Введение к работе
Актуальность работы Возрастающая сложность техничест их систем, бурное развитие нано технологий заметно обосірили задачу обеспечения эффективного функционирования промышленного электромеханическою привода Одним из путей сохранения показателей эффект івносіи функционирования на всем жизненном цикле изделии является анализ технического состояния на основе принципов диагностирования и принятия решений
Разработка новых специализированных систем, орисшироваї пых на выполнение задач диагностирования, имеет исключительное шаче іие для поддержания заданных технических характеристик электромеханических систем (ЭМС), включая и систему управления электроприводом, m всем жизненном цикле работы оборудования Определение состояния нртвода и его параметров связано с большим объемом обрабатываемой информации, разнообразием источников информации, с различной физической природой сигнала, алгоритмов преобразования, расчетов и т п Существенные требования предъявляются и со стороны технической системы (ТС в силу специфики функционирования, сложности реализации, повышенп лх требований к качеству движений Системы оценки фактического сої гояпия ЭМС в силу сложности ТС и алгоритмов функционирования оказь ваются во много раз сложнее, чем сами системы управления ТС
В современной практике анализа и обработки данных о работе оборудования большинство диагностических задач решается челе веком-оператором, который по результату сравнения полученных измерении с заданными диапазонами изменения контролируемых параметров пр шима-еі решение о состоянии объекта или системы Однако оценить множество параметров и характеристик в реальном масштабе времени, исключивших присутствие оператора во время его работы, без использования специальных технических средств и интеллектуальных алгоритмов, «груді итсль-но Применение систем диагностирования открывает возможность решить эги проблемы или, по крайней мере, снизить их острогу
Диссертационная работа направлена на разработку и совершенствование алгоритма технического диагностирования элементов и лтетем управления ЭМС, и, в результате, на повышение эксплуатационной тадеж-ности и эффективности их функционирования Диагностирование ЭМС в процессе эксплуатации дает возможность определить рабогоспосо5ность всех систем в любой момент времени, выявить ее соответствие тешичс-ским требованиям и сделать заключение о возможности дальнейішй эксплуатации
Целью диссертационной работы является обеспечение эфф;ктив-ности функционирования ЭМС, связанное с поддержанием в задшных
2 пределах эксплуатационных характеристик объекта на основе анализа технического состояния с применением параллельных моделей диагностирования, представленных в пространстве состояний
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие мдачн:
Выяви іь особенности существующих меюдов и средств диаг-носшровапия электромеханических систем
Разработать диагностические модели электропривода постоянною тока в пространстве состояний, функционирующие в режиме реального времени
Разработать структуру системы диагностирования
Разработать алгоритмы диагностирования, реализации выводов и принятия решений
Методы исследований. При выполнении работы использовались маїемаїические методы теории информации, обеспечивающие комплексную оценку ЭМС Теория автоматического управления, электропривода использованы для получения количественных оценок параметров и мате-машческого описания работы систем непрерывного контроля На основе на теории искусственного интеллекта реализованы алгоритмы формирования выводов и принятия решений
Научная новизна работы заключается в:
алгоритме трехуровневой оценки состояния ЭМС в простран-сіве состояний, который обеспечивает на первом уровне оценку техническою состояния по феноменологической модели и обобщенной выходной характеристике, а при превышении заданных пределов, определение неисправного устройства с использованием структурного представления, и, за-іем, определение неисправного элемента на основе использования виртуальной модели,
структуре системы диагностирования, состоящей из феноме-нолошческой, структурной и виртуальной моделей, включенных параллельно диагностируемой системе, обеспечивающих отыскание неисправностей ЭМС с заданной точностью,
виртуальной модели, обеспечивающей получение диагностической информации с заданными характеристиками и глубиной диагно-сіирования
Практическая ценность работы состоит в
алгоритме диагностирования, заключающемся в последовательном
включении моделей, первоначально оценивающих работоспособность объ-
екіа диагностирования, а затем, при нарушении заданного качества функ
ционирования, включении моделей более сложного вида, обеспечивающих
выявление причины неработоспособного состояния,
возможности адаптации для других типов приводов пост) осиной на основе предлагаемой методики экспертной сисіемьі кои і роля и щагно-сіики автоматизированного электропривода посіоянноіо юка,
сокращении времени на наладку и отыскание непоправне стей в ЭМС за счет повышения уровня автоматизации процессов диаінос ирова-ния,
виртуальной модели, адеквапю отражающей процессы в реальной ЭМС и обеспечивающей оценку работоспособности и исправное п электропривода с заданным уровнем декомпозиции и ношоляющеи вь являїь отклонения от эталонных значении вплоть до элемеша
Реализация работы. Результаты работы приняты к использованию в ООО «Энергоприбор» при разработке новых изделий высоких іехн элогии и при чтении лекций и выполнении лабораторных рабо г по курсу « Сомпь-юіерная диагностика» на кафедрах «Автоматические и мечаїрошиїе системы» и «Автоматизация технологических процессов и проінводств
Апробации работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на международных конференциях научно-1ехиической конфе >енцин механико-технолої ического факультета «Проблемы маїїппккгрое іия па современном этапе» (г Владимир, 2003), II Международной і аучно-технической конференции «Проблемы исследования и ироекіир эвання машин» (г Пенза, 2006), VI Всероссийской научно-іехничеокой <онфе-ренции «Проблемы информатики в образовании, управлении, жоноиике и технике» (г Пенза,2006), X Международной научно-иракшческой сонфе-ренции «Современные технологии в машиностроении» (г Пеша,20О6), заседаниях кафедры «Автоматические и мехатронные системы», «Авт эмагн-зация технологических процессов и производств»
Основные положении диссертации, выносимые на мицщу:
Алгоритм диагностирования электропривода посіояшюго тска, основанный на структурной иерархической декомпозиции объект, с использованием моделей в пространстве состоянии, включенных параллелню основному процессу
Феноменологическая, сгрукіурная и виртуальная моде ни авіомаш-зированного электропривода постоянною тока ЭПУI 211
Система реализации выводов и принятия решений при поиске причин неработоспособности автоматизированною злекгроп| ивода ЭПУ1 2П
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 рабої, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ
Сірукгура н объем диссертации Диссертация состоиі из введения, пяти глав, заключения и приложении Общий объем рабо іы - 217 страниц машинописного текста, включая 88 рисунков, 13 таблиц, 4 приложения, библиографический список, состоящий 156 найменованії и
