автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Идентификация динамических характеристик датчиков переменных давлений ракетно-космических систем

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз. № 000062 *

АЛЕКСЕЕВ Кирилл Александрович

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННЫХ ДАВЛЕНИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность 05.11.16 — «Информационно-измерительные системы»

Автореферат диссертации на соискание; ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2000

Работа выполнена -на кафедре «Автоматика и телемеханика» Пейзанского государственного университета.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Осадчин Е. П.

Научный консультант — кандидат технических наук, доцент Мясникова Н. В.

Оф. иц н а л ы ¡.ы е они сметы:

доктор технических .наук, профессор Михотин В. Д.;

«кандидат технических паук Путилов В. Г.

Ведущее предприятие: Научнкнисследовательскип институт физнчеоких (измерений (г. Пенза).

Защита состоится 27 апреля 2000 г., в 14 часов, па заседании диссертационного совета Д 063.18.01 Пензенского государственного университета ,(440017, г. Пенза, ул. Красная, 40).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат диссертации разослан 27 марта 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.тл!., доцент

Ю. М. Крысин

госу гп

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Удержание Россией приоритетных позиций на международном космическом рынке, необходимость сохранения и обеспечения быстрых темпов развития ракетно-космической техники, равно как авиационной и военной техники, в условиях сокращения расходной части бюджета на космические программы и оборону предполагает приоритетное развитие систем автоматического управления ракетно-космической техники, совершенствование ее информационно-измерительных систем и, в первую очередь, датчикового направления. Так, с разработкой ракетоносителей нового поколения, а также орбитальных космических станций длительного пилотирования возрастают требования к ресурсу и долговременной стабильности -технических характеристик датчиков механических величин. В настоящее время отдатчиков требуются гарантированные точностные характеристики как на протяжении всего времени вывода на орбиту, так и полного срока орбитальной эксплуатации, кчнорыи исчисляется десятками лег. Анализ технических требований, предъявляемых к перспективным датчикам нового поколения, показывает и\ исключительность: повышение точности измерений в 3-5раз, долговременная стабильность метрологических характеристик в течение 15 - 20 лет, расширение диапазона измерений; уменьшение габаритных рашеров и массы в 5-10 раз, расширение функциональных возможностей, 11 юм числе за счет применения микропроцессоров; повышение надежности и мчойчивости' к мндсйстниям эксплуатационных факторов; снижение С I оимости и т.д

Удовлетворение перечисленных требований подразумевает решение ряд.! первоочередных задач, в числе которых необходимо отметить задачу совершеттстноглншч метрологического обеспечения и испытательной базы

производства датчиков, т.е. разработки современных методов и средств проведения испытаний и метрологической аттестация!.

. Целью настоящей работы является разработка способов идентификации динамических характеристик (ДХ) датчиков переменных давлений (ДПД) ракетно-космических систем в условиях их макетирования, а также единичного и серийного производства.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

- диализа возможностей существующего стендового оборудования для проведения испытаний датчиков переменных давлений ракетно-космического назначения в широком частотном диапазоне, а также с точки зрения ресурсосбережения ДПД;

- исследования физики электрогидравлического эффекта (ЭГЭ), реализуемого в перспективном стендовом оборудовании для целей воспроизведения испытательного воздействия;

- разработки способов идентификации динамических характеристик датчиков переменных давлений;

- разработки способа спектрального анализа откликов датчиков переменных давлений для целей идентификации их частных

• динамических характеристик;

- создания программного обеспечения идентификации динамических характеристик.

