Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Область исследования и постановка задачи ... 19
1.1 Проблемы испытаний на ракетном треке 19
1.2 Обзор технических средств, методов воспроизведения сложных пространственных нагрузок и их оценка 22
1.3 Технические требования к вновь разрабатываемой универсальной ротационной машине 31
Выводы по главе 1 36
ГЛАВА 2 Описание методов испытаний и определение компонент ускорения при их реализации на универсальной ротационной машине 37
2.1 Виды испытаний на ракетном треке. 37
2.2 Анализ нагрузок, испытываемых изделием на комплексных центрифугах, ракетном треке и в реальном полете 40
2.3 Вывод уравнений абсолютного ускорения чувствительного элемента приборов и аппаратуры испытаниях на универсальной ротационной машине 49
Выводы по главе 2при .75
ГЛАВА 3 Исследование динамических свойств вибратора и алгоритм управления универсальной ротационной машиной 76
3.1 Определение динамических характеристик вибратора 76
3.2 Алгоритм разрабатываемой системы управления универсальной ротационной машиной 85
3.3 Экспериментальная часть 99
Выводы по главе 3 .109
Заключение 111
Список литературы 113
- Обзор технических средств, методов воспроизведения сложных пространственных нагрузок и их оценка
- Технические требования к вновь разрабатываемой универсальной ротационной машине
- Анализ нагрузок, испытываемых изделием на комплексных центрифугах, ракетном треке и в реальном полете
- Алгоритм разрабатываемой системы управления универсальной ротационной машиной
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из необходимых условий повышения безотказности функционирования приборов и аппаратуры (ПиА) ракетно-артиллерийского вооружения (РАВ) является разработка и создание современных испытательных стендов, обеспечивающих комплексные механические воздействия и позволяющих учитывать изменение внешних возмущающих факторов в процессе проведения испытаний.
Методы испытаний основаны на применении систем автоматического или полуавтоматического контроля, позволяющих обнаруживать дефекты приборов и датчиков, как при наземном их контроле, так и при контроле в процессе полета.
Наземный контроль может осуществляться через определенные интервалы времени (регламентный контроль), а также перед пуском (предстартовый контроль).
Отметим что, в условиях наземных испытаний на ракетном треке ПиА подвергаются механическому воздействию ударов, вибрации, линейных ускорений. Для подтверждения работоспособности и повышения безотказности ПиА перед пуском на ракетном треке необходимо проведение их наземного предстартового контроля состояния в условиях комплексного механического воздействия.
При этом комплексность механического воздействия определяется характером движения макета РАВ в составе ракетного поезда (рисунок 1) по рельсовым направляющим ракетного трека. При таком движении (рисунок 2) на ПиА будут действовать: линейное ускорение в направлении продольной оси с наложением переменной составляющей по этой оси и с одновременным воздействием знакопеременного ускорения в поперечных направлениях, что может быть сведено к комплексному (многофакторному) воздействию.
Рисунок 1-макет РАВ на старте
Рисунок 2 – Движение макета РАВ
В связи с этим, целесообразно проводить предстартовую техническую проверку ПиА на специализированном виброротационном стенде - универсальной ротационной машине (УРМ). При этом на УРМ, в частности, реализуется комплексное воздействие. Как правило, такие внешние возмущающие факторы могут реализовываться на центрифуге, с установленным на ней дополнительным испытательным оборудованием.
Испытания приборов на воздействие линейных ускорений в лабораторных условиях проводятся, как правило, на центрифугах, и являются преимущественным путем конструкторской отработки приборов на устойчивость, прочность и стойкость к механическим воздействиям. Исследования в этой области проводились в России Л.М. Самсоновым, Г.А. Смирновым, В.И. Каразиным, Э.Н. Кузьминым, А.Н. Семенюком, А.Н. Евграфовым и другими авторами. В США, Японии и других странах наиболее известны работы Joseph D. Hudson-ville, Michael Naumov, Sadayuki Hachioji, Toshihiko Ushiku и других.
Анализ различных конструктивных схем стендов позволяет выделить следующее.
Невозможно обеспечить широкий спектр требуемых комбинаций осевых и поперечных инерционных воздействий на изделие в одном стенде. Каждый стенд рассчитан на формирование строго ограниченного числа комбинаций воздействий, как по функциональному признаку, так и по величинам воспроизводимых параметров.
