Теоретические основы разработки устройств систем контроля и управления динамическими испытаниями и вибродиагностикой машин

• Автор: Леньков, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 317 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АРУ - автоматическое регулирование уровня АЦП - аналого-цифровой преобразователь; АЧХ - амплитудно-частотная характеристика; АФД - амплитудно-фазовая диагностика;

АЭС - атомная электростанция БПФ - быстрое преобразование Фурье;

ДПФ - дискретное преобразование Фурье;

КМБ - колесно-моторный блок;

КРБ- колесно-редукторный блок; ,

КЧИ - критический частотный интервал;

МСТ - микросистемотехника;

МЭМС - микроэлектромеханические системы; ПГ - преобразование Гильберта;

ПФ - преобразование Фурье;

ПО - программное обеспечение;

СКЗ - среднеквадратичное значение;
СКО - среднеквадратичное отклонение;
ФНЧ - фильтр нижних частот;
ФЧХ - фазочастотная характеристика;
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;
УЗ - усилитель заряда;
УМ - усилитель мощности;
УН - усилитель напряжения;
ЭВМ - электронно-вычислительная машина; БКЕ -дифференциальная нелинейность АЦП; ГПЬ - интегральная нелинейность АЦП;

Глава 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И ВИБРОДИАГНОСТИКИ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
1.1. Спектральные методы анализа механических колебаний и измерительная аппаратура для проведения вибродиагностики машин и оборудования
1.2. Основные принципы построения автономных регистраторов ударных сигналов с пьезоэлектрическими датчиками ускорения
1.3. Методы гармонических вибрационных испытании изделий
1.4. Приводы мнкроперемещений и вибраторы с упруго-деформируемыми актюаторами на основе магннтоупругого эффекта Вндемана
1.5. Постановка задач исследования
Глава 2. ТОЧНОСТЬ ОЦЕНКИ СПЕКТРОВ УСКОРЕНИЙ, СКОРОСТЕЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В СИСТЕМАХ ВИБРОДИАГНОСТИКИ МАШИН
2.1. Погрешность оценки спектров скорости и перемещения при аналоговом и цифровом интегрировании сигнала ускорения в системах внбродиагностики машинного оборудования
2.1.1. Аналоговое интегрирование сигнала ускорения
2.1.2. Цифровое интегрирование сигнала ускорения
2.2. Зависимость погрешности оценки амплитудных спектров ускорения, скорости и перемещения от интегральной нелинейности, разрядности АЦП и величины шумовой компоненты сигнала
2.3. Анализ влияния дифференциальной нелинейности АЦП, на точность оценки спектров ускорения, скорости и перемещения
2.4. Определение максимальной частоты сигнала ускорения, скорости и перемещения при оцифровке в системе вибродиагностнкн ис2.5. Влияние частоты дискретизации и длительности конечных реализаций сигналов ускорения на точность оценки спектров при виб
Глава 3. АППАРАТНОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА РЕГИСТРАЦИИ И ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА АВТОНОМНЫХ РЕГИСТРАТОРОВ УДАРНЫХ СИГНАЛОВ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ ПЬЕЗОАКСЕЛЕРОМЕТРОВ
3.1. Колебания и выходные сигналы пьезоакселерометра при его установке на вязкоупругое основание под действием ударного переносного ускорения
3.2. Обеспечение динамического диапазона автономных регистраторов ударных сигналов
3.3. Обеспечение качества регистрации ударного импульса автономным регистратором в процессе проведения ударных испытаний
3.3.1. Влияние выбранного типа пьезоакселерометра на качество регистрации ударного импульса
3.3.2. Влияние типа АЦП и типа предусилителя на качество регистрации ударного импульса
3.4. Вейвлет-анализ и фильтрация сигналов пьезоакселерометров, зарегистрированных автономным регистратором в процессе проведения ударных испытаний
3.5. Восстановление сигналов пьезоакселерометров, зарегистрированных автономным регистратором в процессе проведения ударных испытаний
пользующей алгоритмы быстрого преобразования Фурье

родиагностике и спектральных измерениях Выводы

- автоматическая регистрация всего процесса до удара, во время удара и после удара (повышенное время регистрации) по команде «Пуск»;
- автоматическая идентификация начала полезного сигнала и регистрация измеряемого сигнала;
-привязка к единому времени в течение процесса измерения (синхронизация);
-обеспечение возможности считывания информации из регистратора без ее разрушения (контроль зарегистрированной информации);
-длительное хранение информации с минимальным энергопотреблением.
Сохранять работоспособность и выполнять свои функции регистратор может лишь при достаточной защите от воздействий внешней среды. Это достигается при обеспечении:
- герметичности конструкции для работы в сложных климатических условиях (запыленность, влажность);
- работы в широком температурном диапазоне;
- ударо - и вибропрочности конструкции;
- автономностью и надежностью работы регистраторов.
Автономность регистраторов - основное свойство, обеспечивающее их
работу на закрытых и подвижных объектах техники. Под ней понимается энергетическая, конструктивная и функциональная автономность (независимость) регистраторов при измерениях исследуемых параметров [8,57].
Функционирование регистратора в автономном режиме непосредственно на испытуемом объекте в условиях ударной нагрузки предъявляет к регистратору специальные требования. Они заключаются в том, что регистратор должен быть необслуживаемым, автономным, малогабаритным и высоконадежным в условиях вибраций и удара в широком диапазоне температур и иметь минимальный набор функциональных узлов в канале - это усилитель, АЦП, микропроцессор (цифровой автомат) и запоминающее уст-