Методы исследований. Теоретическая часть диссертации разработана с привлечением элементов теории механики жидкостей, методов вычислительной математики, спектральной теории систем управления, спектрального анализа, а также теории погрешностей Экспериментальные исследования проведены на базе программных и аппаратных средств, а

именно испытательного комплекса ИКД-7, сред Delphi 4.0, Matlicad 7.0

Professional

Научная новизна. В рамках проведенных разработок получены следующие новые научные результаты:

- разработаны элементы теории электрогидравлического эффекта, создаваемого взрывом металлического проводника в жидкости;

- синтезированы математические модели развития во времени и пространстве ударной волны и зон кавитации; *

\ •

- разработаны способы идентификации коэффициентов дифференциального уравнения, моделирующего динамический режим ДПД, его передаточной функция, а также импульсной, амплнтудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик;

- разработан способ спектрального анализа откликов датчиков переменных давлений, обладающий возможностью расчета на его основе частных динамических характеристик.

Практическая значимость работы. Совокупность научных и практических результатов работы составляют методики^ идентификации динамических характеристик датчиков переменных давлений ракетно-космического назначения, а именно:

- методику идентификации динамических характеристик опытных образцов датчиков переменных давлений; «

- методику идентификации динамических характеристик датчиков переменных давлений, выпускаемых в условиях единичного и серийного шказов,

а также.

- математические модели компонент, образующих импульс дарления как испытательное воздействие;

■ - прикладное программное обеспечение, реализующее методики идентификации ДХ.

При кит чес пая реализация. Материалы диссертационной работы внедрены и в настоящее время успешно используются

- в виде методик и программного обеспечения идентификации динамических характеристик пьезозлектрических датчиков переменных давлений ДПС 008, ДПС 009, ДПС 010, Д11С 011. Д11С 013, Лх 611М, Лх 612М, Вт 309, изготавливаемых на производственной базе Научно-исследовательского института физических измерений (г. Пенза);

- в виде методик контроля характеристик датчиков гальванохимической обработки, а также датчиков распределенных систем охранной сигнализации, разработанных Научно-производственным центром «Омега-микродизайн» (г: Пенза-19) на основе предложенного в диссертационной работе способа спектрального анализа.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались т IV Всероссийской научной конференции «Техническая ' кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (г. Таганрог, 1998); Международной научно-технической конференции «Методы и средства измерения в системах контроля и управления» (г. Пенза, 1999); Международном симпозиуме «Надежность и качество-99» (г. Пенза, 1999); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ПТУ (г. Пенза, 1995, 1996, 1997,1998, 1999)

Публикации. По результатам разработок и исследований, проведенных в процессе работы над диссертацией, опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из «ведения, четырех глав основного материала, заключения, библиографического списка, содержащего 136 источников, а также ряда приложений. Материал диссертации изложен на 195 страницах, иллюстрирован 34 рисунками и содержит 2 таблйцы. Общий объем приложений составляет 32 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и средства ее достижения, определены задачи исследований, показана новизна полученных результатов, их практическая значимость и степень реализации, приведена краткая характеристика работы

в целом. •

Первая глава диссертации носит общетеоретический характер. Наряду с постановкой основной задачи диссертационной работы кв данной главе рассмотрено устройство ряда агрегатов и узлов ракетно-космической техники, ее информационно-измерительных систем, осуществляющих контроль переменных давлений, а также требования, предъявляемые со стороны данных систем к метрологическим характеристикам датчиков переменных давлений. Это позволило охарактеризовать специфику задачи идентификации ДХ ДПД ракетно-космического назначения и наметить пути ее решения.

Проведенный анализ характеристик существующего испытательного оборудования (пульсаторов,' ударных и импульсных стендов) позволил

утверждать, что в настоящее время испытательное оборудование не отвечает требованиям, накладываемым на процедуру проведения метрологической аттестации ДПД ракетно-космического назначения: стенды, реализующие временные методы идентификации, обладают рядом недостатков (нестабильность генерируемых импульсов по амплитуде и длительности, размывание переднего фронта ступенчатого воздействия и т.д.), существенно ограничивающих частотные возможности идентификации. В то же время, стенды, реалшукнцие частотный метод, пригодны для аттестации ДПД, частотный диапазон которых не превышает ЗОкГц, что связано с наличием естественных ограничений, присущих колебаниям жидкостей и газов в широком частотном диапазоне. Показано, что наиболее перспективным для решения поставленной задачи как с точки зрения ресурсосбережения ДПД, так и удовлетворения частотных возможностей идентификации, является испытательное оборудование,' в котором с помощью электрогидравлического эффекта осуществляется синтез одиночных импульсов давления.

