автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания

На правах рукописи

и и-"

ПЕТРУНИН Виктор Васильевич

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

ПРОВЕРКИ И РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2009

0 3ИЮН 2009

003472029

Работа выполнена в ГОУВПО «Пензенский государственный университет» на кафедре «Конструирование и производство радиоаппаратуры».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Юрков Николай Кондратьевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Цыпин Борис Вульфович;

доктор технических наук, профессор Увайсов Сайгид Увайсович.

Ведущая организация - ФГУП «НИИЭМП» (г. Пенза).

Защита диссертации состоится 25 июня 2009 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 в ГОУВПО «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Пензенский государственный университет».

Автореферат размещен на сайте www.pnzgu.ru

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор ' ^ Светлов А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение надежности и качества работы радиоэлектронных систем, внедрение автоматизированных методов и средств контроля и диагностики, в том числе применение бесконтактных методов ранней диагностики, являются актуальными задачами в области приборостроения при создании информационно-измерительных и управляющих систем, в том числе адаптивных. Это в полной мере относится к источникам вторичного электропитания (ИВЭП), среди которых наибольшее применение находят программно-управляемые (специализированные) источники вторичного электропитания (СИВЭП). Здесь одной из наиболее важных задач является обоснованный выбор эффективного диагностического обслуживания при проведении контроля и диагностики источников вторичного электропитания.

Большая номенклатура нормируемых показателей диагностирования, необходимость использования расчетно-экспериментальных методов для анализа и оценки состояния ИВЭП, связанных с накоплением больших объемов статистических данных, требуют значительных экспериментальных и вычислительных затрат. Диагностированию восстанавливаемых сложных объектов различного назначения посвящены работы многих российских и зарубежных ученых, в том числе: В. К. Федорова, В. В. Клюева, А. И. Мартяшина, А. В. Мозгалевского, П. П. Пархоменко, В. И. Сагунова, А. В. Светлова, Е. С. Согомоняна, А. Г. Схиртладзе, Г. В. Уильямса, Т. У. Уильямса, Т. Макино, М. Охаси и др.

Вместе с тем пути решения проблемы проверки и раннего диагностического обслуживания восстанавливаемых сложных объектов, таких, как СИВЭП, в условиях ограниченности технико-экономических и организационных затрат исследованы недостаточно. В связи с этим актуальной является разработка новых методик диагностического обслуживания, которые базируются на аналитическом и экспериментальном подходах, или их комбинации. Большие перспективы имеют бесконтактные методы диагностики, которые упрощают съем данных, определяют интегрированные параметры радиоэлектронных систем, позволяют организовывать адаптивный алгоритм диагностики.

Целью работы является улучшение эксплуатационных и экономических характеристик систем ранней диагностики и технического обслуживания, повышение достоверности измерений за счет создания новых ме-

тодик, совершенствования автоматизированных информационно-измерительных систем проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания, реализующих бесконтактные методы.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Провести анализ принципов построения и основных параметров специализированных источников вторичного электропитания, требований на проведение проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания.

2. Создать адаптивную автоматизированную информационно-измерительную систему проверки источников вторичного электропитания, включая алгоритм ее работы, программное обеспечение и организацию потоков информации и управления, что позволит автоматизировать указанные процессы.

3. Провести анализ и обработку получаемых диагностических данных, используя методы максимального правдоподобия, функции Лапласа, что позволит устранить случайные погрешности и промахи измерений.

4. Исследовать диагностические возможности сигналов помехи на выходе источников вторичного электропитания и разработать методику ранней диагностики и определения остаточного ресурса источников вторичного электропитания.

5. Разработать методику бесконтактного измерения параметров источников вторичного электропитания, основанную на сканировании электрического и магнитного полей, создать алгоритмы работы адаптивных автоматизированных информационно-измерительных систем ранней диагностики.

6. Оптимизировать временные интервалы оперативного контроля параметров СИВЭП в зависимости от способа обработки информационных сигналов.

Методы исследования базируются на положениях теории электрических цепей и сигналов, теории случайных процессов с элементами теории вероятностей и математической статистики, спектрального анализа и цифровой обработки сигнала, теории информационно-измерительных и управляющих систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена методика автоматизированной проверки специализированных источников вторичного электропитания, основанная на

формировании управляющих кодов для установки выходных параметров, их измерений и статистической обработки получаемой диагностической информации методами максимального правдоподобия, что позволяет уменьшить время проверки не менее чем на 50 % и повысить достоверность проводимых измерений до 99,5 %.

