автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизированная диагностика авиационных двигателей по термогазодинамическим параметрам

МИНИСТЕРСТВО ШСИЕГО II СЩНЕГО спщилльного '■. ' . ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

КАЗАНСКИЙ ОЩЕНЛ ТРУДОВОГО КРАСНОГО 5ИАЖНИ И ОРДЕНА ДРУЖШ НАРОДОВ ЛШАЦИОНШа ИНСТИТУТ имени А.Н.ТУПОЛЕВА

ИМЛЕТДОНОВА Лтишл »неровна

: Ш01«АТИ311ГСВЛШИЯ>1АГН0СГ11КА АШАЩЮНШ ДВИГЛТЫ®1 НО ТБЕ.тЭДЩШШЧЕСШ МРШРШ' •

05.13;12 - системы автоматизация проектирования •

• а про г.зпи О ШЭ С 7И 05.ОТ.05 -'.тепловые двигатели летательных аппаратов

А в т о р. з ф в р а т диссертации на соисхаяав ученой ствпота кандидата технических наук

Иив.Д &-90ДМ

Для .олукебтшго' пользования

ш

,3вз.№ (О Я

На правах рукописи

КАЗАНЬ • 1990

Работа выполнена в Казанском ордена Трудового Красного Знамени я ордена дружбы народов авиационном инотлтутв имени А.Н.Туполева. ■ :

Научный руководитель - заслуженный деятель наука и . техники ТЛОСР, доктор технических наук, профессор

' коюзвшков ю.в.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

ХАлРУШШК АД. (г.Набережнна Челны);

кандидат технических наук ". аггрлдаюз г.:л. (г.казань).

Ведущая организация - Центральный институт авиационного моторостроения им.П.И.Ба-• ранова (Щ1АМ, г.Москва).

Защита диссертации состоится " п 199^.

в часов на заоедании специализированного соната

и Казанском авиационном институте им. А.Н.Туполава по адресу 420Ш, г.Казань, ул.К, Маркса, 10, зал заседаний.

. С диооертацЕей мо;:сно ознакомиться в ■ библиотеке института.

Автореферат разослан " " 1991^г. '

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук.

гч/ Л.А.Шацнлло

0ЫШ1 ИРАКГЕШСТЖА РАБОТЫ

Актуальность ппойлаш. Экспериментальные исследования и нс-пнтагшя являются 'решающим этапом создания ашаппонпего двигателя. Затраты на их проведение значительны и составляют, более 30? средств, выделяемых на его разработку. Снижение стоимости и сроков проведения зкопетушенгов-, гговшмнзд эсТфектитости работа пя-кенеров-исследователой на основе широкой автоматизации труда -важная народнохозяйственная проблема.

Усложнение конструкции авиационного двигателя (АД) вызывает не только увеличение их стоимости, но и значительное уполипапне трудозатрат на поиск конотруктияяых и производственных дефектов. Высокие потери от некачественного диагностирования изделий, не- ' .достаточный состав дойстнуодих методических материалов по организации диагностического обеспечения АЦ делают необходимым разработку эффективных методов и средств автоматизированного контроля и диагностики АД.

Опыт применения средств раннего обнаружения неисправностей двигателей показывает, что при оперативной диагностике эффектов- . ным является постоянный контроль термогозодошамичаских параметров (ТГДП). Поэтому вакныш и актуальными задачам! являются исследование и разработка-нетодов автоматизированного диагностирования АД по ТГДП и состава комплекса средств автоматизации, реализующего эти метода.

Цель - таботы заключается в разработке системы автоматизированной диагностики (САД) ЛД, сокращающей трудоемкость и стоимость локализации неисправностей, повышающей достоверность принятия решений и в конечном итоге качество и надежность ЛД.

