Информационное обеспечение процессов диагностирования для оценки технического состояния при управлении газотурбинными двигателями

• Автор: Шабаев, Руслан Рафикович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление.

Список сокращений

Введение.

Глава 1. Методы анализа газотурбинного двигателя как

объекта диагностирования.

1.1. Анализ неисправностей газотурбинных двигателей

1.2. Математические модели

1.3. Анализ методов оптимального выбора диагностических параметров.

1.4. Дрейф диагностических параметров.

1.5. Опорные значения параметров

1.6. Анализ существующих методов оценки допустимых значений диагностических параметров
1.7. Цели и задачи работы.
Выводы по главе 1
Глава 2. Модель газотурбинного двигателя
2.1. Сравнительный анализ методов составления моделей газотурбинных двиателей
2.2. Математическая модель ГТД
2.3 Моделирование влияния эксплуатационных
факторов на работу газотурбинных двигателей
2.4. Моделирование повреждений элементов проточной
части газотурбинных двигателей.
2.5 Программная реализация математической модели
газотурбинного двигателя.
2.6. Проверка адекватности термогазодинамической
модели ГТД.
2.7. Программноимитационный комплекс Кальвар
Выводы по главе 2.
Глава 3. Методика формирования информативного набора диагностических параметров газотурбинного двигателя на основе формирования дискриминантных дихотомических функций и расчета их весовых коэффициентов.
3.1. Определение весовых коэффициентов параметров контроля проточной части газотурбинного двигателя
3.2. Определение числовых значений градаций
параметров контроля
Выводы по главе 3
Глава 4. Определение набора диагностических
параметров методом главных компонент при
многомерном шкалировании индивидуальных различий
4.1. Многомерное шкалировние индивидуальных
различий при компонентном анализе
4.2. Предварительная обработка экспериментальных массивов. Методы выявления экстремальных выбросов в матрице наблюдений
4.3. Графическая интерпртация определения набора диагностических параметров
4.4. Сравнительная оценка эффективности процедур диагностирования при использовании рекомендованных и предложенных в диссертационной работе
диагностических параметров.
Выводы по главе 4
Заключение.
Литература


Создание автоматизированных систем технического диагностирования позволяет повысить безотказность установок за счёт раннего обнаружения предпосылок к отказам, что даст значительное снижение затрат при эксплуатации и управлении газотурбинным двигателем. Актуальность данной проблемы подчеркнуло выполнение в разное время целого ряда НИР и ОКР. К ним прежде всего, следует отнести работы, выполненные под шифрами: «Штрек», «Камаз», «Ледник», «Альпинист», «Папка», «Лицензия», «Сага», «Дилемма» и ряд других. Известен ряд методов и способов тестового и функционального диагностирования, основанных на исследовании теплотехнических, газодинамических, вибрационных и других параметров. Эти системы позволяют выявить примерно % возможных неисправностей газотурбинных двигателей, однако они не всегда достоверны из-за большого числа трудноучитываемых факторов, оказывающих влияние на техническое состояние двигателя. Учитывая вышесказанное, актуальна научная задача повышения эффективности систем управления и диагностирования газотурбины двигателей на основе реализации информационных технологий принятия решений о его техническом состоянии на основе исследования методов системного анализа, теории распознавания образов, теории классификации и других. Глава 1. Методы анализа газотурбинного двигателя как объекта диагностирования. Эффективность диагностирования газотурбинного двигателя в значительной степени определяется тем, насколько полно при выборе методов и средств диагностирования учтены особенности самого двигателя. Без учета этих особенностей практически невозможно организовать контроль и диагностирование сложной технической системы. Анализ неисправностей ГТД. Анализ неисправностей ГТД необходим при разработке, изготовлении и эксплуатации двигателя. Это связано с тем, что современный уровень организации производства и эксплуатации не всегда обеспечивают бездефектность разработки, изготовления и применения двигателя по назначению. Об этом в частности свидетельствуют данные о количестве отказов судовых и корабельных ГТД за период с по год, представленные на рис. ГТД в ООО «Лентрансгаз» за период с по год, представленные на рис. Более детальные данные по этому вопросу представлены в таблице 1. СПБ «Машпроект». Как видно из таблицы 1. КГТД возникали отказы, которые порой приводили к большому материально-техническому ущербу. Процентное распределение отказов подсистем ГТД представлено в таблице 1. Анализ представленных данных позволяет определить вероятность появления отказов элементов двигателя. Здесь на первом месте стоят: топливная система (,2%) и турбинная проточная часть (,8%). Поэтому важным этапом, обеспечивающим своевременное выявление отказов в эксплуатации, являются работы по установлению видов неисправностей, параметров характеризующих их возникновение и развитие, а также работы по составлению и проверке гипотез о механизме возникновения и развития отказов. Рис. Диаграмма количества отказов элементов судовых и корабельных ГТД за период с по гг. Рис. Диаграмма досрочно снятых ГТД в ООО «Лентрансгаз» в период с по гг. Таблица 1. Основные неисправности элементов судовых и корабельных ГТД по результатам статистического анализа за период с по г. Элементы двигателя Виды отказов К-во отказов шт. Таблица 1. При развитии отказа происходит определенная закономерность определения диагностических параметров, позволяющая определить техническое состояние двигателя. Полученные результаты являются основой для проведения доработок двигателя, с целью устранения неисправностей, и для разработки систем диагностирования. Но задача выявления отказов не всегда может быть решена экспериментально на конкретном типе двигателя вследствие сложности ее решения в реальных условиях и высокой стоимости исследований. Тогда основным средством исследования закономерностей развития отказов становится метод математического моделирования []. Этот метод необходим и при внедрении систем технического диагностирования, в результате чего создаются математические модели объекта диагностирования. В свою очередь на их основе разрабатываются методы решения диагностических задач.