Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Применение метода исключения варьируемого параметра при решении задач диагностирования
Портнягин Н. Н., Пюкке Г. А.,
1.3.4. Экспериментальные методы разработки диагностического обеспечения
В процессе эксплуатации судовых ЭСА, а также на стадии их проектирования для целей диагностирования и разработки ЭСА очень эффективным может оказаться применение экспериментального метода граничных испытаний [63, 68], суть которого заключается в имитации отказов аппаратуры путем искусственного изменения до определенных границ параметров элементов.
Выбирается выходной параметр системы, представляющий монотонную функцию от входных параметров. Допустимое изменение входного параметра определяется в зависимости от одного из параметров устройства, который называется параметром граничных испытаний [102]. Такое исследование позволяет установить область, в пределах которой система работает безотказно.
Методика проведения граничных испытаний состоит в следующем: сначала устанавливаются номинальные значения входного параметра и параметра граничного испытания, далее с помощью вариации параметра граничных испытаний, при различных значениях входного параметра, находится граница области работоспособности, за пределами которой выходной параметр выходит за допустимые пределы. Положение рабочей точки по отношению к границе области работоспособности будет характеризовать реакцию ОД на изменение параметра исследуемого элемента.
В процессе эксплуатации аппаратуры происходит дрейф рабочей точки вследствие старения элементов и изменения их параметров из-за воздействия внешних и внутренних факторов. Тогда приближение рабочей точки к границе области работоспособности влечет за собой понижение надежности аппаратуры. Поэтому положение рабочей точки должно быть выбрано, исходя из условий надежности, и определяться суммой трех допусков: производственного, температурного и допуска на старение. При равновероятном направлении дрейфа параметров рабочая точка должна располагаться в центре области безотказной работы.
В процессе эксплуатации граничный контроль позволяет выявить элементы, параметры которых приближаются к предельному значению, т. е. определить запас надежности аппаратуры. Для этого необходимо иметь графики граничных испытаний аппаратуры, снятые до начала ее эксплуатации. Граничный контроль может проводиться во время профилактических проверок, что позволяет свести к минимуму простои аппаратуры.
При диагностировании ЭСА, представленных в соответствии с принятой глубиной поиска дефекта совокупностью СЕ, может быть использован метод матричных преобразований, основанный на сравнении матрицы узловых проводимостей, полученной экспериментально на момент проведения диагностического эксперимента, с исходной матрицей.
Теоретическим обоснованием справедливости таких расчетов служит положение о возможности построения матрицы узловых проводимостей Yузлна основе полученной по экспериментальным данным матрицы узловых потенциалов U, при проведении эксперимента по формированию матрицы U по заданному плану [26]. Это дает возможность в уравнении для потенциалов справа получить единичную диагональную матрицу и после цепочки эквивалентных преобразований получить формальное равенство матриц узловых напряжений U и сопротивлений Z.
В качестве диагностируемого параметра выбирается полюсная проводимость. Идентификация производится на основе свойств укороченной матрицы узловых проводимостей.
Достоинством матричного метода является возможность одновременной идентификации параметров всех СЕ в едином диагностическом эксперименте. К недостаткам метода относятся требование высокой эффективности контроля ОД, определяемой большим количеством необходимых полюсов для съема информации при диагностировании, и трудности, связанные с обработкой матриц высокого порядка при диагностировании цепей высокой размерности.