Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных путей повышения качества и надежности продукции промышленных предприятий является проведение испытаний выпускаемых ими изделий на стадиях разработки, производства и эксплуатации. Среди всех видов испытаний, с точки зрения типа воздействия, одно из важнейших мест занимают испытания на вибрационные воздействия. В настоящее время в некоторых отраслях, например в энергетике, также остро встают вопросы оценки и прогнозирования вибросостояния промышленных объектов, своевременного диагностирования возникающих дефектов.
, Однако решение задач по организации и проведен-ш испытаний, виброконтролю, прогнозированию и диагностированию во многом затрудняется недостаточной оснащенностью предприятий недорогим и эффективным испытательным и контрольно-диагностическим оборудованием. Исследования по разработке такого .оборудования активно проводятся в нашей стране, странах. СНГ и за рубежом. Широко известны работы, посвященныевопросам создания алгоритмического обеспечения и системотехнической реализации систем испытаний и контроля В.М.Кунцевича, Я.С.Урецкого, А.А.Туника, П.М.Чеголина, А.Е.Леу-сенко, А.А.Петровского, А.Н.Морозевича и др., а также ученых зарубежных фирм "Хьщетт ПакКард", "Дерритрой", "Брюль и Къер", "Продера", "Солартрон", "Щинкён", "Шенк" и др.
Современная автоматизированная система управления виброиспытаниями (АСУВ) представляет .собой аппаратно-программный комплекс, в основу работы которого положены цифровые методы формирования и программный принцип управления испытательными воздействиями.
В значительной мере эффективность и круг решаемых задач таких систем определяется возможностями математического и программного обеспечения. Роль последнего еще больше возрастает в.связи с необходимостью автоматизации ряда сопутствующих задач, связанных с планированием хода проведения испытаний, проведением периодической поверки испытательного оборудования, метрологической аттестацией самой системы, обработкой результатов испытаний и контроля, принятием . решений. Однако в настоящее, . время отсутствуют 'программные средства, позволяющие системно.решать- эти задачи. При этом разработка программных средств не . менее трудоемкая и дорогостоящая, чем'аппаратных'. .
Вместе с тем окончательная доработка и доводка, проверка на различных режимах алгоритмов и программного обеспечения требует проведения многократных экспериментальных исследований с реальными виброустановками и объектами испытаний, которые могут сущест-венно отличаться друг от друга своими характеристиками. Реально организовать и реализовать это практически невозможно по следующим причинам: во Первых, неготовностью для этого на этапах разработки аппаратных средств; во вторых, отсутствием у разработчиков испытательных систем различных типов виброустановок и объектов испытаний; в третьих, опасностью возникновения режимов, приводящих к выходу из строя виброустановки и разрушению объектов испытаний.
, В связи с этим весьма актуальным является снижение трудоемкости разработки и улучшение и расширение функциональных возможностей программного обеспечения АСУВ. Одним из факторов, способствующих, достижению указанных целей является создание обобщенной модели автоматизированной системы испытаний,, в которую составной частью входит модель виброустановки с объектом испытаний, адекватно отражающая поведение реальной системы при решении конкретных задач и: дозволяющая проводить на.ней исследования и отладку программного обеспечения, моделирование поведения системы в различны- , даже критических, режимах, и выполняющая, по сути дела, роль инструмента. при проектировании программного обеспечения АСУВ, а также позволяющая опгимиаировать параметры аторитмов работы системы. .''".
Актуальность тематики диссертационной работы подтверждается тем, что она выполнялась в соответствии с программой "Надежность машин" (постановление ГКНТ СССР N 412 от 6.11.87г.) и республиканской программой "Диагностика" на 1992-1993 г.г., утвержденной постановлением Совмина РБ, хозяйственных договоров N 89-1003, Q3-3029, 94-1002.
Цель работы - разработка и исследование моделей и программного обеспечения автоматизированной системы управления виброис-пытшшямн, практическое внедрение разработанных программных средств.
Для достижения данной цели, необходимо решить следующие задачи:
1) разработать и программно реализовать модель АСУВ е »'<,иен-гацией на ее использование в качестве инструмента при щкл-ппу,ю~
вании программного обеспечения;
-
на основе применения созданной модели провести исследование влияния дестабилизирующих факторов на функциональные характеристики системы и разработать способы уменьшения этого влияния;
-
разработать программную.среду, обеспечивающую единообразный подход при проектировании программ для решения задач организации и проведения виброиспытаний и виброконтроля,и простоту реконфигурации с учетом конкретного назначения системы;
-
провести экспериментальные исследования и эксплуатационные испытания разработанных программных средств.