В связи с этил задачами исследования являются:

- постановка задачи автоматизации диагностирования АН по

ТШ;

- разработка структуры ж функций САД АН; ■

- разработка принципов организации структурно-^якциональ-ной модели обобщенного газовоздупного тракта определенного клас-йа АД, средств её настройки на конкретный тип двигателя и решаемые задачи;

- разработка методов автоматизированного построения диагностических моделей ДЦ;

- разработка интерактивных методов диагностирования АД 'по . ТГДП, иопользуюдцх диагностическую модель АД и опыт инженеров исследователей;

- разработка диалоговой ся с-хеш автоматизированной диагностик;; АД. „ с

Ыетодн исолздогания. Для решения поставленных задач в работа ис:1ользуюгся~штода теории систем; теория градов, теории вэ-роятностей и математической статистики, методы математического анализа, математического программирования. .

Научная новизна. На основании анализа обобщенного цикла этапов стендовых испытаний.АД обоснована необходимость разработка системы автоматизированной диагностики АД по ТГДП. ..Разработана структура, выделали основные родимы САД ЛД по ТГДП. Сфор^ля-рованц требования и разработан состав комплекса средств автоматизации диагностирования, включающего в себя техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное, методическое обеспечения САД АД по ТГДП.

Разработали принципы построения структурно-футсцпоналъной модели обобщенного ГВГ класса двигателей, способ её настройкп на конкретны!! тип двигателя. Дуй автоматизированного построения диагностической модели ЛД предложен метод ч разраоолт алгоритм декомпозиции системы-уравнений,.построенной на основании еа сгруктурно-([ушсц'.1онзлъной модели. -----

Разработала автоматизированная технология параметрической диагностика, основанная на использовании диагностических моделей и методов распознавания технического состояния /Л. Разработаны метода и алгоритмы, использующие оледуюврге статистические критерии: попадание в эллипсоида рассеапапня и максимума вероятности безошибочной диагностики. Предложен алгоритм построения линейных . диагностических матриц, учитывающих ошибки измерения.

Практическая ценность. В результата проведенных теоретпчео- 1 км исследований разработана первая версия САД АД по ТГДП, .в которой реализовали следующие режимы: формирование нелинейной да-агностической модали газовоздушного тракта АД, параметрическая диагностика ГНГ но линейным диагностический моделям и справочный рцим. На основа созданных в работе метода я алгоритма декомпо-зщий системы уравнений, построенной на основе структурно-<йшк-дионалъной модела АД, разработан модуль декомпоэации пакета при-

кладинх программ построения нелинейной диагност,пеокоИ модели ЛД. Разработанной. модуль позволяет получать последовательности расчо-та параметров АД в зависимости от неходких данных, заданных пнде-нером-нсследователем. ••

Разработашше метода и алгоритмы параметрической диагностики по лпнейпым диагностическим моделям положен« в ослопу пакета при-' кладнюс программ диагностики.

Ва'шой особенностью для практического использования спстега является её ориентация'на пользователя, но являк>погося спещтшмс-том в облает:! программирования. Разработанные шкоты прикладных программ являются составными частят,™ программного обеспечения СМ АД и реализованы в диалоговом рекими на языке FORTRAN -4 v опо~ ' рационной среде'CM ЗН.1.

С целью повшаеняя доотогорпооти диагностирования сфорглулиро-ванн практические рекомендации по анализу результатов диагностирования; выбору числа измерений, необходимого для обеспечения заданной точности опаивания najraMe-rpou состояния; шбору необхбди-• мой точности средств измерения параметров, \

. Предложешшо в работе метода и алгоритм доведаны до конкретных ннаеноршдс методшс, реализованных в среда диалоговой сиотвг®, которая может использоваться л гщроком классе автоматизированных систем таких, как САПР АД я ЛОТ АН.

Прикладные результаты диссертационной работа впедреш на ря~ ' Дй" предприятий отрасли с общим экономическим »фактом около 30 . " тно. рублей в год, а гаюяа v. учебном процессе -Казанского авиационного института лм.Л.И.Туполева. ,

Па. задщту выносятся следуюли е научные положения п результата:

- обоснование необходимости разработки САД АД по тврмогазодн-намичвоким параметрам;

- структура и венозные рвжямн работы САД АД;

- принципы построения структурно-функциональной модели обобщенного газовоздупного тракта класса двигателей, методика ео настройки на конкретный тип двигателя;

- метод автоматизированной декомпозиция математической подели АД, полученной на основа её структурно-функциональной модели;

метода,и алгоритмы параметрической диагностики по линейпнм п. нелинейным диагностическим моделям;'- рвализапяп кошлокс-а средств 'автоматизаропавной диагиоотя-, кя в составе первой вера га.САД АД; .. ■ '

- результаты экспериментального анализа методов параметрической диагностики по линейным диагностическим моделям.

