Исследование и разработка автоматизированной информационно-измерительной и управляющей системы огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги с возможностью диагностики неисправных состояний

• Автор: Чубаров, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень сокращений
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОГНЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ
1.1. Огневые испытания жидкостных ракетных двигателей малой тяги
1.1.1. Особенности жидкостных ракетных двигателей малой тяги
1.1.2. Структура программно-аппаратного комплекса испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги и требования к его блокам
1.1.3. Автоматизированные информационно-измерительные и управляющие системы огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги
1.2. Методы функциональной диагностики неисправных состояний
Выводы по главе
ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ И УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОГНЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНЫХ СОСТОЯНИЙ
2.1. Постановка задачи разработки информационно-измерительной и управляющей системы огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей
малой тяги с возможностью диагностики неисправных состояний
2.2. Структура автоматизированной информационно-измерительной и управляющей системы огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги с возможностью диагностики неисправных состояний
2.3. Математическое обеспечение для диагностики неисправных состояний при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги
2.3.1. Математическая модель работы жидкостного ракетного двигателя малой тяги
2.3.2. Математические модели учитываемых информационно-измерительной и управляющей системой неисправностей
2.3.3. Комплексная диагностическая модель работы жидкостного ракетного двигателя малой тяги
2.3.4. Классы неисправных состояний
2.3.5. Методика диагностики неисправных состояний на непрерывном режиме работы жидкостных ракетных двигателей малой тяги
Выводы по главе

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, РЕАЛИЗУЮЩЕЕ РАЗРАБОТАННУЮ МЕТОДИКУ ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНЫХ СОСТОЯНИЙ НА НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ
3.1. Обобщённый алгоритм диагностики неисправных состояний на непрерывном режиме работы жидкостных ракетных двигателей малой тяги
3.2. Программное обеспечение для реализации методики диагностики неисправных состояний на непрерывном режиме работы жидкостных ракетных двигателей малой тяги
2.3.1. Среда программирования класса Rapid Application Development
2.3.2. Модуль диагностики неисправных состояний для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ И УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОГНЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ
4.1. Программно-аппаратный комплекс для отработки и исследований
жидкостных ракетных двигателей малой тяги на экологически чистых компонентах топлива
4.2. Реализация подсистемы диагностики неисправных состояний
4.3. Тестирование разработанного программного обеспечения
4.4. Огневые испытания двигателя ДМТ МАИ
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Приложение. Оценка материальных затрат на проведение огневых испытаний при отработке экспериментального двигателя ДМТ МАИ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
АРМ - автоматизированное рабочее место
АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическими процессами
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ВВД - воздух высокого давления
ВПВ - высококонцентрированная перекись водорода
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель
ЖРД МТ - жидкостный ракетный двигатель малой тяги
ИИиУС - информационно-измерительная и управляющая система
КА - космический аппарат
КС - камера сгорания
ОУ - операционный усилитель
ПГС - пневмогидравлическая система
ПК - персональный компьютер
ПО - программное обеспечение
СИ - система измерения
СИУИ - силоизмерительное устройство
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
ЭПК - электро-пневмоклапан
RAD - rapid application development (средство быстрой разработки приложений)

1.2. Методы функциональной диагностики неисправных состояний
На всех стадиях огневых испытаний ЖРД МТ необходимо иметь оперативную и достоверную информацию о его техническом состоянии. В последние десятилетия получила распространение функциональная диагностика, с помощью которой производится оценка состояния технических систем [33, 38], как по результатам натурных испытаний, так и в процессе их функционирования.
Одной из важных особенностей диагностики является распознавание в условиях ограниченной информации, когда требуется руководствоваться определенными приёмами и правилами для принятия обоснованного решения. Состояние системы описывается множеством определяющих её состояние признаков, число которых тесно связано, в первую очередь, с самой задачей распознавания.
Все возможные состояния двигателя делятся на исправные и неисправные. Двигатель является исправным, если значения характеристик его агрегатов находятся в допустимых пределах. Двигатель неисправен, если хотя бы одна характеристика любого агрегата имеет отклонение, превышающее допустимое значение. Неисправный двигатель может быть работоспособным либо неработоспособным, функционировать правильно или неправильно [63]. Однако можно указать принципиально важную особенность, присущую любой неисправности - это нарушение заранее установленной взаимосвязи между параметрами, соответствующей нормальному функционированию. Такое нарушение может быть обнаружено сравнением значений параметров, измеренных при проведении огневых испытаний, со значениями одноимённых параметров, рассчитанных по математической модели исправного объекта [54].
Возможность обнаружить появление некоторых видов неисправностей до того, когда дальнейшее их развитие может привести к аварийным ситуациям, позволяет использовать сложные системы в соответствии