Введение к работе
Актуальность. Техническая диагностика как научно-прикладная дисциплина сформировалась сравнительно недавно. Вопрос!? технической диагностики в настоящее время приобрели больсоз значение и наплп отражение в значительном числа публикаций. Хорепо разработаны методы диагностирования дпскрзтшх устройств. 3 области диагностирования нзпрерчЕшх управляемых дппзм:г;осігіх систем (УДС) достигпути менее значительные результаты. Это связала с трудностью обработки непрерывных сигналов,' наличием обратных сглаз" в проверяема объектах, сдоглгастью математігіесіптх моделей.
Обзор известных методов диагностирования УДС показывает, что актуальной является задача обнаружения и поиска пенспрзЕвсстсЯ по параметрическим инвариантам. К таким методам могло отнести диагностирование по коэВД-нциептам передаточной йгнкцта, начальна моментам системы, полюсом и нулям и т.д.
В диссертации из большого шюгообразия юшариаптов линейных УДО выделяются ганкелевы сшігуляріше числа системы. Ошт играют вггсіуп роль при рэиении задач робастного управления в рз'.жпх соврзмзютсА Н^-теории управления. Сингулярные числа являются вход-выходгс-'мл инвариантами системы и обладают рядом экстремальных свойств. Они отражают энергетический віслад кендой переменной состояния сбалансированного представления в выходной сгігпал УДС и могут бить применены в качества диагностических признаков.
К выводу о целесообразности использования сингулярних чисел в качестве диагностпчесісх признаков мо:пно прийти, если рассмотреть задачу поиска таких "мягких" (непрерывных, плавно нарастающих) входных тестовых воздействий ганнмэльноД энергии, заданно на входе системы которых обеспечило Он получение наиболее тгїорматіилшх вико дпых сигналов заданпоп энергии. Рэсить ату задачу позволяет применение ганкелэва оператора динамической системы. Так гэ, как zo-роио известный оператор свертки, гапкелзв оператор характеризует вход-выходные свойства систеглы, но в отличии от первого обладает рядом следующих ва^ашх свойств, В силу с:зтазго характера отображения входных фупкцдй в выходные, гзнкелев оператор скалярной системы имеет коночный набор линейпо-пезаЕпсцмлх собственных функций ограниченной энергии, не меняющих своей формы при прохождении через систему, Их удобно попользовать в качестве тестового побора. В случае систем с многими входзг.аі и многими выходами вместо собственных функция ганкэлева оператора г рассматривает себственныо
- 2 —
йункццц оператора Г*Г, їо есть его сішгулярше функции. Для сісаляр-ІП2 систем оба понятия совпадают, поэтому далэе будем пользоваться тер:.2ном ганкелевн сингулярные функции (ГОФ). ІСпадрати собственних чисел ганкелева оператора совпадают с іеводра-tl-лі сингулярных чисел системы, поэтому далее будем пользоваться їор:.сшо.м ганкелеш сингулярные числа (ГСЧ). Болеа подробный анализ свойств ГСй п ГСЧ позволяет сделать вывод о перспективности их. прн-поноиия для диагностирования УДС.
И2й!ЛШШо2_Е2!29.!М является разработка катодов и алгоритмов диагностирования УДС по ганкелвЕым сингулярним числам. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
разработка методов експериментального получения ГСЧ в процессе диагностирования УДС;
разработка методов анализа диагностических свойств ГСЧ с цельэ шбора наиболее ш^раатившх диагностических прпзна-ков;
разработка метода диагностирования УДС по ГСЧ;
разработка автоматизированного котпекса синтеза средств диагностирования УДС по ГСЧ.
Метода .псслэпоБатпаа. В работо использовали иотодц катрпчного анализа, теории инвариантов, тоории дииеідщ дпиамичесіспх систоц, їеории автоматического управления и їеерпп цдевти^зкации.
ІЬві'о готчшто...результати, вішоскшо па защиту:
пторзцпояшіїї і:зтод получения ганкэлэшх сингулярних чисел, ц Фушциіі линейЕШ скалярних и гшогоыэршх УДС;
штод шбора шііідрматиьідіх диагностических признаков п со-отЕзхствущаг координатних плоскостей в пространстве ГСЧ;
- г,:оїод поиска дофактов по пучкам годографов неисправностей.
Пракгд?дзскап.ц9ішостьі и внедрение. Газработаио ?,;зтс;;лескоо п
црогра^шео обеспечение, позеолязщэв синтезировать и исследовать диагностическую шдель УДС, выбирать ивЗориатшшнй набор диагностических признаков, строить справочники неисправностей п роализо-вивать диагностическую процедуру.
11а основе разработанных мотодш; и програьы создан автоматизировавши апааратпо-програ"ллнии комплекс диагностирования уде.
Програпыаую часть ксьпквкса составляет диалоговнй пакет прог-ра.\гл DIAGJIOZ, фушщионпрувдиц в среде KS DOS на базе ПЭЕМ 1Ш PC, а в аппаратную часть помимо ПЭВМ входит аналого-цифровое устройство сопряжения с объектом.
Результаты диссертационной работа- использованы в рядэ научно-пс-следовательских работ, проводимых кафедрами Вычислительных систем и Летательных аппаратов ЖАЛ, в том числе по разработке методического, программного и аппаратного обеспечения автоматизированной системы исследования и диагностирования систем управления. Автоматизированный комплекс средств диагностирования внедрен па опытном заводе ВНИИАШ для диагностирования установки'зонной плавки "УЗПИ-7", в НПО "Дальняя связь" для диагностирования электронных фильтров аппаратуры связи и использовался при проектировании и исследовании бесконтактного магнитного подвеса моделей летательных аппаратов на кафздре Летательных аппаратов ЛИАЛ. Апробация_2|бдти. Научные результаты диссертационной работа докладывались, обсундалнсь и получти одобрение на:- 1-ом Всесоюзном совещании по мотодам и системам технической диагностика (Саратов, 1988); X Всесоюзном симпозиуме по проблемам избыточности в информационных системах (Ленинград, IS89); Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства диагностирования технических средств ігалезнодорокного транспорта" (Омск, 1989); IX Меивузовскои совещании-семинаре "Методы и средства технической диагностика" (Харьков, 1989); Ш-м Всесоюзном совещании по проблеме "Комплокси-рование бортовых систем и новая информационная технология" (Ленинград, 1990); VII Всесоюзном совещании по технической диагностике и отказо-устоичивостп (Саратов, 1990); II Всесоюзной школа-семинаре "Техническая диагностика динамических систем" (Севастополь,1991);
X Мехшузовском соЕсаапЕЯ-сеїяїпаре "Методы н средства техшпэсксЗ диагностики" (Харьков.1991);
Публикации. Основное содержание диссертации отражено 1в четырнадцати опубликованных работах и в трех отчетах по НИР, получены поло-хительные регоппя па четырэ программных средства.
Структура н обьем диссертация. Диссертация состоит пз введения, -.отцрех глав, заключения, приложений и списка литературы. Содержит 25 рисунков,6 таблиц, изложена па 156 страницах основного машинописного текста. Список литературы составляет 8S нашенованиЗ.
