Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние технического обслуживания и ремонта летательных. аппаратов'; и их систем :
1.1 Основные задачи диагностического управления техническим состоянием сложных технических систем 13
1.2. Состояние теории и практики построения программ контроля технического состояния систем бортового оборудования 19
1.3 Теория и практика формирования исходного множества диагностических признаков объектов технического обслуживания и ремонта 20
1.4 Методы построения диагностических тестов 27
1.5 Выводы по главе 31
ГЛАВА 2 Разработка методов представления систем и агрегатов бортового* комплекса оборудования летательных аппаратов для оценки технического состояния объектов контроля и диагностики 32
2.1 Общесистемные представления регулярных структур агрегатов и систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов для контроля и диагностики 33
2.2 Разработка математических моделей агрегатов и систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов контроля и диагностики ...65
2.3 Разработка системы уравнений регулярных конфигураций агрегатов и систем БКОЛА 81
2.4 Разработка модели непрерывных объектов контроля и диагностики 91
ГЛАВА 3. Методы и алгоритмы анализа структуры многомерных данных агрегатов и систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов 95
3.1 Общая постановка задачи оценки технического состояния агрегатов или системы БКО ЛА 95
3.2. Формирование пространств исходного множества признаков 101
3.3. Метод анализа систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов 110
3.4 Модель анализа воздействий на агрегат системы и оценка его состояния 115
3.6 Выводы по главе 121
ГЛАВА 4. Методы и алгоритмы динамической оценки состояния агрегатов и систем бортового комплексного оборудования летательных аппаратов при технической эксплуатации 123
4.1. Методы прогноза состояния бортового комплекса оборудования 123
4.2. Модель технического обслуживания и ремонта и управления состоянием бортового комплекса оборудования ЛА 127
4.3 Система автоматизированного проектирования программ контроля параметров агрегатов и систем бортовых летательных аппаратов 132
Основные результаты и выводы по работе 147
Список использованной литературы 148
- Состояние теории и практики построения программ контроля технического состояния систем бортового оборудования
- Разработка математических моделей агрегатов и систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов контроля и диагностики
- Формирование пространств исходного множества признаков
- Модель технического обслуживания и ремонта и управления состоянием бортового комплекса оборудования ЛА
Введение к работе
Актуальность. Сложность летательных аппаратов (ЛА) и бортового комплекса оборудования (БКО), связанная с полной автоматизацией процесса управления полетом, заставляет искать более эффективные средства обеспечения высокой эксплуатационной надежности. Старый принцип эксплуатационника «эрудиция +интуиция» дает неважные результаты применительно к авиационной технике последнего поколения и тем более не подходит для ЛА будущего. Традиционные методы и средства технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) лишь частично решают эту задачу и не могут обеспечить эффективного решения проблем, возникающих при эксплуатации ЛА. В период эксплуатации ЛА надежность его систем обеспечивается средствами контроля и технической диагностики.
За последние 10-15 лет в области эксплуатации авиационной техники быстро формируется направление, которое известно как «упреждающее обслуживание». Основные задачи, рассматриваемые данным направлением, включают разработку технологии упреждающего анализа для улучшения эффективности работы и сокращения производственных затрат. Основанная на сборе и обработке информации технология, позволяющая прогнозировать дальнейшее развитие событий, реализуется системой диагностического управления, которая должна осуществлять автоматический контроль и диагностику состояния любого оборудования в реальном масштабе времени.
Ключевым фактором реализации упреждающего обслуживания является знание того, за чем нужно следить, т.е. какие отклонения параметров коренных причин отказа могут привести к инициации процесса отказа компонента, системы и ЛА в целом.
В указанных направлениях исследований процессов технической эксплуатации ЛА следует отметить успешные работы отечественных ученых: И.М. Синдеева, Е.Ю. Барзиловича, СВ. Далецкого, П.И. Кузнецова, В.И. Перова, П.П. Пархоменко, О.Я. Деркача, Н.Н. Смирнова, А.Н. Коптева, а также зарубежных ученых, таких как Г. Чжен, Е. Мэннинг, Г. Метц, У. Фитч и др.