2. Доказано, что б частотном диапазоне спектра сигнала помехи на выходе источников вторичного электропитания содержится диагностическая информация, применимая для ранней диагностики источников вторичного электропитания.

3. Предложена методика ранней диагностики специализированных источников вторичного электропитания, основанная на выделении сигнала помехи, обработке его частотного спектра, выделении средневзвешенного значения спектральной составляющей и сравнении с пороговым значением.

Практическая ценность работы. Применение разработанной методики позволяет проводить оперативную диагностику специализированных источников вторичного электропитания. Разработанные автоматизированные системы ранней диагностики представляют собой аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие снижение затрат на проведение ранней диагностики и технического обслуживания. Выдвинутые научные положения явились основой при разработке новых методик и средств диагностирования специализированных источников вторичного электропитания. Практическая ценность подтверждается внедрением опытных образцов приборов в серийное производство и учебный процесс.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика построения информационно-измерительной системы проверки специализированных источников вторичного электропитания, заключающаяся в построении измерительной цепи ввода данных, разработке алгоритмов обработки информации и формирования сигналов управления, их программной реализации, что обеспечивает автоматизацию процесса проверки.

2. Методика проведения диагностики, заключающаяся в сравнении значений напряженносгей магнитного и электрического полей в контрольных точках программно-управляемых (специализированных) источников вторичного электропитания, получаемых с помощью бесконтактных датчиков, со значениями напряженносгей исправного блока, хранящимися в БД, в ана-

лизе результатов и выборе новых координат положения датчиков, на основе диагностических моделей СИВЭП.

3. Структура информационно-измерительной диагностической системы, содержащей, в отличие от существующих, тракты измерения сигналов помехи, идентифицирующих зарождение и развитие дефектов и позволяющих осуществить раннюю диагностику источников вторичного электропитания.

4. Алгоритм работы информационно-измерительной системы раннего диагностирования источников вторичного электропитания, заключающийся в многократных измерениях и статистической обработке получаемой информации, что обеспечивает повышение точности и достоверности измерений.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы внедрены на предприятии ФГУП «Кузнецкий завод радиоприборов» (прибор ранней диагностики источников вторичного электропитания и автоматизированная система проверки источников вторичного электропитания), а также в учебном процессе кафедры КиПРА ГОУВПО «Пензенский государственный университет».

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 2004, 2005, 2006, 2008 гг.); Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» (г. Пенза, 2004, 2006 гг.); научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (г. Кузнецк, 2004, 2005 гг.); Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» (г. Пенза, 2004 г.); Международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2005 г.); научно-практической конференции «Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества "КБД-ИНФО-2005"» (г. Сочи, 2005 г.).

Публикации по теме диссертации. Опубликовано 16 печатных работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Список использованных источников включает 96 наименований. Общий объем диссертации -125 страниц основного текста, в том числе 64 рисунка и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы; охарактеризована научная новизна и дана практическая значимость результатов; изложены основные положения, выносимые на защиту; приведено краткое содержание работы.

В первой главе приведен анализ требований на проведение проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания, анализ принципов построения и основных параметров СИВЭП.

Выполнены исследования структурного построения СИВЭП, назначения и работы составных частей, технических данных диагностируемого источника вторичного электропитания и способов их дистанционного управления, а также существующих способов калибровки и ранней диагностики. Показано, что недостатком стандартной методики проверки источников вторичного электропитания являются ручная установка параметров проверяемого прибора, управление измерительной аппаратурой, расчеты погрешностей. Недостатком также является одноразовое измерение выходных параметров СИВЭП. Случайные погрешности измерительного прибора или ошибки оператора могут привести к неправильному результату, к ошибкам первого или второго рода. Для исключения возможности появления ошибочных результатов предлагается статистическая обработка измерительной информации, исключающая случайные погрешности и промахи.

Приведен анализ основных дефектов и отказов в электронных системах, в том числе СИВЭП. Предложена методика диагностики, основанная на сканировании электрического и магнитного полей узлов на основе печатных плат.