Исследованию физики явления взрыва проводников как инициатора ЭГЭ "посвящено достаточно много работ отечественных (Багдатьев Е Е., Гулый Г.А., Кварцхава И.Ф., Кривицкий Е.В., Лебедев С В., Осадчий Е.П., Рухадзе A.A., Санина Э.Б., Столович H.H. и др.) и зарубежных (Беннет Ф., Чейс В. и др.) авторов. Между тем, различия з эмпирической трактовке основных стадий взрыва, сводимого, как правило, в рамки каких-либо частных его приложений, а также отсутствие доказательств адекватности предлагаемых моделей не позволяют дать детальное описание процессов, имеющих место в течение взрыва. В связи с этим в первой главе диссертации предпринимается попытка обобщения имеющихся в настоящее время теоретических разработок, посвященных проблемам взрыва

проводников, и, таким ооразом, развития подхода к систематизированному изложению теории взрыва. В частности, предлагаются классификационные схемы возможных типов взрыва проводников, иерархическое деление основных стадий явления, описание физики фазовых' превращений материала проводника в течение всего времени взрыва, а также вопрос баланса энергии взрыва, представляющие интерес с точки зрения воспроизведения самого взрыва и электрогидравлического эффекта, а также их практического использования. »

Сравнение * характерных особенностей существующих моделей ударных волн, возникающих в условиях электрогидравлического аффекта,

проведенное с учетом предложенных классификационных схем как моделей,

' ■■ ■ *

так и самих ударных волн, показали отсутствие единой теории ЭГЭ и, таким образом, обусловили потребность в развитии отдельных ее элементов.

Исследование способоз спектрального анализа, имеющее своей целью выявление среди способов наиболее перспективных для обработки откликов ДПД и последующей идентификации их частных ДХ, обнаружило предпочтительность параметрических методов оценивания по сравнению с классическими при условии соблюдения ряда требований, предъявляемых к шагу дискретизации оцениваемого сигнала. Высокое- разрешение, отсутствие ряда вредных эффектов (расщепления спектральных пиков, наличия в спектре сигнала ложных лепестков, утечки и т.п.), простота реализации, присущие алгоритму Берга, позволили прйнять данный алгоритм за основу способа обработки откликов ДПД [8].

С целью разработки элементов теории ЭГЭ и практики ее применения :: задаче идентификации ДХ ДПД ракетно-космического назначения, осуществляемой во второй главе диссертации, проведены исследования физики зарождения и развития гидродинамических явлений, наблюдаемых

О

при взрыве проводника, сформирована обобщенная картина эволюции ЭГЭ, а также изучено поведение упругой системы датчика.

. В соответствии с развитыми представлениями об эволюции ЭГЭ разработаны модели компонент эффекта, образующих импульс давления. Так, описание поведения ударной волны в течение всего времени ее жизни осуществляется для произвольной точки г пространства камеры с помощью выражений:

где р{г,[), v(r,/), ф(/\г) - характеристики поля давлений, поля скорости и потенциала скорости волны соответственно, ¿д - коэффициенты полинома Лагранжа, аппроксимирующего обобщенное решение волнового уравнения, характеризующего волну, - координата расположения инициирующего проводника, /у - некоторая известная точка, с - скорость звука в жидкости.