Совершенствование структуры диагностического и упреждающего обслуживания в контексте взаимодействия специалиста по ТО и Р со сложными информационными потоками позволяет сформировать четыре основных направления развития диагностики в рамках реализации упреждающего обслуживания для оценки технического состояния агрегатов и систем БКО:
разработка методов представления для анализа агрегатов и систем БКО ЛА как объектов контроля и диагностики;
построение методов формирования исходного (базового) и текущего множества признаков, в качестве исходных значений которых должны выступать параметры базовых агрегатов, систем БКО, лежащих в основе контроля и диагностики для оценки их технического состояния;
разработка эффективных методов анализа технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА, основанных на обработке диагностической информации о текущих параметрах и их изменениях относительно базовых, позволяющих прогнозировать дальнейшее развитие событий;
- создание системы моделирования и оценки технического состояния агрегатов
и систем БКО ЛА по результатам текущего ТО и Р.
Прогресс в области ТО и Р сдерживается несовершенством применяемого математического аппарата, в рамках которого должны решаться эти задачи. В этих условиях на первый план выдвигаются вопросы формализации структуры информации и разработки методологии анализа информационных структур. Эти вопросы, положенные в основу данной работы, ставшие по настоящему актуальными, благодаря развитию технологий упреждающего обслуживания. В связи с вышеизложенным тема диссертационной работы, посвященная разработке методов и алгоритмов выбора диагностических параметров для обеспечения оценки технических характеристик агрегатов и систем БКО ЛА для внедрения упреждающего обслуживания, является актуальной.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов формирования набора диагностических параметров для обеспечения оценки технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА и реализации упреждающего обслуживания.
Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:
анализ состояния методов и средств диагностики технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА;
разработка методов представления и анализа обобщенной модели агрегатов и систем БКО ЛА как объектов контроля и диагностики их состояния;
построение методов формирования исходного (базового) и текущего множества признаков для формирования тензора оценки технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА;
разработка технологии упреждающего анализа для прогнозирования технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА.
Методы исследования включают теорию образов, теорию графов, тензорный анализ сетей Г.Крона, структурно-функциональный анализ сложных технических систем.
Объектом исследования являются агрегаты и системы БКО ЛА, как объекты технического обслуживания и ремонта
Предметом исследования являются методы и алгоритмы анализа и синтеза диагностических параметров обеспечения оценки технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
- разработаны методы представления, анализа и обобщенная модель для оцен
ки состояния агрегатов и систем БКО ЛА, при их техническом обслуживании и ре
монте;
построена теория метода формирования исходного (базового) и текущего множества признаков для оценки технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА;
разработана технология упреждающего анализа для прогнозирования технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА на основе оценки диагностических параметров;
создана динамическая модель системы прогнозирования технического состояния агрегатов и систем БКО ЛА с использованием уравнения состояния.
Достоверность полученных результатов и правомерность применения математического аппарата подтверждается адекватностью полученных моделей и результатами экспериментальных исследований.
На защиту выносятся:
Метод представления и обобщенная модель агрегатов и систем БКО ЛА на основе точного формализма теории синтеза образов и тензорного анализа сетей для описания их структуры.
Метод и алгоритм выбора диагностических параметров агрегатов и систем БКО ЛА для построения процессов контроля и диагностики при их техническом обслуживании и ремонте.
Динамическая модель для представления эволюции состояний агрегатов и систем БКО ЛА как объектов технического обслуживания и ремонта.
Тандемная схема принятия решений о техническом состоянии агрегатов и систем БКО ЛА.
Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты позволяют:
- реализовать программу упреждающего обслуживания агрегатов и систем
БКО ЛА на основе оценки их текущего состояния;
обеспечить требуемый уровень надежности агрегатов и систем БКО ЛА для повышения безопасности полетов летательных аппаратов в рамках реализации упреждающих технологий;
совершенствовать технологические процессы технического обслуживания и ремонта агрегатов и систем БКО ЛА на основе предложенных практических алгоритмов и современных информационных технологий.
Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе результаты переданы для использования при разработке и реализации проектов совершенствования технологических процессов ТО и Р в ОАО Авиакор (Авиакор-сервис) на ЛА типов Ту-154 и Ан-140 в рамках совершенствования технико-экономических показателей при обслуживании и ремонте и использованы в учебных пособиях «Техническое обслуживание и ремонт авиационной техники», о чем имеются соответствующие акты.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международных симпозиумах «Надежность и качество» (Пенза, 2006, 2007, 2008), Второй Всероссийской научно-технической конференции (Каменск-Уральский, 2007).
Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано 16 работ, в т.ч. 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ, 2 статьи опубликованы в международном журнале «Поиск» Министерства образования и науки Республики Казахстан, 10 статей опубликованы в сборниках материалов Международных симпозиумов и конференций, 3 статьи опубликованы в сборнике статей семинара по не-разрушающим методам контроля.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 150 страниц текста, список литературы включает 113 наименований.
Состояние теории и практики построения программ контроля технического состояния систем бортового оборудования
В общем случае контроль технического состояния объекта требует подачи на объект управляющих воздействий и оценки реакций на них. Программа контроля технического состояния представляет собой последовательность отдельных проверок. Отдельная проверка определяется, с одной стороны, характером управляющего воздействия (т.е. тем, что подается и на какие входы объекта) и, с другой стороны, характером ответа на это воздействие (т.е., что снимается и с каких выходов объекта). Результаты отдельной проверки определяются значениями реакции на нее. Качество программы контроля существенно влияет на, эффективность процесса контроля; характеризуемую затратами времени, материальных или энергетических ресурсов, человеческих усилий и т.п. Одна из возможностей сокращения затрат на проверку и ее упрощение состоит в оптимизации программ контроля. Оптимизация программ контроля - это определение наилучшего состава отдельных проверок и наилучшей последовательности их реализации. Термин «наилучший» употреблен здесь в смысле экстремума некоторой принятой или заданной целевой функции оптимизации, зависящей как от характеристик ОКД, так и отдельных проверок. Работ, посвященных построению программ контроля, оптимальных и или оптимизированных в смысле числа отдельных проверок или средних затрат, достаточно много. Характерным для этих работ является многообразие постановок задач, применяемых математических аппаратов и методов решения, что затрудняет понимание их сущности, приводит к дублированию и замедляет их внедрение в практику ТОиР. Поэтому в этой области особенно важны обобщающие работы, рассматривающие процедуры построения программ контроля с общих точек зрения и тем самым позволяющие научно обоснованно классифицировать как известные, так и новые результаты. Анализ объектов ТОиР для оценки их технического состояния относится к числу основных этапов формирования исходного множества диагностических признаков, лежащих в основе построения программ контроля и диагностики. Комплексная задача оценки технического состояния объектов ТОиР включает построение тестов Тк, т.е. последовательности входных векторов Хкі, Хк2, ..., XKS воздействий на объект и получения соответствующих выходных векторов ZKi, ZK2, ..., ZKS, несущих данные о реакции объекта, в которых содержатся данные диагностического тестирования (результат тестирования), необходимые для оценки его состояния. Как правило, объекты ТОиР ЛА являются сложными, объектами, поэтому для оценки их состояния и, как следствие, о наличии или отсутствии неисправностей требуется последовательности диагностических тестов Т , где индекс s характеризует его длину, а разрешающая способность этой последовательности связана с объемом выдаваемой ею информации. Обработка этой информации (данных диагностического- тестирования) позволяет, с одной стороны, оценить состояние объекта ТОиР, а с другой обнаружить неисправность, т.е. указать место неисправности с достаточной точностью, чтобы произвести ремонт. Обе задачи решаются на базе исходного множества диагностических признаков для объекта. Рассмотрим внешнюю сторону процедуры «ручной» обработки данных диагностического тестирования для оценки состояния объекта. Эта оценка или несколько оценок, определенных на основе существующих процедур, является результатом диагностического тестирования, который позволяет специалисту выносить суждение о состоянии объекта, с помощью упреждающих технологий делать определенный прогноз на будущее и давать те или иные рекомендации по его ТОиР. Описанная процедура преобразования результатов тестирования в диагностических показателях лежит в основе большинства диагностических тестов. Известны более сложные способы компоновки первичной диагностической информации [94,95]. Но уже за этой внешне простой измерительной процедурой стоит кропотливая работа специалиста по созданию диагностического теста, связанного с получением и трудоемким анализом экспериментальных данных. В работе специалиста по оценке состояния объекта можно выделить три основных этапа. На первом этапе специалист по диагностике, исходя, главным образом; из теоретических представлений о диагностируемом объекте, формирует «черновой» вариант теста, включающего задания; т.е. набор входных воздействий; реакции на них,, отражающие состояние оцениваемого- объекта (конструкта); Этот этап является трудно формализуемым; Поэтому в рамках этого раздела будут рассмотрены общие рекомендации по формированию исходного множества диагностических признаков. На втором этапе исследователь выбирает диагностическую модель и определяет ее параметры. Иод диагностической моделью; понимается способ компоновки (преобразования, агрегирования) исходных диагностических признаков (вариантов реакций на задания теста) в диагностический показатель. Таких способов может быть бесконечное множество. В данной
Разработка математических моделей агрегатов и систем бортового комплекса оборудования летательных аппаратов контроля и диагностики
Сети агрегатов или систем БКО ЛА в общем случае, состоящей из п-компонент рассматриваются как ортогональная сеть, имеющая как контурные, так и узловые токи, то точка описывает траекторию в п-мерном пространстве сети и имеет проекции на все п координатных осей, т.е. будем считать, что сеть из п компонент представляет п мерное пространство независимо от числа контуров и узловых пар в исследуемой сети. При этом каждым агрегатам или системам БКО соответствует:1) Определенной n-компонентной сети;2) Определенному множеству n-осей, принятом в этой п-компонентной сети;3) Определенной линейной функции от п-токов, протекающих в п осях данной сети.