Некоторые решения достаточно сложны для реального создания установки - содержат 3 и более приводов, имеют большое количество передаточных кинематических цепей.
Электроприводы дополнительных устройств подвержены перегрузкам от действия центробежных сил основной центрифуги.
Излишнее усложнение испытательного оборудования в большинстве случаев неизбежно приводит к снижению его надежности, ухудшению технических и эксплуатационных характеристик.
В связи с этим актуальной задачей является создание специализированной УРМ для испытаний ПиА.
Целью работы является разработка виброротационного стенда для наземного контроля технического состояния ПиА, основанного на использовании системы автоматического контроля УРМ, позволяющей обнаруживать:
дефекты приборов и датчиков;
грубые отклонения от требований по размещению приборов и датчиков;
ошибки в работе бортовой измерительной аппаратуры;
ошибки, допущенные на стадии проектирования приборов. Задачами исследования являются:
разработка конструкции и облика УРМ;
аналитическая и численная оценка абсолютного ускорения контролируемой точки ПиА при сложном движении на УРМ;
определение критических условий движения платформы вибратора УРМ;
разработка и обоснование способа и системы управления УРМ, реализующих безопасное и качественное проведение испытаний ПиА на УРМ.
Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты.
-
Разработана УРМ уникальной конструкции для испытаний ПиА.
-
Произведена оценка динамических характеристик вибратора УРМ, с учетом его конструктивных особенностей.
3. Предложен способ и практические решения для разработки системы трехуровневого управления УРМ, с учетом выполнения критериев безопасности ПиА и достоверности измерений.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена:
воспроизводимостью получаемых экспериментальных данных;
сравнительным анализом экспериментальных данных с расчетными. Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что
разработанная УРМ является основой практических работ по освоению испытаний ПиА, предшествующих испытаниям на ракетном треке. Предварительные эксперименты реализуются с помощью стенда и средств измерений, позволяющих формировать и измерять комплексные воздействия на ПиА. На защиту выносятся.
-
Облик и конструкция УРМ.
-
Результаты динамических испытаний механической системы вибратора УРМ.
-
Способ и система управления УРМ для проведения испытаний ПиА.
Личный вклад соискателя заключается в постановке задачи, проведении экспериментальных исследований вибратора УРМ, формулировке выводов, интерпретации результатов. УРМ разрабатывалась при непосредственном участии автора. Все исследования, результаты которых изложены в диссертационной работе, проведены лично соискателем в процессе научной деятельности. Автору принадлежат выводы и научные положения, сформулированные в диссертационной работе.
Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на: V научно-технической конференции«Молодежь в науке» (Саров, 2007); общероссийской научно-технической конферен-ции«Вторые Рдултовские чтения» (Санкт-Петербург, 2008); VI, VII и VIII конференциях Волжского регионального центра PAPАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения» (Саров, 2009, 2011 и 2013); отраслевой конференции молодых специалистов и уче-ных«Методики, техника и аппаратура внутренних и внешних полигонных испытаний, испытаний ядерных зарядов» (Снежинск, 2011) и семинарах кафедры «Автономные информационные и управляющие системы» Балтийского государственного технического университета «Военмех» им.Д.Ф. Устинова; семинаре кафедры «Аэрогидродинамика, прочность машин и сопротивление материалов» Нижегородского государственного технического университета им.Р.И. Алексеева.
Исследования, представленные в диссертации проводились при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках Соглашения № 14.577.21.0104 с федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57714X0104).
Публикации. Основные результаты диссертационных исследований приведены в 12 публикациях, из них научно-технических статей, опубликованных
в изданиях, рекомендованных ВАК – 4, докладов на научно-технических конференциях и публикаций в сборниках – 8.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации 135 страниц, в том числе: 112 страниц основного текста, иллюстрированных 64 рисунками и 3 таблицами, список литературы из 66 наименований на 8 страницах, а также приложения на 15 страницах.