Характеристики поведения зоны кавитации в общем случае имеют вид

х

к

Р

4 } 4 С } к=\т=0

+

X 00 XX

+

X ££'Г«О('1><О(/2)+ I I А^ЧЫ-

к=1т=0

к = \т=0

к ~ lm=0 ür=!m=0

• Z 5ffl«o('sK('6)- x Х^гч^)-

*=]m=0 k = \m=0

vi r,;-— |- i(r,f- —1

*=1л»=0

\

сю . со

с J v. С ) pxc

-Z i^r-oil Z Z'^sb

k = \m=Q i=lm-0

- Z Z>'о('б)- Z

л - ]/п=0 A=Iot=-0

- z l't'^oihhZ ofaM'e)

¿=lm=0 k = \m-0

где /.„,. \m - коэффициенты полиномов Лагранжа, аппроксимирующих обобщенные решения волновых уравнений, г'о(') ~ единичные разрывные функции нулевого порядка, г\, г^ - известные точки, (/ = 1,8) -соответствующим образом вычисленные запаздывания. Выведены также и лрмие характеристики компонент (поведение «хвоста» ударной волны, повеление жидкости у границы раздела сред и т.д.).

Один из кадров моделирования картины элеклрогидравлического эффекта. полученный посредством совместного изображения его компонент, показан на рис.1. Данный кадр представляет собой развертку нижней половины внутренней поверхности камеры при совместном

действии на нее компонент эффекта.: Приведенный кадр соответствует времени выдержки, равной 5мкс. Цифрами в разрывах изолиний суперпозиции полей давлений компонент обозначены величины амплитуд давления в МПа, рассчитываемого в профиле импульса: Как показала практика, покадровое моделирование эволюции ЭГЭ оказывается весьма удобным для поиска места оптимального расположения аттестуемого датчика в импульсной камере, а также при исследовании возможностей улучшения ... характеристик импульса давления (уменьшения его длительности, увеличения скорости нарастания переднего фронта и т д.) [2.

Рис.1

Численное моделирование ЭГЭ в целом и развития его компонент в частности позволило установить критерии адекватности разработанных моделей реальным процессам. Среди таких критериев отметим диапазон' возможных амплитуд компонент, а именно 0 - ЗГПа, а также ограничение шютностей рабочих сред, в которых синтезируется ЭГЭ, величиной

1400— Между тем,.ограничение диапазона амплитуд, вытекающее из

природы адиабаты- Погонно,, удовлетворяется всегда ввиду физической нереализуемости импуЛьсов давления, амшипуды которых превышают ЗГПа. Ограничение, накладываемое на диапазон плотностей жидкостей, также может быть удовлетворено фактом использованияа качестве рабочих сред импульсных камер различных спиртов, глицерина, воды и.т:Д.

Рез}Льтатом исследования синтезированных модедейкомпонент ЭГЭ явились требования, предъявленные к характеристикам импульса давления, воспроизводимого в условиях ЭГЭ, как испытательному воздействию.

В третьей главе диссертации■ рассмо+рены вопросы -разработки способов идентификации ДХ. " ■ \ *

Основным уравнением, моделирующим динамику датчика, является уравнение вида ■

а„-~+ая-1-—т—-К..+С1!——+а0ЛО = «ЧО»

Ж Ж" • . Ж • •

определяющее реакцию датчика на произвольное входное воздействие при

любых начальных условиях. Короткая длительность откликов • ДПД,

> ,

практикуемое при обработке откликов «отбрасывание», их первого полупериода, а также знание входного испытательного воздействия, обусловили необходимость развить в данной главе способ идентификации коэффициентов дифференциального уравнения для случая использования импульсного воздействия. ' .

Решение задачи идентификации коэффициентов дифференциального уравнения, как правило, оказывается сопряженным с вопросом определения порядка уравнения. Ограничение порядка .уравнения на практике, главным образом, вторым, третьим, четвертым, вытекающее из представления о

датчике как колебательном звене с одной степенью свободы, в большинстве случаев оказывается вполне приемлемым. Между тем, естественное наличие погрешностей преобразования отклика,. а также воспроизведения испытательного воздействия, приводит к ошибке в задании порядка уравнения. Одним из подходов к разрешению данной проблемы может служить проверка правильности выбора порядка, осуществляемая на основании критерия устойчивости Гурвица.