Интерпретацией этого пространства является линейный граф, в котором понятия «контур» и «узловая пара» не существуют. Для того чтобы ввести эти понятия, играющие решающую роль в анализе сети агрегата или системы БКО ЛА, как объектов контроля и диагностики в рамках точного геометрического формализма, характер представляющий их пространства,рассматриваемого выше, необходимо ограничить введение границ компонентов, удалением частей, добавлением специальной области для выделения параметров контроля и диагностики.
Классификация и оценка технического состояния агрегатов и систем БКО требует наложения на пространства их представляющие совокупности пространств геометрических конфигураций различной размерности, которые позволяют выделить цепи, что аналогичны наложению электромагнитных величин (токов, напряжений, потоков, и т.п.) на сеть.
Различные типы преобразований і = С і разбивается из физических соображений на два типа преобразования:1) действительных токов в действительные точки;2) действительных токов в гипотетические точки.
В работе используется первый тип преобразований, который в геометрической интерпретации как обычное «преобразование координат», превращение токов, протекающих в одной системе ветвей, созданной аппаратурой контроля и диагностики, при сохранении сети агрегата или системы БКО ЛА.
Проблема контроля и диагностики есть проблема установления соответствия между номинальной конфигурацией (контролируемый объект соответствует техническим требованиям) и конфигурацией реакции пространства-структуры агрегата или системы БКО ЛА.
С физической точки зрения эта проблема в работе сформулирована следующим образом.Дано множество различных сетей, каждую из которых, в силу появления деформаций имеет различное число подсетей, контуров, узловых пар (но тоже число одних и тех же компонентов).
Если к ним приложены токи и напряжения, то поведение каждой сети описывается системой уравнений (например) е = z і. Проблема состояний в установлении группы преобразований Са-, с помощью которой можно найтиуравнение каждой сети, если для одной сети (исправный агрегат или система) оно уже установлено.
Для установления уравнения функционирования примитивной полюсной сети используется постулат первого обобщения.1. Простейшим элементом примитивной сети является один открытый двухполюсник (рис. 7)2. Понятия необходимые для описания его поведения, есть Е, I, Y, где I - воздействующий на двухполюсник поток, Е - производительность, возникающая на полюсной паре под действием потока I, протекающего через двухполюсник, a Y - коэффициент пропорциональности.3. Уравнение функционирования для простейшего элемента р-сети представляет собой уравнение тока I=YE, где предполагается, что I и Y имеют постоянные значения, а Е - производительность, появляющаяся на полюсной паре, - переменное. Если Е неизвестно, то его можно найти по формуле E=Y" I.4. Примитивная полюсная сеть из п двухполюсников устанавливается, как на рис. 7, где п может быть любым числом.
Три геометрических объекта, необходимых для получения уравнения движения: Компонентами Е являются производительности, возникающие на полюсных парах. Компоненты I - потоки, входящие в полюсные пары и выходящие из них. Компоненты Y представляют коэффициенты пропорциональности отдельных двухполюсников. Матрица может быть асимметричной, а некоторые компоненты могут быть равными нулю.