Обзор технических средств, методов воспроизведения сложных пространственных нагрузок и их оценка
Такой характер движения предъявляет высокие требования к подготовке и предварительной диагностике ПиА перед пуском на ракетном треке МИК РФЯЦ-ВНИИЭФ. Уровни вибраций, имеющих место при разгоне ОИ по рельсовым направляющим РКУ, уровни механических ударов вследствие срабатывания разрывных болтов при отделении ОИ от средств разгона и воздействия воздушной ударной волны превосходят уровни при реальном полете ОИ. Вибрационная составляющая ускорения центра масс ОИ присутствует во всех направлениях осей движущейся системы координат, связанной с центром масс ОИ. Но следует отметить, что в направлении движения ОИ по рельсовым направляющим действует линейное ускорение, которое на порядок и более превосходит вибрационную составляющую, действующую в этом направлении.
Проанализировав движение ОИ [1] по рельсовым направляющим, можно отметить следующее – на ПиА, при таком движении, действует линейное ускорение в направлении движения ОИ с наложением переменной составляющей в этом направлении и с одновременным воздействием знакопеременного ускорения в поперечных направлениях, что может быть сведено к комплексному (результирующему) воздействию.
Следовательно, работоспособность блоков, узлов, ПиА, устанавливаемых в ОИ для проведения испытаний на ракетном треке, необходимо проверить в условиях механических воздействий, подобным тем, что возникают в трековых испытаниях, но с обеспечением их целостности (без разрушения).
Наличие описанных выше внешних воздействующих факторов предъявляет повышенные требования к ПиА. Повышенные требования заключаются в том, что ПиА, установленные внутри ОИ, должны быть стойкими к этим внешним воздействующим факторам и выполнять свои функции в течение всего времени проведения испытаний, в соответствии с [2, 3].
Поэтому, перед проведением наземных испытаний на РКУ [4], блоки, узлы, ПиА по отдельности ив составе ОИ в сборе целесообразно подвергнуть внешнему воздействию для проверки целостности, правильности сборки и надежности соединительных устройств, а также проверки ориентации осей чувствительности первичных преобразователей, с целью повышения безотказности и недопущения постановки некондиционного ОИ на ракетный трек.
Для решения этой задачи на МИК РФЯЦ-ВНИИЭФ сформирована система проверок от входного контроля параметров комплектующих элементов до контрольных проверок работоспособности электрической схемы собранного ОИ. Для замкнутости системы контроля готовности ОИ к пуску на ракетном треке, а также настройки параметров приемно-передающего радиотракта бортовой и наземной аппаратуры[5], в настоящее время используются так называемые «растрясочные» испытания, в ходе которых, подготовленный ОИ в составе последней линейной ступени ракетного поезда, протягивается вдоль рельсовой направляющей ракетного трека.
Однако недостатком этих работ является отсутствие воздействия на ОИ эталонными или нормируемыми нагрузками.
Предстартовую техническую диагностику собранных ПиА и ОИ целесообразно проводить на УРМ. Диагностика, проводимая на УРМ, будет предварять испытания на треке и проверять готовность ОИ к пуску, что значительным образом повысит надежность и снизит риск незачетных испытаний на РКУ.
При этом на УРМ, в частности, должен реализовываться метод технической диагностики посредством комплексного механического воздействия [6], а именно, создание линейного ускорения в направлении продольной оси ПиА с наложением переменной составляющей по этой оси и одновременным воздействием знакопеременного ускорения в поперечных направлениях.
Как правило, такие внешние возмущающие факторы могут реализовы-ваться на центрифуге, с установленным на ней дополнительным испытательным оборудованием [7].
Поэтому в следующем параграфе будут рассмотрены существующие виброротационные стенды, реализующие оговоренный выше метод нагружения
В ходе проведения работы был проанализирован патентно-технический и научно-технический материал по следующим направлениям исследования: виброротационные испытательные стенды; методы нагружений изделий (отдельные приборы, датчики и т.п.), реализуемые на виброротационных стендах; оценка ускорений центра масс и произвольной точки изделия при его сложном виброротационном движении; автоматические системы управления виброротационными испытательными стендами.
При анализе направления исследования: «виброротационные испытательные стенды», было выяснено следующее.
Выдвигаемые требования к испытаниям изделий на сложные инерционные воздействия, близкие к условиям натурного применения, приводят к усложнению испытательного оборудования. Для этого основное устройство – центробежная машина, формирующая непрерывную перегрузку, комплектуется дополнительными устройствами (с пневматическими, гидравлическими, электрическими или механическими приводами), которые позволяют воспроизводить как импульсные, так и непрерывные (длительные) перегрузки.