Агшобащщ работы. Дисоергадионная работа,, отдельные её разделы а результата докладывались и обсундалиоь на менотраолевой научной конференции "Измерение, обработка и анализ информации при довода а , серийном производстве п эксплуатации авиационных. ГГЛ" (Мо-окла, 1979), на Республиканской' юбилейной конференций молодых ученых и специалистов (Москва,1960), -на отраслевой научно-технической ко 9нц и и 'Математическое обеспечение АСУ Ш испытаний изделий^ авиационной техники" (Казань,1983), на IУ отраслевой научно-техяи-чвской конференции "Автоматизация проектирования авиационных двигателей" (Москва,1983), на Всесоюзной научно-технической конференции "Штодо и средства машинной диагностики газотурбинных двигателей и их алашнгов" (Харьков,1983), на межотраслевой конференции "Совершенствование методов и средств стендовых испытаний ЕРД и их узлов" (Москва,1988), на научно-технической конференции "Проблема комплексной автоматизации функциональных испытаний изделий машиностроения" (Казань,1988), на Республиканском научно-техническом семинаре молодых ученых ц специалистов "Актуальные вопросы использования достижений науки и техник« в народном хозяйстве" (Казань, 1989), на отраслевом совещании "Автоматизация стендовых испытаний ГГД" (Рыбинск,1990), на итоговых научно-технических конференциях Казанского авиационного института (1981-1990). "

--Публикация результатов работы. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, "" " - ' •

. Структура и объем работе. Диссертационная работа о приложениями изложена на 166 страницах машинописного текста и оостоит ив.введения, четырех'глав, заключения, приложений и списка ли те- -ратурц (95 наименований, основной текст представлен на 123 страницах ,.работа содержит 20 рисунков, 14 таблиц).

СОДЕРЖАНИЕ РАШТЦ

Во введении дается обоснование актуальности тош исследования, указываются предпосылки для во успешного решения; обосновывается целесообразность системного подхода к диагностика техни-. ческого состояния ависцтониого двигателя по тершгазодняамичес- ■ ким параметрам; формулируются цель и основные задачи исследований; перечисляются наносимые на- защиту результата, обосновывается практическая направленность работы.

В пешой главе рассматриваются постановка задачи автоматизация диагностирования АД при стендовых испытаниях, структура п ^ основные ре~пмн работы СЛЦ ЛЯ1 по термогазодинамическим параметрам.

Создание АД, как олохной системы, невозможно без значительного цикла экспериментальных исследований. Все этапы испытания соотоят из оложшпс информационно-измерительных и уггрзвлящих процессов. Успешная их реализация возможна только в автомата зирован-ннх системах. Диагностика АД является одним из важных факторов сокращения- трудоемкости и стоимости пспнгатёльннх работ. Комплексная оценка технического состояния АД с учетом различных методов диагностирования отдельных конструктивных элементов, узлов, систем и двигателя в целом требует разработки большого количества весьма сложных алгоритмов, которые могут быть реализованы только в. автоматизированных системах. Кроме этого, автоматизированные системы позволяют попользовать опыт специалистов при. решении трудно-формализубмьгх задач принятия решений в оценке технического состояния АД. *

Сложность процессов, протекающих в газовоздушном тракте, .опасность 'последствий, возникающих в нш неисправностей, обуславливают важность диагностики газовоздушого тракте (ГВТ) по термогазодинамическим параметрам-(ТГДП). Осуществлена классификация сущестзук>-щпх параметрических Методой диагностики ГЕГ. по ТГДП, в основу ко- ' торой положены следующие признаки: наличие или отсутствие формального критерия оценки принятого решения; использование математической модели ГВГ; вида правил принятия решений. Анализ существующих -методов позволил сделать заключение о необходимости применения параметрических методов, основанных на использовании диагностических моделей в отатястическгос критериев оценки принятого решения, у.чи-. .топающих случайныэ опибки измерений. . •

