Построение контролепригодных сложных радиотехнических систем и оценка уровня их приспособленности к определению технического состояния

• Автор: Шариков, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 280 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
0.1 .Задачи контроля и диагностирования СРС
0.2.Анализ существующих методов диагностирования и методов

повышения контролепригодности СРС
0.3.Математическая постановка задачи исследования
1. Исследование приспособленности СРС к проведению технического

диагностирования
1.1 .Модель обеспечения контролепригодности
1.2. Выбор показателей для оценки уровня приспособленности к

определению технического состояния СРС
1.3.Выбор вариантов СРС по показателям приспособленности к

определению технического состояния
1.4.Взаимосвязь показателей приспособленности к определению

технического состояния с характеристиками СРС
1.5.Зависимость надёжности систем от средств тестового и

допускового контроля
Выводы по 1-ой главе
2. Построение контролепригодных структур СРС
2.1 .Модели неисправностей СРС
2.2. Диагностические модели контролепригодных систем СРС
2.3.Синтез контролепригодных сложных радиотехнических систем
2.4.Метод сжатия магистральной информации
2.5.Прогнозирование случайного процесса изменения параметров
2.6.Количественная оценка инструментальной достоверности контроля

Выводы по 2-ой главе

3. Методическое обеспечение по оценке уровня приспособленности к
определению технического состояния СРС и построению их
контролепригодных структур
3.1.Расчет уровня приспособленности к определению технического
состояния ТЭЗ СРС
3.2.Методика оценки уровня приспособленности к определению
технического состояния СРС
3.3.Оценка эффективности технического диагностирования СРС
3.4.Контролепригодная структура СРС и оценка уровня её
приспособленности к определению технического состояния
Затребования к СРС, обеспечивающие приспособленность её к
определению технического состояния
Выводы по 3-ей главе
Заключение
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ

0.1.Задачи контроля и диагностирования СРС
История развития техники сопровождается трагической историей аварий и катастроф. Аварии сложных технических систем приводят к огромным материальным потерям и человеческим жертвам. Примером тому являются непрекращающиеся авиационные катастрофы. Практика запуска космических аппаратов (КА) с космодрома “Байконур” показала, что 7% пусков ракет относятся к категории аварийных. Не выявленный нештатный режим работы одной из подсистем КА привёл к срыву “Марсианской программы”, на которую потрачено около 300 млн. долларов. В результате, потеря спутника и затраты на запуск ракеты-носителя “Протон” с космодрома “Байконур” в ноябре 1996 г. обошлись в 60 млн. долларов. В декабре 1997 г. отказ разгонного блока ракеты-носителя “Протон” привёл к потере Южнокорейского спутника связи. Многомиллионные убытки понесли страховые компании. Общая надёжность ракетоносителя 8К78М по результатам 276 пусков составляет 0,9312, при этом надёжность первых трёх ступеней составляет0,9783 (успешно отработали 270 раз из 276), а четвёртой ступени - 0,952 (успешно отработало 258 раз из 271). Общая надёжность ракетоносителя за 10 лет (1987-1996гг) составляет 0,9844, а за 100 пусков (1984-1996г)-0,98 [113].
20 мая 1998г. около 18:20-18:30 часов EDT на спутнике связи Galaxy4, принадлежащем американской компании PanAmSat произошел сбой в системе управления пространственным положением, в результате чего спутник потерял ориентацию и ретрансляция через него прекратилась [100].
Авария парализовала работу систем пейджинговой связи, обслуживающих 90% из примерно 50 млн. абонентов, имеющихся в США. Были также прерваны передачи ряда телевизионных каналов, Национального общественного радио и нарушена работа некоторых компьютерных систем, использующихся в сетях розничной торговли для авторизации кредитных карточек.
Galaxy4 был изготовлен фирмой Hnghes Space & Communications и запущен 25 июня 1993г. Спутник, созданный на основе базового блока HS-601, был оснащен 24 ретрансляторами мощностью по 16 Вт, работающими в диапазоне С, и 24 ретрансляторами мощностью по 50 Вт, работающими в диапазоне Ки. Стоимость такого аппарата с учетом доставки на орбиту составляет от 200 до 250 млн $. Galaxy4 был расположен в точке стояния над 99° з.д. и использовался для ретрансляции телепрограмм компании CBS, ряда религиозных и коммерческих каналов. В общей сложности на его долю приходилось около 10% пропускной способности, которой располагал PanAmSat на своих 17 эксплуатационных спутниках.
Как сообщила компания PanAmSat, на спутнике произошел отказ бортового процессора основной системы ориентации. Автоматическое переключение на резервный блок также прошло неудачно. В результате спутник потерял трехосную стабилизацию и начал медленно вращаться, а его антенны, соответственно, перестали смотреть на заданные районы.
Взрыв реактора на Чернобыльской АЭС показал, что аварии сложных объектов ответственного назначения могут иметь глобальный характер, несущий угрозу всему человечеству.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ СРС К ПРОВЕДЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
1.1. Модель обеспечения контролепригодности
Функциональная модель системы (СРС) на логическом уровне (ФМСЛ) может быть представлена в следующем виде [206]:
ФМСЛ ={X,W,Z,H,a) , (1.1)
где X и W - множество входных воздействий и неисправностей соответственно;
Z - множество выходных реакций систем СРС на входные воздействия;
H:X,W->Z- функция, реализуемая системой в интересах ее надсистемы, т.е. системы, в которую данная система входит в качестве ее элемента. Функция системы связана с ее именем, представляющим символичное название функционального класса, к которому принадлежит данная система;
<т - вектор качества. Вектор качества представляет собой набор внешних параметров системы, которые отвечают требованиям, предъявляемым надсистемой, к качеству данной системы.
Для сложных систем функциональные модели задаются, как правило, множествами образованными из выражения (1.1), заданных на п различных временных интервалах с ш различными наборами значений входящих в них символов
ФМСЛ = {х{т),№{т),2{т)м„а)‘ = (1-2)
Каждый из элементов множества (1.2) представляет собой предписание (декларацию), в соответствии, с которым входной процесс (х(г,), W(t?))J должен быть трансформирован в желаемый выходной процесс в соответствии с функцией #,
?('/;) . (1.3)
с качеством а /
Рабочая или реальная ФМ конкретной системы формируется путем параметризации общего вида ФМСЛ с приведением необходимых комментариев и в виде её технического задания (ТЗ) на разработку системы (частного ТЗ-ЧТЗ - на ее элементы).