Уравнение тока для примитивной полюсной сети имеет видгде компоненты Е могут быть как положительными, так и отрицательнымив зависимости от того, являются ли они приложенными источниками потокаили нет.Единственное инвариантное уравнение представляет следующуюсистему п оычных уравнений:
В большинстве задач, прежде чем производить действия с инвариантным уравнением, его расчленяют различными способами на несколько уравнений. Если это уравнение решают как единое целое, то неизвестные полюсные потенциалы Е находятся по формуле
Возможность замены единственного инвариантного уравнения несколькими уравнениями и различные преобразования возникают тогда, когда не все полюсные пары имеют источники потока или потоки приложенные к ним.Далее будут приведены более общие формы примитивной узловой сети и уравнения поведения.
Для построения математической модели конкретных агрегатов и, систем БКО ЛА исходными положениями являются следующие четыре принципа? Во-первых, для представления.конкретных систем теория использует модули - исходные образующие;.т.е. модели агрегатов и систем БКО-ЛА.строят из множества функциональных модулей или блоков из них, реализующих значения первичных высказываний для конкретных конструкций и систем ЛА блоков - модулей этой системы.При этом множество всех модулей А состоит из непересекающихся классов модулей Аа, Аа = А,.где4 а — общий индекс, индекс класса модулейА = UAa, А" - непересекающиеся классы . (2.25)
Интерпретация этого разбиения состоит в том, что модули, сходные качественно, будут относиться к одному классу, а их свойства выражаются через признаки и связи. В первом случае модулю ставится в соответствие признак m = m(a), причем в качестве значений признака могут выступать целые, действительные числа, векторы И т.д. Одной из составляющих признака служит индекс класса модуля а и другие составляющие, представляющие более специфическую информацию.
Второй тип свойств охватывает связи. Определенному модулю а соответствует число связей {а), которое в конкретном случае является неотрицательным числом, равным числу соединений, представляющих сумму входных и выходных связей.
При решении большинства прикладных задач технической диагностики, как правило, будут использоваться отображения множества модулей А в себя, которые не будут существенно влиять на информацию, содержащуюся в модулях. При этом множество К отображений к: А — А образует множество преобразований подобия.
Одновременно, считая модули на определенном этапе анализа неделимыми объектами, предполагается их разбиение на более мелкие единицы. В данной работе модули, как правило, определяются в некоторой среде—носителе информации. В этом случае модуль имеет конкретную
Формирование пространств исходного множества признаков
Перечисленные выше четыре типа систем тензорных уравнений представляют собой полный набор базовых уравнений для активных асимметричных сетей и служат отправной точкой для их анализа и синтеза. Каждое тензорное уравнение соотнесено системе осей, функция которых неизменна на протяжении всего анализа.
В дальнейшем не будем специально подчеркивать, что эти четыре типа систем тензорных уравнений не являются матричными уравнениями. Они являются тензорными уравнениями, представляющими поведение большого разнообразия сетей, а не только одной конкретной сети. В предшествующем изложении был установлен механизм, с помощью которого можно определить компоненты этих тензоров для некоторой.части,сети из п агрегатов (компонент) системы БКО ЛА.
Задачи анализа агрегатов и систем для построения программы их контроля и диагностики можно сформулировать так: дана их сеть, найти ее свойства. Неисчислимее множество задач, возникающих при контроле и диагностики сетей, предложен общий способ решения. Во многих случаях предпринимаются следующие шаги: 1) устанавливается, будет ли рассматриваться сеть как контурная, узловая или полная; 2) выводится уравнение поведения сети; 3) устанавливается количество типов контуров и узловых пар; однотипные контуры или узловые пары выполняют одинаковые функции; 4) уравнение поведения разделяют на столько инвариантных уравнений, сколько есть типов контуров или узловых пар, как показано в уравнениях; 5) система тензорных уравнений преобразуется аналогично обычным уравнениям в соответствии с требованиями задачи; 6) неизвестные, если они есть, находят точными или приближенными методами. При анализе ортогональных компаунд-сетей следует помнить, что: 1) при выводе компаунд z наличие неактивных компаунд-узловых пар просто игнорируется; неактивные компаунд-контуры исключаются по формулам редукции; [] 2) при выводе компаунд Y наличие неактивных компаунд-контуров просто игнорируется; неактивные компаунд-узловые пары исключаются по формулам редукции. [] Таким образом, исключая или игнорируя неактивные контуры и-узловые пары, анализ сетей можно проводить только в терминах активных контуров и узловых пар. При этом1 решаются два типа задач как примеры этого-метода исследования: 1) дана, приложенная величина, найти отклик; 2) даны изменения величия, определить отклик. При анализе обычно нужно провести такое количество обращений матриц, сколько есть типов контуров и узловых пар. Аналогично каждая матрица будет иметь только столько строк и столбцов, сколько осей имеется в соответствующей группе контуров или узловых пар. Отметим, что каждый тип контуров, или узловых пар может содержать любое число отдельных контуров или узловых пар. Для топливно-измерительной системы самолета Ан-140 (ТИС-140) это датчики топливомера ДТ-140-1,2,4,5, блок топливо-измерения БТИ-140М, пульт контроля и управления ПКУ-140, пульт контроля температуры ПКТ-140, пульт контроля и управления заправкой ПКУЗ (рисунок 3.1).
