Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ; 5
1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХ
НИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И МЕТОДОВ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ ПУТЕМ
ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ 9
Задачи и критерии оптимизации 10
Анализ методов параметрической оптимизации
по критерию запаса работоспособности ........... 16
1*3. Постановка задач исследований 25
1.4. Выводы 30
2. РАЗРАБОТКА, МЕТОДОВ ОШВДІЛЕНИЯ ОБЛАСТЕЙ РАБОТОСПО
СОБНОСТИ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 31
Модификация метода контурного обхода для определения границы области работоспособности .. 31
Развитие методов непрерывного определения границы области работоспособности 46
Отображение статических и динамических свойств судовых электротехнических устройств алгебраическими полиноминальными функциями ..... 60
Исследование и разработка методов сокращения размерности пространства входных и выходных параметров "
Выводы 79
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ
ИНФОРМАЦИИ О ГРАНИЦЕ ОБЛАСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ 81
3.1. Методика определения допустимых пределов
изменения и шагов квантования входных
параметров .....81
3*2. Выбор значений параметров максимизирующих
запас работоспособности ,, 84
3.3. Методика контроля работоспособности
судовых электротехнических устройств
при эксплуатации 94
3*4» Выводы . . 97
4» АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ; ОПТИШЗАЦИИ
СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 98
4*1« Обобщенная блок-схема устройства ..... 98
4.2* Разработка устройства для автоматизации
процесса проведения активного эксперимента .« 101
4*3, Разработка устройства для дискретного
изменения параметров ..............,, 106
4»4, Разработка устройства для непрерывного
изменения параметров , * НО
4*5. Выводы ИЗ
5» ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ- И
СРЕДСТВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СУДОВЫХ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ , .,,,114
5.1* Методическое обеспечение процесса
параметрической оптимизации ........,114
5*2. Параметрическая оптимизация систем
стабилизации напряжения судовых электростанций с регуляторами ТРН-230 и R 081 .......... 118
5*3* Выбор совокупности настраиваемых элементов
устройства допускового контроля постоянного
напряжения 141
5,4» Выбор структуры усилителя низкой частоты
судовой автоматизированной системы
управления 153
стр.
5#5» Оценка экономической эффективности ........... 159
5#б» Выводы 161
ЗАКЛЮЧЕНИЕ , 162
ЛИТЕРАТУРА. # 165
АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ- 177
ПРИЛОЖЕНИЯ: 190
1-3» Обобщенные логические блок-схемы методов
определения границы области работоспособности .# 191
4« Устройство для автоматизации проведения
многофакторного активного эксперимента ......... 201
Введение к работе
Последние годы характеризуются интенсивным ростом энерговооруженности судов, широким внедрением комплексных средств автоматизации, использованием современной элементной базы, а также переходом от технического обслуживания по календарному графику к обслуживанию по техническому состоянию. Такое положение дел является следствием генеральной линии КПСС, выработанной решениями ХХУІ съезда партии и направленной на повышение эффективности всех отраслей народного хозяйства, в том числе морского и речного флота.
Необходимым условием для решения этой задачи применительно к морскому и речному флоту является высокая надежность и высокое качество работы судового электрооборудования. Однако достигнутый уровень надежности и качества работы еще не отвечает предъявляемым требованиям.
Рост количества электрооборудования, которое устанавливается на суда, усложнение его состава приводят к росту числа отказов. Вследствие этого простои судов, вызванные ремонтом электрооборудования и связанные с ними убытки, за последние 10 лет увеличились более чем в б раз, В настоящее время совокупные затраты на техническое обслуживание судов за амортизационный срок службы в 2*3 раза превышают их строительную стоимость. Расходы, связанные с ежегодным ремонтом судов, достигают половины сумм, расходуемых на строительство нового флота,и в среднем составляют 3,15 % от балансовой стоимости судна. Только за период навигации расходы на ремонт флота превышают 9 млн,руб. На электрооборудование при этом приходится 20-25 % этих средств /19, 51, 99/.
Проблема снижения этих расходов является в настоящее время проблемой государственной важности.
Снизить количество отказов судового электрооборудования можно
в результате повышения его работоспособности.
Одним из возможных способов повышения работоспособности судового электрооборудования является параметрическая оптимизация судовых электротехнических устройств С СЭУ) /35, 45» 75/, Оптимизация возможна как на стадии проектирования, так и во время производства и эксплуатации. При этом работоспособность электрооборудования повышается в результате оптимального выбора параметров элементов устройств, а также с помощью настройки*
Изменчивые и тяжелые условия эксплуатации СЭУ приводят к обратимым и необратимым изменениям параметров их элементов. Эти изменения могут привести в процессе эксплуатации к выходу значений параметров за допустимые пределы и, как следствие, к потере работоспособности устройства.
Анализ известных методов параметрической оптимизации показывает, что все они либо не учитывают особенности эксплуатации су -дового электрооборудования, либо требуют при его учете больших затрат времени и высокой квалификации обслуживающего персонала. Практически этот персонал не в состоянии обеспечить наибольшую эффективность работы СЭУ, что приводит к дополнительным эксплуатационным затратам»
На основании изложенного становится очевидной актуальность решения задачи оптимизации параметров элементов судовых электротехнических устройств с целью повышения их работоспособности, а также необходимость скорейшего внедрения в практику судостроения и судоремонта инженерных методов и технических средств параметрической оптимизации.
Решение этой задачи предлагается вести в два этапа. Вначале определяется область работоспособности, т.е. множество решений, удовлетворяющих требуемым выходным параметрам (показателям качества) устройства. Затем из полученной области выделяется одно ре-
шение по критерию максимума запаса работоспособности. При этом под запасом работоспособности понимается время, в течение которого выходные параметры устройства находятся в допустимых пределах» Такой подход объединяет разнообразные СЭУ и обеспечивает принципиальную возможность оптимизации параметров их элементов на всех этапах "жизненного" цикла устройства (проектировании, производстве и эксплуатации).
Диссертация содержит следующие новые положения, которые выносятся на защиту:
методы определения границы области работоспособности, позволяющие существенно повысить быстродействие процесса поиска граничных точек при одновременном сокращении избыточной информации и возможности их использования при работе СЭУ как в статических, так и в динамических режимах;
методика выбора совокупности настраиваемых элементов СЭУ, учитывающая технологический разброс параметров комплектующих элементов и условия эксплуатации устройства ;
аналитический и поисковый методы выбора оптимальных значений параметров, обеспечивающие максимальный запас работоспособности СЭУ;
методика определения максимально допустимых шагов квантования и пределов изменения параметров СЭУ, а также методика выбора оптимального варианта его структуры;
технические средства, позволяющие автоматизировать отдельные этапы процесса параметрической оптимизации СЭУ на стадии производства и эксплуатации как для дискретного, так и для непрерывного изменения параметров.
Использование в инженерной практике разработанных методов и средств позволяет:
увеличить межремонтные периоды судового электрооборудования;
повысить качество работы судовых электротехнических устройств ;
снизить трудоемкость настройки и повысить эффективность работы персонала по техническому обслуживанию и ремонту судового электрооборудования;
повысить культуру технического обслуживания;
сократить сроки проектирования и настройки электрооборудования ;
снизить требования к квалификации обслуживающего персонала и улучшить условия его труда.