Технические требования к вновь разрабатываемой универсальной ротационной машине
В работах [8, 23, 27] проведены исследования перегрузок и предложены стенды для воспроизведения сложного закона движения твердого вращающегося тела. Представлены схемы испытаний и графики перегрузок изделия.
Испытания изделий на стендах [8], воспроизводящих реальный закон перегрузок, ускоряет их конструирование, отработку и контрольную проверку в производстве. Имитация законов перегрузок особенно важна при исследовании инерционных узлов изделий.
В работе [27] получены формулы для определения линейных и боковых перегрузок в произвольной точке приборного устройства, приведен пример с построением графиков перегрузок в функции времени.
Здесь изделие укрепляется на центрифуге с поворотной платформой (рисунок 2.3) так, чтобы ось чувствительности его была перпендикулярна к направлению центростремительного ускорения. После разгона планшайбы до определенной угловой скорости, платформа с изделием поворачивается на угол 900 с той целью, чтобы сила инерции от центростремительного ускорения действовала по оси чувствительности изделия. Время разворота платформы на угол 900 должно отвечать заданному времени нарастания перегрузок. В работе была исследована величина перегрузки в произвольной точке В изделия, которая возникает во время разворота платформы.
Однако, детально рассмотрев рисунок 2.3б, можно заметить что M/Q 0 центростремительное ускорение точки О 2 изделия при вращении вместе с планшайбой вокруг неподвижной точки Ох - автор параллельно переносит в исследуемую произвольную точку В. Но в этом случае направление вектора WQ 0 и величина его модуля изменяются. Рисунок 2.3 – Из сб. науч. тр. / Владим. политехн. ин-т.- Владимир, 1969.
На рисунке 2.4 изображены графики перегрузок в функции времени. Видно, что графики линейных и боковых перегрузок в точках Вх, В2, В3, В4 изделия существенно отличаются от графиков перегрузок в точке В0, что является нежелательным.
Разворот платформы на угол 900 заканчивается мгновенной остановкой, которая осуществляется стопорящим устройством. Этим объясняются резкие скачки на графиках перегрузок (рисунок 2.4), возникающие по завершении поворота платформы с изделием.
В работе [28] выведены формулы для определения наибольших погрешностей величин перегрузок при испытаниях приборных устройств на центрифуге с поворотной платформой. Приведены два примера с нахождением наибольшей величины погрешностей линейной и боковой перегрузки.
Однако в вышеуказанных работах, не учитывалось пространственное смещение изделия от линии действия инерционных сил и эти, не учтенные ранее, силы могут приводить к отказам техники. Возможно, наличием пространственного смещения линии действия инерционных сил пренебрегали, ввиду их малости. Но в настоящей работе изделие - ПиА - является крупногабаритным, и в связи с этим необходимо учитывать данное пространственное смещение.
В работе [18] было исследовано поле перегрузок летательного аппарата в реальном полете. Здесь указано, что анализ динамики в линейной и нелинейной постановках ограничивается исследованиями характера изменения и описанием с различной точностью динамических и кинематических параметров движения летательного аппарата около центра масс. В этой работе рассматривается задача анализа поля перегрузок в произвольной точке симметричного летательного аппарата как твердого тела в условиях свободного полета в атмосфере. Целью исследования являлось выявление структуры составляющих поля перегрузок и построение для них аппроксимирующих зависимостей для использования в задачах разработки и проектирования неуправляемых летательных аппаратов. На рисунках 2.5 - 2.8 представлены полученные авторами зависимости компонентов перегрузки от времени в рассматриваемой точке конструкции летательного аппарата, с использованием результатов численного интегрирования системы уравнений движения.
Из представленных графиков (см. рисунки 2.5 – 2.8) компонентов перегрузки можно сделать вывод, что для реализации данных видов нагружения диагностический стенд УРМ должен позволять создавать на фоне линейных перегрузок апериодические колебательные нагружения боковой перегрузки в диапазоне низких частот от 3 до 5 Гц с амплитудой колебаний от 5 до 10 ед.