Проведенный анализ показал, что для оптимизации алгоритмов поиска места отказа в СИВЭП актуально применять метод ветвей и границ.

Показано, что сигналы помехи на выходе СИВЭП, их спектральный состав несут диагностические признаки о неисправности его блоков. Изменение параметров комплектующих приводит к изменению соотношения уровня гармоник. Это позволяет определять остаточный ресурс работы и выполнять предупредительный ремонт.

Таким образом, измерение сигналов помехи на выходе СИВЭП с определением ее спектрального состава позволяет выявить отклонения в работе СИВЭП и выполнить раннюю диагностику, определить возможный характер отказа прибора.

Во второй главе описаны диагностические модели компонентов СИВЭП. Модель работоспособного компонента, до которого требуется выполнять поиск места отказа, устанавливает соответствие между множеством диагностических воздействий

и множеством диагностических реакций

где Е - множество воздействий; Е - множество реакций; т - количество изделий, используемых для определения значений их диагностических признаков.

В работе решена задача оптимизации временных интервалов оперативного контроля параметров СИВЭП в зависимости от способа обработки информационных сигналов. Определение временных интервалов операции контроля параметров производилось для следующих вариантов.

Вариант 1. В момент времени г„ произведен контроль параметра, например выходного напряжения СИВЭП, и установлена зона 5,- его состояния. Более подробные данные, характеризующие положение значения этого параметра внутри зафиксированной зоны 5,-, отсутствуют.

Вариант 2. В момент времени /„, кроме установления зоны состояний контролируемого параметра, получены данные о значении этого параметра внутри зоны

Вариант 3. Проводятся измерения значений контролируемого параметра, и производится анализ полученных данных (определение допуска, производной изменения измеряемого параметра и др.). На основании анализа система адаптируется к величине измеряемого параметра, скорости его изменения.

В результате исследований показано, что среднее время между контрольными операциями гср для варианта 1 равно:

п I

где Р,- априорная вероятность попадания контролируемого параметра в зону $; /,■ - интервал времени между контрольными операциями; Р0 - кри-

терий достоверности; /ср- ширина зоны допуска; Е - среднеарифметическое отклонение производной контролируемого параметра; для варианта 2:

п

* _ V о, •ср ¿¿-ЧЧс

;=1

1

ср

6у/2п

Е

для варианта 3:

/ Ар{.

ср ¡1С

/=1 Е

'ср

Е

где г,-с - среднее значение интервала времени между контрольными операциями.

При сравнении значений /ср для разных вариантов оптимальным является вариант 3, где средняя величина интервала между контрольными операциями (ср в 370 раз больше, чем в варианте 1, и в 15 раз больше, чем в варианте 2.

Таким образом, для варианта 3 значительно увеличиваются интервалы времени между операциями контроля, что обеспечивает уменьшение времени контроля и увеличение рабочего времени устройства.

Далее в работе производится определение метода контроля и допуска Л, с целью минимальной вероятности ошибок контроля (Ро < 0,05). При точечной оценке с малым числом измерений есть высокая вероятность неправильного измерения и увеличения ошибок первого и второго рода (рисунок 1). Значение риска определяется площадями заштрихованных областей: 1 - при отсутствии смещения центра рассеивания; 2 - при наличии смещения центра рассеивания /(х) - функция плотности распределения измеряемой величины.

ФО

Ь

А

о

Рисунок 1 - Влияние смещения центра рассеивания на риск получения брака

Показано, что статистическая оценка математического ожидания измеренных параметров X находится в допустимых пределах (~Л;+/г) с вероятностью Р:

где Л - заданный допуск; X - статистическая оценка математического ожидания; а - математическое ожидание генеральной совокупности.

Для вероятности Р = 0,95, с которой значения X должны лежать в допустимых пределах (-/г;+А), необходимо определить минимальное количество измерений,

Среднеквадратическое значение статистической оценки математического ожидания может быть найдено согласно положению, что дисперсия суммы нескольких независимых величин равна сумме дисперсий. Допуская, что среднеквадратическое отклонение ст-^г генеральной

совокупности X известно, получаем условие для определения количества измерений п, необходимого для вычисления математического ожидания:

1,2-2

П>

И

д

где п - число измерений; Ъа - расчетное значение функции Лапласа; Ад - допуск для математического ожидания генерального среднего.