Согласно данному критерию, любая система являйся устойчивой, если определитель матрицы Гурвица, составленной из коэффициентов а, уравнения, Г,,^ >0 (и - значение предполагаемого порядка), а коэффициенты a¡ удовлетворяют условию а, > 0. Это означает, что при несоблюдении хотя бы одного из поставленных условий, т е в том случае, если решение порядка п оказывается неустойчивым, порядок дифференциального уравнения необходимо редуцировать к п -1.

Решение задачи идентификации передаточной функции ДПД осуществляется с привлечением спектральной теории систем управления.

Вводя прямое •

■ *

-М'Ь^'М'.')/'

• • о

и обратное

ортогональные преобразования функции вычисляемые в базисе

ортогональных функций. ц/(/,/) (в дальнейшем - ^-преобразования), а также обращаясь к основным свойствам ^-преобразования дифференциала

функции, после ортогонального преобразования исходного дифференциального уравнения имеем в матричной форме записи:

гх//О"(т,т)Уу+... + а1С^(т.т)Уч,+а0,Уч;=АХу,

где С;,,(т,т) - матрица двумерной нестационарной передаточной функции

(Д1II1Ф) дифференцирующего звена, Х(|/, У1() - матрицы ^-преобразования

псиного воздействия и отклика ДПД соответственно. Тогда выражение для

у

ДППФ \\и(т,т) ДПД, записанное с учетом того, что \Уч,(т,т)=——, имеет

пил.

a„G(J,(?.?)+". + «iGv(T,T)+a0I Теоретически матрица ДНПФ имеет бесконечный порядок. Однако целевой выбор порядка дифференциального уравнения накладывает ограничение на порядок матрицы G v (т,т) ДНПФ дифференцирующего

звена, что естественным образом уменьшает размерность матрицы W^(т, т) [7,9]. ' ' '

Наиболее полная информация о динамике ДПД (в предположении стационарности его характеристик) содержится в нулевом столбце W^t.t),

причем другие я столбцов матрицы ДНПФ дополнительной информации не несут. Поэтому с целью идентификации импульсной характеристики g(t) ДПД, осуществляемой на основании того факта, что

/

получено соотношение, определяющее взаимосвязь одномерной передаточной функции (ОПФ) ДПД и его ДНПФ:

; ^(т) ^ ^ (Т, »[^ (у ,0,

где., й'^/,*) - элементы матрицы \У1|/(т) ОПФ ДПД. Таким образом,

импульсная характеристика ДПД определяется посредством обратного преобразования его передаточной функции.

Используя в дальнейшем частный случай прямого ^-преобразования импульсной характеристики ДПД, а именно преобразование Лапласа

00

с помощью выражения для частотно^ характеристики ДПД,

jg(t)cosшdt-jjg(t)sm(йidt, -: -Л, 0 _ . О ■

получим выражения для его АЧХ и ФЧХ:

СО/с//

(р(ш)= arctg—-----

^ И^ (/, т)| Х}/(<, г)со$ СО <(//

' о

Принцип возникновения пофешностей идентификации ДХ при аттестации ДПД с помощью импульса давления виден из рассмотрения следующих основных источников. возникновения пофешностей: пофешности воспроизведения испытательного воздействия, динамической погрешности аттестуемого ДПД, погрешности предварительной обработки к регистрации , отклика . ДПД [6], пофешности обработки экспериментальных

данных с цслыо идентификации ДХ. На основании изложенного

разработана модель возникновения погрешностей .идентификации ДХ,

которая Показана на рис. 2. Из рисунка видно, что процесс

воспроизведения импульса .-

Рис.2

давления представлен с учетом систематической составляющей А/;(/),

обусловленной изменением характеристик импульса от эксперимента к жеперимеш у, тогда как процедура предварительной обработки и регнитрации отклика - с учетом инструментальной составляющей

цепи преобразования. Показано также, что

где >д(/) - отклик ДПД, обладающий погрешностью преобразования, р(М.1) - испытательное воздействие, подаваемое в точке /? импульсной камеры на вход ДПД, /эд (/?,/) - воздействие, искаженное влиянием случайных факторов, имеющих место при его воспроизведении. С учетом обозначений, принятых на- рисунке, а именно: - импульсная

характеристика экземпляра датчика,, ^(г) - импульсная характеристика испытательного стенда, g2(1) - характеристика цепи предварительного преобразования отклика, имеем: .

