующих) параметров, образующих
вектор и совокупность выходных (регулируемых) параметров, образующих вектор ,
причем . При этом основная задача системы автоматического регулирования –
обеспечение номинальных (штатных) режимов функционирования объекта ТО. При
построении системы автоматического регулирования по принципу отрицательной
обратной связи традиционно, начиная с работ А. М. Ляпунова, используются ЛДМ
объектов регулирования, что объясняется малостью отклонений, позволяющей
использовать метод линеаризации.
Так как ЛДМ полностью определяется набором коэффициентов усиления и постоянных
времени, то выбор той или иной ЛДМ объекта ТО, необходимо выполнять таким
образом, чтобы ОП, назначаемые разработчиком изделия (п.1.3.),
взаимнооднозначно выражались через параметры выбранной ЛДМ.
Допущение. Структурная идентификация объекта ТО проведена таким образом, что
параметры ЛДМ объекта ТО взаимно однозначно связаны с ОП объекта ТО, которые
характеризуют его ТС и назначены разработчиком.
Запишем вектор выходных функциональных параметров в виде
, ? те координаты , которые связаны дифференциальными уравнениями, ? остальные
координаты , связанные алгебраическими уравнениями.
Тогда стандартная форма представления ЛДМ объекта следующая
(2.1)
где ? невырожденная постоянная матрица размера , ? постоянная матрица размера ,
? постоянная матрица размера , ? постоянная матрица размера .
Другая форма представления ЛДМ, которая более удобна для дальнейшего изложения,
приведена в работах [18, 19].
(2.2)
где ? невырожденная постоянная матрица, называемая обобщенной постоянной
времени по вектору ; ? постоянная матрица, называемая обобщенной постоянной
времени по вектору ; ? постоянная матрица коэффициентов усиления по вектору ; ?
постоянная матрица коэффициентов усиления по вектору .
Формы представления (2.1) и (2.2) эквивалентны, при чем ,
, , , и наоборот , ,
, .
Элементы матриц , , , полностью определяют как статические, так и динамические
свойства объекта ТО, что подтверждается и в работе [8] .
Третья форма представления ЛДМ ? это форма представления в виде матрицы
передаточных функций
, (2.3)
где ? изображе
- Київ+380960830922