По величинам продольных перегрузок условия движения ОИ на РКУ МИК РФЯЦ-ВНИИЭФ близки к приземным участкам натурных траекторий, а качество и объем получаемой в каждом опыте радиотелеметрической и оптической информации превосходят данные летных испытаний. Поэтому, наиболее полные данные по характеристикам условий нагружения ПиА соответствующих конкретным значениям скорости полета могут быть получены в условиях аэробаллистического эксперимента на ракетном треке. Существует алгоритм идентификации движения ОИ в условиях аэробаллистического эксперимента [50], позволяющий наиболее точно определять, реализовавшиеся в опыте параметры движения.
Основным преимуществом аэробаллистических испытаний на ракетном треке, в сравнении с другими видами наземного аэробаллистического эксперимента, является возможность непосредственных измерений аэродинамических нагрузок, угловых скоростей, давлений, действующих в свободном полете на крупномасштабную модель или натурный летательный аппарат.
Анализ нагрузок, испытываемых изделием на комплексных центрифугах, ракетном треке и в реальном полете
Исследуется плоскопараллельное движение ПиА, вызванное действием переменной силы FBH6. Одновременно при этом на ПиА действует центробежная сила инерции FH. Причем в любой момент времени, без учета погрешностей УРМ, направление действия силы FH перпендикулярно направлению действия силы FBH6.
В настоящей работе рассматривается случай, когда вибрационная составляющая образуется вследствие вращения эксцентрикового ротора вибратора.
Зависимость угловой скорости вращения o)f(t) эксцентрикового ротора вибратора, в случае реализации свободного выбега (см. экспериментальную часть настоящей главы, стр. 99), примем следующую: где a)f0 = 100 об/с - начальное значение угловой скорости эксцентрикового ротора вибратора, f — 10 об/с2 - угловое ускорение торможения эксцентрикового ротора вибратора. Допускается, что механическая система (рисунок 2.11): ротор двигателя центрифуги Дц, балка и противовес - является жесткой механической системой,
без наличия колебательных процессов, так как обладает значительным (на порядок выше) моментом инерции. В связи с этим колебания рассматриваются только в механической системе: эксцентриковый ротор вибратора, два опорных подшипника качения (через которые передается вибрационное воздействие на платформу вибратора), система подвеса вибратора на фланце балки центрифуги.
С учетом принятых допущений, исследуется система с двумя степенями свободы, состоящая из двух тел масса ми: твп - масса платформы вибратора и шэр - масса эксцентрикового ротора, соединенных двумя пружинами, жесткости которых равны 2свп и 2сэр (рисунок 3.1). определяет два резонансных значения частоты возмущающей силы; они равны собственным частотам а)01 — p(tpe3i) и 02 = Ф( резг) рассматриваемой системы с двумя степенями свободы.
Итак, решение условия (3.5) дает два значения резонанса механической системы вибратора. В свою очередь, установленный на платформе вибратора чувствительный элемент или просто элемент конструкции ОИ имеет свои распределенные или сосредоточенные элементы конструкции, которые обладают массой, жёсткостью, демпфером, а, следовательно, имеют собственную резонансную частоту.
Для каждого конкретного ПиА, установленного на платформе вибратора, получить численное значение величины собственной частоты а)0 весьма затруднительно. Поэтому разрабатываемый адаптивный контур системы управления позволит в автоматическом режиме регулировать параметры нагружения, с целью максимально быстрого преодоления резонансных условий во время переходных процессов. Важнейшую роль в исследовании задач, в том числе, путем их компьютерного моделирования, играют способы представления полученных результатов и, прежде всего, способы графического изображения, визуализации исследуемых явлений.
Для решения поставленной задачи в программном комплексе ADAMS смоделирована двухмассовая система с двумя степенями свободы [56-58], представленная на рисунке 3.3.
Система состоит из двух тел и двух пружин, в данном случае их форма не имеет значения, ключевым параметром является масса. Вследствие данного факта тела можно смоделировать шариками.
Ко второму (нижнему) телу приложим возбуждающую силу, действующую по закону F — FBn6(t) sin[a)f(t) t] с параметрами, указанными в постановке задачи.
Для того чтобы задать возбуждающую силу, действующую по указанному закону, необходимо в ADAMS «модифицировать» приложенную на второй груз силу и ввести необходимое уравнение (рисунок 3.4).