Диагностическая модель ГВГ яа установившихся режимах работы представляется в общем виде:

' Г(х,гг)=0 <1>

Здесь Р*) . - вектор-пункция, определяющая диагнос-

тическую модель ГВГ определенного уровня сложности; я ...ухп)~ вектор выходных характеристик ГВГ (вектор признаков);

Г«Сг/ V}... V*) - вектор параметров состояния ТЕГ (вектор факторов).

К вектору признаков ж относятся все га параметры, которые измеряется в процессе испытания: тяга, обороты, температура,, расход газа, давление в различных сечениях: тракта и т.п. К вектору |£>акторов ГИГ относятся его конструктивные параметры, однозначно задаваемые в процессе создания а эксплуатации двигателей; коэффициенты потерь, площади сечений, коэф^шщенты полезного действия и т.д.

Задача параметрической диагностики ГЛГ заключается в определении состояния вектора факторов . V по результатам измерений вектора признаков л со случайными ошибками. Показано, что .туш сокращения трудоемкости моделирования необходима автоматизация формирования а корректировки Д\1.

Яспользоьаиие САД АД по ТГДД позволяет:

1. Обеспечить гибкое управление всем процессом диагностировать и обработкой больших объемов.диагностической информации в темпе испытаний;

2. Проводить оперативный выбор алгоритмов диагностирования, воли в процессе принятия решений о техническом состояний ГВГ АД возникла ситуация неопределенности. ■

3. уоршроЕать ц корректировать диагностическую модель ГВГ

АД.

4. Осуществлять вывод результатов диагностирования в форле, удобной для оперативного принятия ранений.

- __ В качестве средства обуславливающего инвариантность. САД ДЦ к объекту испытанийпредлагается использовать, структурно-функциональную модель ГШ'. Структуряо-фушвдюиальная модель позволяет оперативно строить Д'Д двигателя.

Система автоматизированной диагностики ДЦ по своему назначению является одной из важных подсистем АСИ АД. В то ;<се время математическое и программное обеспечения САД АД могут входить в состав о белу кивающей подсистемы САПР МП ДД, которая позволяет вырабатывать рекомендации по составу измеряемых параметров, точности средств измерительной аппаратуры о целью повышения достоверности методов диагностики.

В составе структуры САД. АД по .'ГГДП должны быть предусмотрены следующие компоненты: двигатель как объект диагностики, персонал слстемы, комплекс средств автоматизации диагностирования, который включает в себя; техническое, математическое,-программное, лингвистическое, информационное, методическое и" организационное обеспечения.

С ...

На основании сформулированных целей и задач, а также технологий диагностирования видело га следующие основные родимы работа САД М:

- построение структурно-функциональной модели конкретного Типа двигателя;

- форшрование нелинейной диагностической модели ГИГ Ад;

- идентификация нелинейной ДО;

. - параметрическая диагностика по нелинейным ДМ;

- построение лилейной ДМ;

- параметрическая диагностика по лпнейиш ДМ;

- справочный режим. •

Во второй главе рассматриваются принципы построения структурно-функциональной модели (СФ'.О обобщенного газовоздутиого " тракта класса двигателей, методика её настройки на конкретный тип двигателя.

При автоматизации испытаний слохных технических систем важную роль играют функциональные и структурные модели системы. В • связи о резким усложнением современных технологических объектов в ряде работ формулируется задача применения структурно-функциональных моделей. Использование СЗ'Л прп испытаниях позволяет оперативно строитьи корректировать да газовоздушного тракта АЦ яри изменении структуры и (или) состава самого объекта. В настоящее время отоутствуот общие конструктивпые метода построения таких моделей. В работе рассматривается один из подходов к построении . диагностической модели ГОТ'АД на основании его отруктурно-функ-циональной модели. • ■ '

Структурно-функциональная модель обобщенного ЮТ АД могло представить в вида:

М = {%Ч>,в} . - (2)