Только выполнив п измерений, мслгис определить рассчитанное значение с вероятностью Р = 0,95 в допуске ± /гд. Например, при п = 1 ООО

' х _

°х 4п л/1000

: 0,0316а,

Далее в главе даны методика, программное обеспечение и схема реализации способа автоматизированной проверки СИВЭП, которые представлены на рисунке 2. При запуске программы блок управления, регистрации и индикации БУРИ через регистры напряжения Р «и» и тока Р «I» устанавливает значения тока и напряжения СИВЭП. Выходное напряжение после преобразования в аналого-цифровом преобразователе АЦП, входящем в состав системы, вводится в БУРИ, который анализирует эту информацию (определяет основные параметры, погрешности и формирует сигнал о соответствии параметров СИВЭП техническим характеристикам).

-N Р "и" -'х

-✓ - ивэп

БУРИ

-N Р т ->ч

-✓ -к'

1 г

^_ АЦП БН

ч,

Рисунок 2 - Структурная схема автоматизированной системы проверки источников вторичного электропитания

После проверки значений напряжения БУРИ включает дополнительно блок нагрузок БН и производит измерение тока. БН преобразует величину тока нагрузки в напряжение, которое поступает на АЦП. Ход процесса

проверки отражается на экране монитора в виде протокола проверки: установленное значение; измеренное значение; абсолютная погрешность; относительная погрешность; допустимое значение измеряемого параметра; вывод о соответствии. Результат проверки СИВЭП фиксируется в виде электронного файла с последующей распечаткой. Использование системы позволяет автоматизировать процесс измерения, обработки информации, управление процессом проверки источников вторичного электропитания.

Статистическая обработка результатов измерений с использованием методов максимального правдоподобия (определение математического ожидания, дисперсии, среднеквадратического отклонения) позволяет обнаружить грубые погрешности, исключить их и повысить достоверность результатов измерений.

В работе предлагается следующий алгоритм работы автоматизированной системы проверки:

Шаг 1. Устанавливаются начальные значения тока и напряжения. Производятся измерения. Начальные 10 измерений отбрасываются, что позволяет устранить воздействие начального переходного процесса, затем происходит накопление массива данных, доя которого определяется среднее арифметическое и вычисляется оценка среднеквадратического результата измерения.

Шаг 2. Согласно рекомендациям ГОСТ Р 50779.10-2000 проверяется гипотеза о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению. Если гипотеза верна, то вычисляются верхняя и нижняя доверительные границы случайной погрешности результата.

Шаг 3. Проверяется весь массив измерений на предмет вхождения в допустимую зону и исключаются «аномальные» значения, затем производится недостающее число измерений, проверяется их попадание в допустимые границы.

Шаг 4. После получения всего массива достоверных значений пе-ресчитывается заново среднеарифметическое значение.

Шаг 5. Сравнивается полученное значение с установленным значением, определяются абсолютная и относительная погрешности измеряемых параметров источника вторичного электропитания.

Шаг 6. Погрешность сравнивается с допуском, и принимается решение о продолжении процесса проверки радиоэлектронной аппаратуры по заданному алгоритму, Устанавливается новое значение измеряемого параметра, и процесс повторяется.

Данный алгоритм позволяет автоматизировать процесс проверки источников вторичного электропитания, получать достоверные значения об измеряемой величине, формировать управляющие сигналы.

Устранение ручных расчетов за счет автоматизации процессов обработки результатов измерений и управления позволяет сократить время проверки практически на 50 % и повысить достоверность проверки СйВЭП до 99,5 %.

В третьей главе дан анализ способов регулирования выходного напряжения источников вторичного электропитания, видов модуляции СИВЭП импульсного действия; определено влияние работы блоков СИВЭП на помехи в выходном сигнале СИВЭП.

Были проведены исследования помех на выходе СИВЭП при разных режимах работы; получены зависимости амплитуды и спектра помех от режимов работы и величины нагрузки. Проведены также исследования спектра выходного сигнала СИВЭП в диапазоне частот от нуля до нескольких десятков мегагерц. Этот диапазон условно разбит на три части (верхнюю, среднюю и нижнюю).