Параметры расчета задаются во вкладке Simulation. Время расчета установим равным 10 секундам. Исходя из соображения, что на один период колебаний должно приходиться минимум 10 точек, а начальная частота колебаний составляет примерно 100 Гц, необходимо взять 10000 точек для расчета. Также перед расчетом необходимо создать «измерения» перемещений центров масс тел (рисунок 3.5). Рисунок 3.3 – Моделирование системы с двумя степенями свободы
Основной предмет исследования в адаптивном управлении в точности соответствует основному вопросу о построении систем с обратными связями в кибернетике. По сути, введение обратных связей призвано решать вопросы об изменении управляющих воздействий в зависимости от результатов текущей работы объекта управления. И очень часто эти результаты нельзя предугадать. Поэтому создание методов управления в условиях неопределенности имеет первостепенное значение. А теория адаптивного управления развивает конструктивные методы решения именно этой задачи.
Фактор неопределенности в адаптивном управлении может иметь различную природу. Чаще всего это неопределенность в описании объекта управления или действия внешней среды. Широкий диапазон приложений и популярность идей адаптивного управления предопределили неоднозначность определений, задач и методов теории [59]. Но к настоящему времени сформировалось несколько базовых направлений развития, к которым относится теория систем прямого адаптивного управления [60, 61]. В монографии [62] рассматривается построение систем прямого адаптивного управления: типовые методы синтеза и анализа систем прямого адаптивного управления, методы реализации этих систем, работа систем при наличии возмущений и построение простейших самоалгоритмизирующихся систем прямого адаптивного управления.
Современные пути развития адаптивного управления во многом определяются практическими задачами и техническими средствами управления. Широкое распространение управляющей микропроцессорной техники позволяет практически решать вопросы реализации сложных нелинейных законов адаптивного управления. Особенность функционирования разрабатываемой системы управления УРМ [63] заключается в том, что предельная динамика основного контура оказывается неопределенной на момент начала работы системы и определяется в процессе самонастройки с доопределением самой модели объекта.
Эта особенность призвана удовлетворить требования безопасности при проведении диагностического процесса на УРМ. Высокие требования безопасности обусловлены тем, что ОИ (ПиА) являются уникальными техническими устройствами, представленными, как правило, в единичных экземплярах. Кроме того, объекты, которые будут испытываться на УРМ, – это результат работы исследователей, конструкторов, технологов, электронщиков и т.д. Следовательно, техническая диагностика на УРМ является процессом ответственным, а ОИ – дорогостоящими, уникальными. В связи с этим, во время проведения диагностики недопустимо превышение уровней нагружения, отраженных в ТУ на ОИ (ПиА). Это является одним из основных критериев функционирования УРМ.
Для обеспечения выдвинутого критерия функционирования УРМ предлагается трехуровневая система управления (рисунок 3.9). Система управления первого уровня представляет собой систему, управляющую контуром, состоящую из следующих технических устройств: электрический двигатель, инвертор, блок реле и коммутаций, контроллер. Система управления первого уровня является замкнутой (законченной) системой. Соответственно, для создания режимов ротации и вибрации на УРМ реализуются две замкнутые системы управления первого уровня. Система управления второго уровня призвана объединить две системы первого уровня с целью обеспечения безопасных режимов разгона и торможения, а также реализации режимов нагружения в соответствии с заданной циклограммой. Кроме того, система управления второго уровня обеспечивает контроль параметров нагружения реализуемых системами первого уровня, а также в режиме реального времени осуществляет съем измерительной информации с ответственных каналов измерения ПиА.
Алгоритм разрабатываемой системы управления универсальной ротационной машиной
Устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33 определяет команду и загружает задание, согласно адресу, в соответствующее устройство управления 35, с выхода которого поступает управляющая команда на исполнительное устройство 36. Последнее посредством механических связей создает воздействие на ПиА.
Таким образом, создается воздействие на ПиА, в процессе которого соответствующий блок первичных преобразователей 37 преобразует механические величины воздействия d)(t) и (i)f(t) в электрические и передает на измерительный модуль 38, с выхода которого информация поступает через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 15 и аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 16, на первый пульт управления 18, далее вводится в устройство хранения базы данных УРМ, ПиА и условий обстановки 20 и отображается на первом устройстве отображения информации 19.