Здесь У, [/} : - мггонество векторов переменных,

описывающих санкционирование обобщенного гвг ЛД; -

множество функциональных моделей узлов; & = ( \л/, (7-,£)> . -

ориентированный взввигенннЗ мультиграф структуры обобщенного ГВГ АЗ;

- множество верит графа, соотввтстзувь-щях узлам ; ¿г," обобщенного ГВГ .АД; Е={<«£, ^Н^}} -мкогеотво дуг, овязыгатах вершины мульткграфй; ~

мнояеетйо. весов соотаегстпущах дуг - функциональных'моделей связей узлов ¡; .

Функциональные модели овянай узлов Si и Sj- представлены в ваде отображений

Здесь U¿ - вектор, соогааяащшй из компонент вектора^; выходах параметров узла S¿ , X¡ - вектор, составленный из. ■ компонент Евктора Xj. . входных параметров узла Sj. . Отображения (3) представляют собой линейные соотношения, показывающие, что часть компонент' вектора ъыходяих параметров узла Si являются компонентам:! вектора входных параметров узла Sj . Веди мадпу £¿n Sj узлами существуют -6 связей, то функциональная модель связи jij. является вектор^ункцаей "(fij-, jt}>—t )■ '

Настройку СШ обобщенного ГШ! на конкретный ГЬГ можно рассматривать как выделение из мультиграфа G некоторого подграфа <W1{F1,E1J> . Выделение подграфа G1 можно Формализовать с помощью обобщенной матрицы смежности мультиграфа G • i

Здесь '

£ fji¡» если Узлы S¿ и Sj связаны ыекду собой, ty 10 , в противном случае.

{I , если узел S¿ входит а конструкции ;

. коикретного ГИГ, 0 , в противном случае.

После этого настройка СФМ на конкретный ШГ будет ооуществ- -дяться параметрически с помощью cCit... i

Исключение вершин вмаоте оо смежными им дугами осуществляет-, оя присвоением cí;=0 душ узлов «S¿ , отсутствующих в данной конструкции, что наход;:т соответствуицее отражение в матрице смоги ности д(сС1г ,„,oLn} . Уточнение множественных связей меиду опре- ! деленными параш уэлов осуществляется в диалоговом режима о ЗШ в соответствии с конструкцией конкретного Ш\ Таким образом, G-i'„l конкретного ГЪ'Г имеет вид;

M[={Zi>r,Qi} (Б)

Здесь У'с У, Z4cZ - множества соотвотс^веяяо функциональных моделей вершин rpajp G* и векторов яероыенних.

ОСъвдйнзпие функциональных поделай вершин и связей подграфа О сошестно с ограничениями и функционалами качества двигателя позволяет получать математическун модель ГДГ.

Построение да газовоэдушяого тракта осуществляется с ииио-щьв преобразования системы уравнений, полученной в результата объединения функциональных моделей вершин п связей. Предлагается метод п алгоритм декомпозиции системы уравнений, который позволяет автоматпзпрованно формировать алгоритм расчета параметров АД в зависимости от исходных дашшх, указанных исследователем. Задав в качестве исходных данных конкретный состав вектора факторов V , в результате декомпозиция системы уравнений оиреде-; ляется зависимость вектора признаков л от вектора факторов ■ V . В соответствии "с полученным алгоритмом расчета иогкет быть синтезирована программа расчета требуемых параметров. Достоанат-еои предлагаемого подхода к построению диагностической модели АД является" возможность её реализации на мини- и мякро-ОШ а сокращение времени расчета параметров.

При решении задач диагностики важное место заилмают линейные диагностические модели, получение на основе метода малых отклонений и имещле вид

(6)

1-1

В.работе получены выражения для оценка погрешности линеаризации, которые позволят' анализировать результаты диагностики, основанной на линейной Щ (б). Получив одшш из методов оценки 1*1,% , в соответствии с полученными соотношениями вычисляется значение погрешности . Если Й*>Ймдх ,

то это означает, что лябо модель неадекватна реальным процессам., либо ошибки измерения значительно искажай? реальную картину измерения вектора признаков ж , внося тем самым большие ошибки в оценивании параметров факторов ¿ = 7,ъ.

