Математическое и алгоритмическое обеспечение систем диагностирования судовых электрических средств автоматизации

• Автор: Портнягин, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 262 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СЭСА

1.1. Анализ отказов и восстановлений СЭСА

1.2.3адачи и методология диагностирования

судовых электрических средств автоматизации

1.3. Характеристика СЭСА как объекта диагностирования.

1.4. Методы технического диагностирования.

1.4.1. Анализ методов поиска дефектов.

1.4.2. Методы диагностирования, основанные на использовании аналитических диагностических моделей объекта диагностирования.
1.4.3. Методы диагностирования, основанные на использовании функциональных и логических моделей объекта диагностирования.
1.4.4. Экспериментальные методы разработки диагностических моделей.
1.5. Средства технического диагностирования.
1.5.1. Анализ и характеристики средств диагностирования судовых электрических средств автоматизации.
1.5.2. Структура и проектирование технических средств диагностирования.
1.6. Выводы и постановка задач исследований.
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА
ИЗОБАРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК.
2.1. Построение и анализ диагностических моделей
2.1.1. Формирование множества диагностических параметров
2.1.2. Упорядочение множества информативных диагностических параметров
2.1.3. Минимизация множества информативных диагностических параметров
2.1.4. Построение диагностической модели
2. 2. Алгоритмы и методика диагностирования с использованием
метода изоварных характеристик.
2.2.1 .Выбор глубины поиска дефектов в СЭСА.
2.2.2.Решение задач диагностики СЭСА методом изоварных
характеристик в детерминированной постановке.
2.3.Основные результаты.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АГОРИТМА ИНТЕРВАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМЫХ ГРАНИЦ ПАРАМЕТРОВ КОМПОНЕНТ ОБЪЕКТА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.
3.1. Обоснование применимости интервального анализа при решении задач диагностики методом изоварных характеристик.
3.2.Алгоритм определения границ изменения
диагностических параметров.
3.3. Основные результаты
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕДУР ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПРЕДО ГКАЗНЫХ СОСТОЯНИЙ.
4.1. Вероятностная модель оценки состояний объекта
диагностирования на основе изоварных характеристик.
4.2. Алгоритм и методика построения
области работоспособностивероятностная постановка
4.3. Процедура определения предотказных состояний при решении задач диагностики СЭСА
4.4. Основные результаты
ГЛАВА 5. ОБНАРУЖЕНИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ
ДЕФЕКТОВ НЕЙРОСЕТЕВЫМИ МЕТОДАМИ.
5.1. Диагностика СЭСА методом изоварных характеристик
с применением нейросетей.
5.2.Выбор структуры нейросети для решения задач диагностики методом изоварных характеристик.
5.3. Алгоритм и программа обучения нейросети при решении
задач диагностики судовых электрических средств автоматизации
5.4. Основные результаты
ГЛАВА 6. ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ПРОВЕРКЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ
6.1. Повышение надежности и информационной безопасности
судовой информационной системы методами технической диагностики.
6.2.Архитектура АСКР СЭСА.
6.3.Эксперименты по проверке работоспособности разработанных
алгоритмов.
6.4. Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Доля электронной аппаратуры довольно высока гак как процессы в СЭС относятся к быстропротекающим, однако использование микропроцессоров при автоматизации этих процессов пока не получило широкого распространения изза сложности решаемых задач. БТИЗ транзисторов, тиристоров и др. Поэтому при анализе отказов и восстановления судовой аппаратуры, будем ориентироваться на отказы характерные для перечисленной части судового оборудования. Диагностированию может быть подвергнуто судовое электротехническое устройство, как с известной, так и неизвестной топологией. В большинстве случаев, любое СЭСА можно представить как совокупность взаимосвязанных структурных единиц, а отдельные узлы как возможные полюсы съема информации с целью проведения диагностирования. При такой постановке задачи разрешающим пределом диагностирования является структурная единица, и поиск дефекта может производиться только с точностью до СЕ. Структурными единицами СЭСА могут быть, как отдельные компоненты резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, серводвигатели постоянного и переменного тока, так и многополюсные компоненты транзисторы, тиристоры, микросхемы и т. Это могут быть усилители, регуляторы преобразователи, приемники электрической энергии, генераторы импульсов, схемотехнические модули и т. Однако при повышении сложности аппаратуры, увеличения количества ее элементов и числа соединений трудоемкость поиска дефекта простыми устройствами становиться недопустимо высокой. Обнаружение и поиск дефектов последних двух видов трудно осуществить простыми приборами и методами даже для цепей низкой размерности с относительно небольшим числом элементов, не говоря уже о сложных электрических цепях. В настоящий момент на судах отсутствуют средства диагностики СЭС А позволяющие обнаружить и локализовать перечисленные виды дефектов, а контроль их работоспособности ведется по контролю автономного технического объекта в целом без выделения аппаратуры СЭСА. Такая проверка частично осуществляется при плановопредупредительных ремонтах и настройке оборудования в береговых условиях, однако при таком подходе невозможно эффективное решение задачи поддержания надежности СЭСА на заданном уровне. Особая ситуация связанная с потерей работоспособности СЭСА наблюдается при явлениях электромагнитной несовместимости оборудования, которая выражается в недопустимо высоких уровнях помехи распространяющихся либо по цепям питания электронной аппаратуры, либо через воздушную среду. Средства и методы анализа влияния на работоспособность СЭСА этих факторов разработаны недостаточно, методики мониторинга отсутствуют, поэтому в диссертации особое внимание уделено решению обозначенной задачи. Перечисленным действиям предшествует процедура фиксации отказа и диагностики с локализацией причины и места возникновения дефекта с необходимой точностью в зависимости от имеющихся в распоряжении запасных частей. При наличии достаточного числа ТЭЗов и диагностической аппаратуры обнаружения и локализации неисправного ТЭЗа восстановление работоспособности СЭСА происходит быстро и эффективно в морских условиях, а дальнейший ремонт ТЭЗа осуществляется в стационарных условиях с применением специального стендового оборудования, либо вручную, используя логический анализ и простейшие измерительные и диагностические приборы. Однако наличие ТЭЗа зачастую не может быть обеспечено, да и далеко не все виды неисправностей могут быть устранены таким образом, например влияние помех, следовательно, локализация дефекта с точностью до элемента крайне необходима для эффективного восстановления отказов в судовых условиях. Качество и точность диагностики СЭСА т. Задачи и методология диагностирования судовых электрических средств автоматизации. Для целей диагностирования любое СЭСА можно представить как многополюсную систему рис. Одна часть входов системы обычно представляется рмерным вектором параметров комплектующих элементов X, которую можно условно разделить на множество пассивных элементов, множество активных элементов и множество фиктивных элементов, необходимых для описания топологии.