В то же время, в процессе воздействия на ПиА блок первичных преобразователей ПиА 34, являющийся первым звеном удаленного блока измерения первичных харатеристик 40, преобразует механические величины воздействия nxi(t), nyi(t), nzi(t) в электрические и передает на вход измерительного модуля ПиА 32, являющимся вторым звеном удаленного блока измерения первичных харатеристик 40, с выхода которого информация поступает на вход ка-налообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29. Кроме того, в случае определенного задания, с помощью каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29 на вход блока управления ПиА 39 может поступать управляющий сигнал и приниматься отклик ПиА на этот сигнал. Информация, полученная от измерительного модуля ПиА 32 и блока управления ПиА 39 с каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29 поступает по радиоканалу на каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня 14 и через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 16, на первый пульт управления 18, далее вводится в устройство хранения базы данных УРМ, ПиА и условий обстановки 20 и отображается на первом устройстве отображения информации 19.
На ПУ второго уровня 2 при получении информации о воздействии на ПиА производится контроль параметров воздействия, при этом с помощью первого пульта управления 18 и устройства хранения базы данных УРМ, ПиА и условий обстановки 20, на вход блока контроля параметров воздействия 21 поступает информация о фактических величинах воздействия a)(t), ct /(t), в котором величины сравниваются с программными значениями. Результат сравнения поступает на вход устройства хранения базы данных УРМ, ПиА и условий обстановки 20 и далее на первый пульт управления 18. В случае необходимости корректировки уровня воздействия на ПиА с выхода первого пульта управления 18 поступает управляющий сигнал на вход блока корректировки воздействия на объект 17 с целью определения необходимых корректирующих команд Aa)(t), Aa)f(t). Сформированные в блоке корректировки воздействия на объект 17 команды поступают на вход первого пульта управления 18 и передаются через аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, ка-налообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30 и аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, на вход устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33 и далее к соответствующему устройству управления 35.
Таким образом, системой управления принимается решения на осуществление, и в случае необходимости на корректировку, воздействия УРМ.
Кроме того, информация, полученная от измерительного модуля ПиА 32 и блока управления ПиА 39 с каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29 поступает по радиоканалу на каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня 14 и через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 16, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4 и аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5 на вход второго пульта управления 6 ПУ третьего уровня 3, далее вводится в устройство хранения базы данных ПиА и условий обстановки 8 и отображается на втором устройстве отображения информации 7.
В течение работы системы управления на ПУ третьего уровня 3 в режиме реального времени проводится оценка безопасности и достоверности воздействия и при необходимости формируют оперативные задания вибратору УРМ, при этом с помощью второго пульта управления 6, устройства хранения базы данных ПиА и условий обстановки 8, с блока сбора и анализа данных о ПиА 10 информация о воздействии на ПиА поступает на вход блока оценки безопасности воздействия 11, в котором производится сравнение фактических уровней воздействия, полученных блоком первичных преобразователей ПиА 34 с априорно заданными критическими значениями nxi ftXKp, nyi nyKV, nzi ftZKp, причем, в случае превышения по крайней мере одного из заданных параметров критического значения, на вход блока формирования оперативного задания вибратору 13 выдается команда на обеспечение W/(t) - 0 с максимально быстрым темпом. После получения этой команды блок формирования оперативного задания вибратору 13 формирует необходимый закон регулирования и передает с помощью второго пульта управления 6 команды в виде управляющих сигналов через аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30, аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, устройство приема и адресной выдачи управляющих воздействий 33, в соответствующее устройство управления 35. Кроме того, с выхода блока сбора и анализа данных о ПиА 10 информация о фактическом воздействии поступает на вход блока оценки достоверности воздействия 12, в котором проводится соответствие фактических уровней воздействия a)(t), (л)f{t), полученных блоком первичных преобразователей 37 с программно заданными значениями nxi(t), nyi(t), nzi(t), с целью оценки достоверности воздействия, результат которой поступает на вход второго пульта управления 6 и далее в устройство хранения базы данных ПиА и условий обстановки 8.
Таким образом, системой управления проводится оценка безопасности ПиА и проверяется достоверность воздействия.
В результате, как следует из описания реализации способа и работы системы трехуровневого управления УРМ, достигается решение поставленной задачи, а именно расширение функциональных возможностей способа и системы управления за счет обеспечения трехуровневого управления ТС путем выполнения таких важных функций как сбор, обработка, анализ данных о ПиА и оценка его безопасности, принятие решения на осуществление воздействия и оценка достоверности воздействия.