В третьей глчве рассматриваются постановки задач параметрической диагностики по линейным и нелинейным диагностическим моделям, методыч алгоритм^ их решения.

• При этом ДМ (6) представлена в виде:

! (?)

' где векторы х , V" обозначают малые отклонения соответствуйте параметров.

Результаты измерения вектора признаков X представляются в следующем виде:

Здесь Л^ .., Л^) - вектор-столбец случайных

ошибок £ -ой -сери изморешгй, Х^*) - вектор-отол-

беп у -ой серии результатов измерений.

Как показывает практика, лектор случайных ошибок измерений Д имеет нормальное распределение о матрицей ковариацяи Нд . Диагностические модели (I) или (7) с учетом (8) могут быть представлены в следувдем вид: _ _

нелинейная модель - Щ+Д,1Г)=0, (9)

лияейная.модеяь - „ Л^Ау+Д . . (10)

— - ¿д-

Здесь Л •= -средние значения соот-

ветственно вектора признаков и вектора ошибок измерений.

Задача I. Требуется на основана« результатов измерений вектора признаков Х^,, и диагностической модели (9) или (10) сделать заключение о причинах нежелательных отклонений вектора х , а затем определять и величину вектора факторов

ГV?).

В ряде случаен требуется на .основании результатов измерений , . установить: пршадлехит ли действительное значение вектора факторов V или комбинация его компонент области ов'оего допустимого состояния. Тогда Д?,1 (10) шяет быть дополнена л представлена в виде:

(И)

Здесь 2~ (2 \ ..., 2 - сектор оценивае1шх. параметров,

- матрица коэффициентов влпяггая.. :' Задача 2. Располагая результатами измерений вектора

и Д7.1 (II), необходимо сделать заключение о состоянии действитель- : ; ных значений кекзмеряедах параметров, описываемых векторов.. Задача I решается статистическим? методами,проверки гипотез. Для применения этих методов выделяется система попарно-несозглеСт-ных состояний ГШ', которые в совокупности образуют полную группу. . . Зти состояния, или гипотезы . распознаются по'

результатам измерений - Гипотезы определяются

следующими соотношениями Н^ н=0,Ы, где Тц - вектор-

столбец. . "'

Ы=(О}...,0) - все фактора в норме;

Ц=(1>'Щ- отклонен от номинала ■ '". '. только I фактор;

- отклонен от номинала ; только 2 фактор;

- отклонен от яоманла только V фактор;

Ц^^цО^-.О^г/Цр/Ог отклонены от номинала , '...... только I и 2 (Гекторы;

1-1,г- отклонены от номинала вое • факторы.

В рассматриваемых методах целесообразно, чтобы Кд имела вид единичной матрица Е . Переход от матрицы к £ осуществляется п результате ортогоналпзация матрицы Кд . В главе получены соотношения, позволяющие ортогонализпроватъ Кд и преобразовать 9 ), (10). '

.Показана целесообразность применения многоступенчатых процедур! использующих ряд критериев правдоподобия гипотез о возможных состояниях ГВГ.'' Многоступенчатые процедур! дозволяют наиболее полно использовать наблюдаемую пл'ошацию. Поэтому разработанные алгоритмы используют несколько критериев, один из которых критерий У^

В'данной главе предлагается такчсе статистический метод решения задачи I, основанный на анализе попадания вектора признаков в эллипсоида рассеивания.

В задаче 2 решающее правило строится из условия максимума вероятности безошибочной диагностики. В работе этот метод был развит и на его основе разработан алгоритм построения линейных диагностических таблиц, учитывающих ошибки измерения. Достоинством использования линейных диагностических таблиц является простота и быстрота получения оценок параметров, которые вычисляются по формуле: Ну1

Здеоь сС-*-- , и - элементы обратной матрицы кова-

Ан </

риацаи Нг«л вектора параметров ( Я*, X ); -условное

матома/пчсокое ожидание параметра Я" .