Для визуализации системы тензорных уравнений представляется довольно логичным построить физическую систему, в которой каждыйэлемент, сам по себе уже является системой так что, он характеризуется не обычными числами, а тензорами. такую фиктивную физическую? систему, в,которой .составные элементы сами собой являются некоторыми- системами будем «компаунд-системой» (по аналогии с «компаунд-тензорами», в которых каждая компонента сама по себе уже является не обычным числом, а тензором).
Чтобы физически обосновать системы тензорных уравнений предыдущего параграфа, введем фиктивную «компаунд-сеть», в которой собственные компоненты (конфигурации) агрегатов систем являются тензорами валентности два, а токи и напряжения в отдельных компонентах — не принятыми величинами, а векторами. Каждая компаунд-компонента представляет собой целую сеть.
Компаунд - сеть агрегатов и систем БКО ЛА включает, как правило, число тензорных уравнений равное четырем.
Это значит, что в контурной компаунд-сети токи и напряжения определены только в контурах, в узловой компаунд-сети - только на узловых парах, а в ортогональной компаунд-сети, как в контурах, так и в узловых парах.
Каждая компаунд-компонента представляет некоторую сеть, базис которой может быть физически определенным или может иметь гипотетические оси аналогично случаю с симметричными составляющими.
Компонентами каждого z могут быть реальные индуктивности или же другие гипотетические константы, такие как емкости. Это означает, что отдельные координатные оси каждой компаунд-кмпоненты можно выбирать несколько произвольно с помощью тензора отдельного преобразования без каких-либо изменений в самой компаунд-сети. Каждая компаунд-компонента имеет свой собственный тензор преобразования.
Компаунд-сети вводятся как основное понятие в рамках эффективного метода, позволяющего составлять уравнения сложных сетей, манипулироватьими и решать эти уравнения так же просто, как обычные уравнения для простых, несложных сетей.
Все теории, законы, уравнения, соображения, развитые для обычных сетей; справедливы, и для компаунд-сетей с той лишь-разницей; что простые величины надо заменить в них соответствующими тензорами, а простые тензоры - соответствующими компаунд-тензорами.
Например, для построении программы контроля и диагностики для оценки состояния агрегата (компонента системы) можно соединять компаунд-компонент (каждая из которых представляет сложную сеть) в компаунд-сеть с помощью компаунд-тензора преобразования С, в котором каждая компонента является не целым числом, а тензором валентности два, или с помощью последовательности таких компаунд-тензоров преобразования. Можно исключить отдельные контуры или узловые пары, которые не участвуют в анализе сети, исключить токи намагничивания и т. д. Метод анализа и действия с компаунд-сетями с известными оговорками аналогичны методу анализа обычных сетей.
Рассмотрим построение компаунд-сети агрегата или системы БКО ЛА для целей формирования исходного множества признаков.
Формирования исходного множества признаков конструирование нового диагностического теста той или иной компоненты является трудоемким занятием, требующим от. специалиста по ТО и Р разносторонних и глубоких профессиональных знаний, а также зрелого опыта.
В работе предлагается новый подход к решению задачи формирования исходных признаков на основе компаунд-сети.
Существует множество способов изображения сети в виде некоторой компаунд-сети. Наиболее очевидным путем является разбиение сетей физически на составные части, при этом пред полагается, что сеть составлена из них, как из элементов, соединенных друг с другом различными способами. Наименьшими составными частями могут быть, например, трехфазные трансформаторы, генераторы, линии электропередачи и т. д. Другой менее
Модель технического обслуживания и ремонта и управления состоянием бортового комплекса оборудования ЛА
Bi ныне существующей теории управления ТОиР1 многое носит статический характер, в то время как такие системы являются динамическими или в которых информация об управляющих воздействиях формируется на ее оптимальном количестве, получаемом при реализации системного подхода.