УЛ(0=Я(0*8(')*82(')*Р(*Л

Таким образом, абсолютная погрешность идентификации импульсной характеристики сводится к вычислению сверток:

МО

Рассмотрены также вопросы расчета погрешностей идентификации ЛЧХ 41 ФЧХ ДПД.

Для целей практического приложения рассмотрено решение задачи идентификации ДХ ДПД в базисе функций Уолша. При этом обоснован выбор функций Уолша-Пзли в качестве базисных функций, отмечены их преимущества и недостатки, выведены выражения дм ДНПФ и ОПФ ДПД в данном базисе, приведены правила заполнения матрицы ДНПФ дифференцирующего звена в базисе Уолша, а также выведена формула для идентификации импульсной характеристики.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена исследованию вопроса спектрального оценивания откликов ДПД ракетно-космического назначения на импульсное испытательное воздействие с целью идентификации их частных ДХ. '.'.'■

В частности, предлагается способ спектрального анализа, адаптированный .к построению спектральных оценок откликов ДПД с короткой длиной записи Характерной особенностью разработанного способа является совместное использование алгоритма Берга, реализующего критерий минимизации средней мощности ошибок предсказания вперед-назад, и алгоритма Левинсона. реализующего рекурсию коэффициентов фильтра предсказания (коэффициентов авторегрессии) [4,11].

С целью устранения эффекта расщепления спектральных линий, наблюдаемого в оценках ряда параметрических способов, (например, при высоких значениях соотношения енпщл/щум), для каждого порядка

формируемого фильтра предсказания минимизируется его коэффициент

отражения.

Проведены исследования существующих критериев выбора порядка авгорегресеионных моделей на последовательностях зашумленных данных, имеющих короткую длину. Как показывают исследования, большинство критериев, в частности, информационный критерий Акаике, критерий длины минимального описания, авторегресс ионная передаточная функция критерия Парзена и ряд других, обеспечивают неправдоподобные результаты моделирования заданных процессов. Результатом исследования критерия оконечной ошибки предсказания стал вывод о его неустойчивости в смысле завышения, а иногда занижения порядка моделей, наблюдаемой в зависимости от частотного и шумового состава моделируемых процессов [5].

Выбор порядка авторегрессионных моделей предложено осуществлять на основании данных минимизации средней мощности ошибок предсказания, рассчитываемых на каждом шаге процедуры формирования фильтра предсказания [5, И]: *

р 2И

2 ЛГ-1

ЕЫ + ЕМ

к=р к=р

где , Ьрк - ошибки предсказания вперед и назад соответственно, р -

порядок фильтра, N - число отсчетов данных. Такой подход обладает двумя преимуществами, позволяющими, во-первых, избежать использования критериев выбора порядка'(построение фильтра предсказания подразумевает вычисление средней мощности его ошибок предсказания, поэтому данный подход оказывается «родным» для разработанного способа), и, во-вторых, обеспечить установление уточненного значения порядка фильтра. Дело в том, что завышение

порядка фильтра предсказания чревато возникновением в спектре отклика ДПД ложных лепестков и, как результат, искажения его ДХ.

Показана возможность идентификации частных ДХ ДПД, какими являются собственная частота, степень успокоения, запаздывание и др., на основании полученных авторегрессионных моделей откликов.