Методы исследования. Для решения- поставленных задач применялись математический анализ, теорий цифровой обработки сигналов, теория погрешностей, машинное моделирование, теория структурного и объектно-ориентированного программирования. Экспериментальные исследования проводились на серийных образцах АСУВ с привлечением современной измерительной аппаратуры.
Основные выносимые на защиту результаты:
принципы построения модели функционирования АСУВ;
алгоритм определения параметров компенсирующего воздействия, реализуемого цифровым способом, для коррекции нелинейных искажений, вносимых объектом испытаний;
способ снижения влияния дестабилизирующих факторов на точностные параметры функциональных характеристик системы испытаний;
методологический подход к структурной организации программного обеспечения АСУВ;
методики поверки вкброиамерителышх преобразователей и виброустановок;
рекомендации по практической реализации алгоритма быстрого преобразования.Фурье на ПЭВМ;
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
предложены и обоснованы принципы построения модели функционирования АСУВ, в которой учтены особенности характеристик объекта испытаний и обеспечена возможность ее быстрой и удобной перенастройки;
-
разработан алгоритм определения параметров компенсирующего воздействия, реализуемого цифровым способом, для коррекции нелинейных искажений, вносимых объектом испытаний;
....-5-
-
предложен способ снижения.влияния дестабилизирующих факторов на точностные параметры функциональных характеристик системы испытаний; '
-
предложен .методологический подход к структурной организации программного обеспечения АСУВ', обеспечивающий удобство его реконфигуриррватигс,учетом конкретного применения системы;
-
предложены новые методики поверки виброизмерительных преобразователей и. . виброустановок', . позволяющие сократить время поверки и повысить точность, результатов.
-
обоснованы .рекомендации, по практической'реализации алгоритма быстрого преобразования;.Фурье на ПЭВМ;
' Практическая ценность . работы На основе предложенных принципов, разработана программная модель функционирования системы испытаний. , Разработано .программное обеспечение для'серийно-выпускаемой "АСУВ-OjOVj поддерживающее проведение испытаний на полигармонические и случайные воздействия, выполнение поверки виброизмерительных преобразователей и виброустановок, метрологическую аттестацию самой системы. Реализовано программное обеспечение для автоматизированной системы контроля вибросотояния.турбоагрегатов.
Реализация результатов, работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении;научно-исследовательских и опыт- -но-конструкторских работ в Белорусском государственном университете информатики и. радиоэлектроники, а также в учебном процессе. Сист, ма для поверки виброиамерительных преобразователей "АСУВ-А" внедрена в Белорусском центре стандартизации и. метрологии. Система для поверки виброустановок "АСУВ-В" прошла государственные. приемочные испытания. Система" управления виброиспытаниями на базе ПЭВМ "АСУВ-010Д" прошла метрологическую . аттестацию в Минском центре стандартизации и метрологии. Система контроля вибросостояния турбоагрегатов прошла опытную эксплуатацию на Минской ТЭЦ-3 и Лукомльской ГРЭС. .''.'.,'.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы сбсуадались на' республиканской Научно-технической конференции "Проблемы качества и надежности изделий электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и средств управления" (Минск, 1988); Всесоюзной научно-технической конференции '"Современное состояние и перспективы развития методов и средств виброметрии и ыЮродипг-ностики" (Минск, 19Й9); республиканской/ научно-техническим-кон-
ференции "Функционально ориентированные вычислительные системы" (Харьков, 1990); Всесоюзном научно-техническом семинаре "Повышение эффективности испытаний приборных устройств" (Владимир, 1991); Всесоюзной научно-технической конференции "Технический .юнтроль в машиностроении.в условиях рыночной экономики" (Пенза, 1991); "4-ой конференции математиков Беларуси" (Гродно, 1992); Международной научно-технической конференции "Проблемы конверсии, разработка и испытания приборных устройств" (Владимир, 1993); научно-техническом семинаре "Состояние и перспективы метрологического обеспечения испытаний изделий на воздействие механических возмущений" (Москва, 1990); научно-техническом семинаре "Динамические испытания изделий новой техники" (Москва, 1991); международной математической конференции "Проблемы математики и информатики" (Гомель, 1994); научно-технических л научно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Минского радиотехического института 1988-1994 гг, совещании представителей Министерства энергетики Республики Беларусь и Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектронии (Минск, 1994). .
Публикация результатов'. По материалам диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 4 раздела в 3 отчетах по НИР, 3 статьи, 2 учебно-методических пособия.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 123 наименований и 6 приложений. Материал изложен на 117 страницах основного текста, содержит 52 рисунка, 8 таблиц.