Суть системного подхода заключается в моделировании, т.е. в способности описывать действительность, выделяя для этого небольшое число переменных. Даже простейшие ситуации управления ТОиР оказываются слишком сложными при реальном изучении. Чтобы упростить модель, не теряя существенных черт реальной системы, требуется опыт. После выбора модели ее нужно описать на языке математических понятий. В этой работе описание в пространстве состояний рассматривается как результат конструирования при изменении окружающих условий. Само же моделирование рассматривается как процесс определения такой динамики системы, которая описывала бы реальный процесс в соответствии с заранее принятыми допущениям. Важной особенностью процесса моделирования является то, что допущения должны делаться в явной форме.
Чтобы описать систему, уравнение состояния можно вывести как из предполагаемого внешнего поведения системы, так и на основе имеющихся данных о ее структуре.
Часто случается, что с целью получения доступного для анализа уравнения состояния модель системы сильно идеализируют. Однако если в модели присутствуют основные черты исследуемой системы, то результирующий анализ не теряет своей ценности, поскольку очень часто качественное понимание реальной задачи можно обеспечить из количественного решения идеализированной.
Начнем с того, что рассмотрим скалярное разностное уравнение, описывающее систему с временным запаздыванием между принятием решения об изменении уровня запасов и фактическим изменением этого уровня:где z l - оператор сдвига, посредством которого каждой функции у ставится в соответствие та же функция со сдвинутым аргументомz ly,[z lyjjz) — y{k — i). Единичная задержка определяется, оператором z . Рассмотрим дискретную систему с обратной связью. В любой момент времени к имеем x(k) = \z vjjcjv\k — Г): Входной сигнал, поступающий в блок задержки, является выходным сигналом идеального1 сумматора (без запаздывания), т. е. V = и + X, так чтоx(k + l)=(z-lvXk + l) = {z-luXk + i)+(z-1xlk + l) = x{k) + u(k). (4.15)
В общем случае динамику дискретных систем можно представить разностным уравнением первого порядка в векторно-матричной форме:х(к +1) = Ах(к)+Ви(к)+ Cf(k), (4.16)где А, В, С - матрицы, задаваемые при формулировке задачи. Это означает,что с помощью и (к) можно одновременно управлять несколькимипеременными состояния, т. е. в матрице В есть ненулевые элементы не только на главной диагонали.
Обычно динамика системы определяется непосредственно физическими условиями задачи. Можно вычертить блок-схему физической системы, и по ней выписать разностное уравнение первого порядка в векторно-матричной форме.
Способ разработки модели системы «снизу вверх» от идентифицируемых компонентов представляет собой процедуру, проверенную временем
Наиболее сложными системами несомненно являются системы по ТО и Р, работающие над оценкой состояния отдельных летательных аппаратов. Процесс оценки технического состояния в них непрерывно подвергается преобразованиям, например, могут происходить события некоторым образом трансформирующие агрегаты системы БКО ЛА.
Эти преобразования могут привести к изменению процесса, добавлению измерительных операций, изъятию блоков (компонент), их замене. При этом работа системы ТО и Р сопряжена с неопределенностью, с которой с которой сталкивается лицо принимающие решение на практике.
В самом деле; неопределенность в значительной степени отражается неполнотой-информации-об» управляемой системе, т. е. мы имеем-полную свободу выбора между альтернативными вариантами модели (например, в выборе переменных). Представляется, что для понимания проблемы неопределенности» целесообразно изучить динамику решений задачи оптимизации в детерминированной постановке при нескольких альтернативных вариантах модели. Вновь рассмотрим линейную систему вида
Для, некоторых отраслей производства, взяв функцию производства (выпуска) линейной относительно переменной х и не зависящей от S, имеем h(x(t)) = ax(t), и если а - нечеткое множество, то h - также нечеткое множество. Неполноту информации можно, учесть путем описания коэффициентов а и h как нечетких множеств:
Теперь мы должны объяснить, как следует действовать ЛПР. Мы предполагаем, что оно выбирает те значения коэффициентов, которые после тщательного рассмотрения ему субъективно представляются наиболее подходящими. Уравнение состояния можно записать в видесрединные точки интервала, определяемые множеством уровня. В момент выбора u\t) переменные a{t) и h\t) неизвестны.Задача заключается в выборе таких значений u(t), t — 1, 0,..., N — 1, которые дают наименьшее значение J, что с учетом, закона управления вида u\t)&m\t).