В Приложении А представлены технические характеристики перспективных датчиков переменных давлений. В Лтчожепиях П, В приведены тексты программного обеспечения методик идентификации ДПД и расчет? характеристик моделируемых компонент ЭГЭ. Приложение Г содержит документы, подтверждающие экспериментальную апробацию и внедрение результатов диссертационной работы. В Приложении Д сведены динамические характеристики ДПД тапов ДПС 008, ДПС 009, ДПС 010, ДПС 011, ДПС 01 з; Л х 61 IM, Лх 612М, Вт 309, полученные с помощью разработанных методик идентификации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В диссертационной работе поставлена и решена актуальная задача разработки способов идентификации динамических характеристик датчиков переменных давлений в условиях их макетирования, единичного и серийного производства.

2. Разработаны элементы теории ЭГЭ, создаваемого взрывом металлического проводника в жидкости, а именно: развиты представления о физике эффекта, основных этапах его эволюции, принципах зарождения, развития и взаимодействия гидродинамических явлений друг с другом и их роли в формировании импульса давления, используемого в качестве испытательного воздействия.

3. Синтезированы математические модели ударной волны, а также зон кавитации как компонент ЭГЭ, а именно: выведены формулы для полей давления и скорости компонент, а также их потенциалов скорости, позволяющие охарактеризовать развитие компонент во времени и любой точке пространства импульсной камеры. Предложены критерии адекватности моделей реальным процессам, протекающим в течение времени жизни эффекта.'

4 Разработаны способы идентификации коэффициентов дифференциального уравнения, моделирующего динамический режим ДПД, а шкже перста тч ной функции, импульсной характеристики, совокупности АЧХ и ФЧХ и башее ортогональных функций по откликам ДПД на испытательный импульс давления.

5 Разработана модель возникновения погрешностей идентификации ДХ, которая позволяет исследовать источники погрешностей, возникающих в течение процедуры аттестации ДПД. Разработаны способы расчета погрешностей идентификации ДХ. '

6. Па основе алгоритмов Берга и Левинсона разработан способ спектрального анатюа, позволяющий оценивать отклики ДПД, обладающие короткой .глиной записи. Предложен критерий выбора порядка авторегрессионныч моделей откликов, обеспечивающий уточненное определение порядка.

7. Показана возможность идентификации частных ДХ датчиков леременных давлений на основании спектральных оценок их откликов и триведен механизм идентификации таких ДХ.

8. Разработана методика идентификации динамических характеристик мтытных образцов датчиков переменных давлений, а также программное н'еспечение методики, позволяющие по отклику датчика на импульсное ю иеиствие идентифицировать его полные ДХ.

9. Разработана методика идентификации динамических характеристик-датчиков переменных давлений в условиях их единичного и серийного производства, а также программное обеспечение методики, позволяющие по отклику датчика на импульсное воздействие идентифицировать его частные ДХ.

10. Результаты диссертационной работы внедрены и в настоящее время используются в виде методик и программного обеспечения идентификации ДХ в Научно-исследовательском институте физических измерений (г. Пенза), а также НПЦ «Омега-микродизайн» (г. Пенза-] 9). Теоретический материал диссертации используется в учебном процессе Пензенского государственного университета.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Алексеев КА Возникновение кавитационных явлений в условиях электро гидравлического эффекта и их роль в процессе импульсной идентификации // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Методы и средства измерения в системах контроля и управления». - Пенза, 1999. - С. 97-99

2. Алексеев К.А. Критерий эффективности распределения энергии ударных волн для импульсных камер конической формы // Тез. докл. Междунар симпозиума «Надежность и качество-99. Инновационные технологии производству XXI века». - Пенза, 1999. - С. 249-250

3. Алексеев К.А. Определение спектральной плотности пульсаций давления // Тез. докл. Междунар. симпозиума «Надежность и качество-99. Инновационные технологии производству XXI века». - Пенза, 1999. - С. 250-252

4 Алексеев К.А. Способ спекграпьного анализа, ориентированный на обработку сигналов датчиков // Материалы Междунар. науч.-техн. кот)) «Методы и средства измерения ъ системах контроля и управления» - Пенза. 1999.-С. 88.92 .