В раде случаев трудно вычислить вероятность безошибочной диагностика (ВИД). В данной глава определено выражение для вычисления верхней оценки ШД,.которая позволяет вырабатывать рекомендации по целесообразности применения метода. ТаА, если верхняя оценка ППД для мала, то данный метод нецелесоооразно использо-

вать для оценки состояния параметра ZH , поскольку велика вероятность принятия ошибочного ршення.

Предлагаемые подхода к решении задач параметрической диагностики обосновываются рядом утверждений, сформулированных и доказанных в третьей гтаве.

В четвертой главе сформулирована требования и определен соо-тав комплекса средств автоматизированного диагностирования как совокупности взаимодействуй®«: технического, математического, программного, лингвистического,, информационного, методического обеспечений. Рассмотрены реализации всех видов обеспечений первой версии САД ЛД в среде ИБК-12.

В составе математического обеспечения САД АД выделены специальные и "общесистемные штеыртичеокие метода и алгоритмы, позволяющее сократить время разработки система за счет применения готовых апробированных алгоритмов и соответствутагего нрограммно-го обеспечения. Специальное программное обеспечониа САД АД организовано в.виде диалоговой системы, в ключа щей в себя семейство пакетов прикладных программ, что позволяет обеспечить их: автономную разработку п .использование, Для -повышения эффективности взаимодействия исследователя с САД АД предложено использовать язык запрос-ответного типа, основными достоинствами-которого является простота, наглядность, удобство работы исследователя, сокращение времени освоения системы. База данных САД АД организована в виде проблемно-ориентированных гбаЯлов, что позволяет сократить время . > поиска требуемой информации и сделать её независимой от типа операционной оиствмы.

Обоснована целесообразность режима имитации измерений пакета прикладах программ параметрической ■ диагностики, входящего в . состав программного обеспечения САД АД. Режим имитация позволяет вырабатывать практические рекомендации по необходимому числу измерений, точности измерительной аппаратура, анализировать и вн-i-делян неразличимые дефекты вря параметрической диагностике конкретного двигателя. ... "

В глава приведены результата экспериментального анализа разработанных методов при диагностике игл тированных и- реальных дефектов двигателей. ■

В птстложенгш приведены структура и состав модулей пакетов ; прикладных программ построения нелинейной диагностической модели АД и параметрической диагностики до линейным диагностическим моделям; результата дзкошозицте математической модели двигателя;

результаты диагностики состояния двигателей о помощью разработанного пакета; примеры реализации справочного рения,ia САД АД, акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1, Анализ обобщенного цикла испытаний показал, что автоматизация диагностики АД. является одаш из важных факторов сокращения трудоемкости и стоимости испытательных работ. Сложность газовоздушного тракта АД обуславливает необходимость использования комплекса методов и средств диагностирования, повышающих aro достоварность, которые могут быть реализованы только в автоматизированных системах. Обоснована необходимость разработки САД АД по ТШ.

2. Осуществлена классификация существующих параметрических методов диагностики ГВТ по ТГДД, в основу которой положено использование математической модели ГВТ и правил принятия решения. Анализ рассмотренных методов позволил' сделать вывод о целесообразности применения методов, основанных на использовании диагностических моделей'и статистических критериев оценки принятого решения, поз водящих учесть влияние случайных ошибок измерений на результаты диагностирования.

3. Разработаны принципы построения сгрукгурно-функциональ-ной модели обобщенного газовоздушного тракта класса двигателей, методика её настройки на заданную конструкцию. Для построения диагностической модели ГВТ АД предложен метод и разработан алгоритм декомпозиции системы уравнений, построенной на основе структурно-функциональной модели АД. На основе метода малых отклонений получены соотношения, позволяющие оценивать погрешности линеаризации, диагностической модели газовоздушого тракта АД и анализировать результаты диагностики, основанной на линейных диагностических, моделях,

4, Разработаны методы и алгоритмы параметрической диагностики, основанные на линейных и нелинейных диагностических моделях, использующие следующие статистические критерии; попадание в эллипсоиды рассеивания, максимум вероятности безошибочной диагностики. Ддя гювшеняя достоверности диагностики целесообразно применять многоотуиенчитш процедуры, использующие ряд критериев правдоподобия о'воз^гчшх состоят« газ osar-.ушного тракта. Разработан алгоритм построения линейных диагностических таблиц, учитывающих ошибки измерения.

i. Л

5. Разработана структура САД АД тт выделены основные режимы ; работа. СФортуляровяны требования и определен состав комплекса -средств автоматизации диагностирования АД. '

6. Ооосяомна целесообразность,двух режимов работы пакета ' прикладных программ параметрической дпатпостики: имитация измерений и реальных измерений. Режим имитации позволяет выраба-тнпать практические рекомендации по необходимому числу измерений или величине факторов,, при которых применение алгоритмов параметрическойдиагностики-эТАектизло. Параметрическая диагностик;} реальных дефекта? о гготющыв разработанных алгоритмов показала гх работоспособность. Кроме этого, алгоритмы,, основанные

на критериях X? и попадании в эллипсоиды рассеивания, распознать наличие грубых ошибок «эмарвппД, которые не позволяют осу-, щостплять достояернуп диагностику.

7. Приведены результаты параметрической диагностики состояния двигателя ffit-8-^y с различны?™ дефекта™ л ХЖ, а именно: скол спецслоя v нарушение работы клапана пэрепуока воздуха.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

Т. Еыалотлннова Д.Ю;, Коровников О,Б., Родяящев Н.Е. Параметрическая деягпостиха ГТД.//Измерение, обработка.и анализ"ин-йорлацпп ври доводке, серийном производстве.авиационных ГГД:Тез. докл. межотраслевой научи.конференции. - М.- 1979. с.72-75.-ДСП. ■ . .

2. Кмалетдинова Л.Ю. К задаче диагностики состояния газотурбинного двигателя по газодинамическим парамвтрам./А1сггатания авиационных двигателей: Мёжпуз.сборник.. - Уфа. - 1933. - Щ1. -0.45-пп. - .".•■■•.

3. Емалетдлпова Л.Ю., .мопсеен Б.С. «»"темп пиаг-иостики ТТЛ.//Метода и средство машинной диагностики газотурбин- . шх двигателей и их элементов: Тез. докл. Всесоюзной научи, техн. конференции. - Харьков. - 1083. - с.52-53. ■ ;■ ",.-

4. Ямалотдчнова Л.Ю., .Иванов B.C. Параметрическая диагностика состояния ГТД при использовании избыточной информации.//Гам see. - с.54-55. '

5. Емалегдинов'а Л.Ю. Организация диалога при машиной дпаг-. - ноотикв состояния двигателя. //Математическое обеспечение АСУ ТП ..

испытаний изделий авиационной техники: ¡Материалы научи, техн.конференции. -Казань. - 1984. - c.136-139. - ДСП. - ■

6. Емалетдинова Л.Ю. , Иванов B.C. Математическое модадшро- ■ ваш»е ГТД по результатам испытаь.!й.//Автоматазированноо прбекти-

роваше авиационных двигателей. -М. - 1984. - с,217-218. (труды ДИАМ Л1095). - ДСП.

7. Емалетданова Л.Ю. Ой одном алгоритме оценки состояния параметров газовоэдуиного тракта ГТД с помощью диагностических таблиц.//Там же. - с.218. - ДСП.

8. Емалетданова Л.Ю. Основные реишми функционирования системы автоматизированной диагностики ГТД.// Проблемы комплексной автоматизации функциональных испытаний изделий в машиностроении.: Материалы конференции. - М., НКАТ. - 1988. - с.185-188. - ДСП.

9. Еиалетдинова Л.Ю. Автоматизированное формирование алгоритма расчета параметров ГТД.//Испытания авиационных двигателей: Межщз.сборник. - Уфа. - 1988. - Мб. - с.50-56.

ГО. Емалевдинова Л.Ю., Залалдаяова Г.Ш. Система автоматизи- , рованной диагностики авиационного двигателя.//Актуальные вопроси использования достижений науки и техники в народном хозяйстве: Тез.докл. Республ.научно-техн.семинара молодых ученых и специалистов.. - Казань. - 1989. - с^47.