Получены экспериментальные зависимости величины амплитуд спектральных составляющих от нагрузки, от режимов работы СИВЭП. Доказано, что на формирование низкочастотной части спектра существенное влияние оказывают трансформаторы и дроссели. Они имеют ряд резонансных частот, расположенных в верхней части низкочастотного спектра (0,1...0,8МГц). Высокочастотная часть спектра определяется крутизной фронта и среза импульса переключения и влиянием линейных и нелинейных компонентов преобразователя (1,0...38 МГц). Колебания, возникающие при включении и отключении, носят ударный характер и затухают за время, существенно меньшее периода основной частоты, а их уровни и спектр определяются величинами распределенных параметров трансформаторов и дросселей.

Экспериментальные данные показали, что частоты ударных колебаний практически совпадают со вторыми гармониками резонансных частот трансформаторов, определяемых индуктивностями рассеяния обмоток (0,2 ...2 МГц). Выявлена зависимость параметров транзистора преобразователя с распределением спектрального состава сигнала помехи. Таким образом, получена совокупность новых признаков ранней диагностики ИВЭП.

Помехи на выходе преобразователя имеют полный спектр, совпадающий с расчетным значением

+ ....——вт/ясусозию^, п%

где ит - амплитуда импульсов преобразователя; Ю] - угловая частота импульсов преобразователя; у - коэффициент заполнения,

здесь ти - длительность импульса; Т- период.

На выходе СИВЭП спектр помехи изменяется - уменьшаются амплитуды всех гармоник, а также вырезаются полосы спектра от 0 до 4 МГц и от 20 до 24 МГц, что объясняется работой фильтров СИВЭП.

Отношение амплитуды высокочастотных (ВЧ) гармоник (полоса частот от 32 до 38 МГц) к амплитуде среднечастотных (СЧ) гармоник (полоса частот от 4 до 8 МГц) содержит диагностическую информацию о качестве работы преобразователя СИВЭП.

Далее исследована зависимость ит / исч от параметров транзисторов преобразователя. Эта зависимость соответствует расчетной формуле отношения гармоник 1/т / исч :

где Um -уровень сигнала высокочастотных гармоник (полоса частот от 32 до 38 МГц); UC4 - уровень сигнала среднечастотных гармоник (полоса частот от 4 до 8 МГц); а - угол наклона фронта импульса переключения (радианы); Р - мощность СИВЭП; к - номер ВЧ гармоники; п - номер СЧ гармоники (пик-безразмерные величины).

В результате проведенного анализа показано, что с увеличением нагрузки значения отношения Um /£/сч увеличиваются. Это объясняется увеличением скорости коммутации силовых ключей, изменением режимов работы трансформатора.

Для реализации ранней диагностики СИВЭП предложена методика построения автоматизированной системы диагностики, основанной на выделении сигнала помехи, обработке его частотного спектра, измерении уровня гармоник.

Структурная схема автоматизированной системы ранней диагностики представлена на рисунке 3. Выходной сигнал СИВЭП подается на полосовые фильтры высокой частоты ФВЧ и средней частоты ФСЧ. Сигналы усиливаются и преобразуются в постоянный уровень в детекторах-формирователях ДФ и через коммутатор К, управляемый блоком регистрации и индикации БРИ, поступают на АЦП. Преобразованный в цифровую форму сигнал поступает в БРИ, где происходят обработка, сравнение с пороговыми значениями и определение остаточного ресурса преобразователя

Рисунок 3 - Структурная схема автоматизированной системы ранней диагностики, основанная на выделении сигнала помехи

Далее в работе предложена методика проведения диагностики, которая заключается в использовании позиционируемых по заданным точкам бесконтактных датчиков, измеряющих электрическое и магнитное поле в контрольных точках СИВЭП. Структурная схема адаптивной автоматизированной системы бесконтактной диагностики представлена на рисунке 4. Перемещение датчиков электрического Д& магнитного и теплового Дт- полей производится шаговыми двигателями устройства позиционирования по командам узла выбора и принятия решений. Применялись датчики Холла УНЕ-101В для измерения напряженности магнитного поля, а также датчик с предварительным усилителем, погрешность преобразования которого не превышает 3 %. Алгоритм перемещения датчиков разработан на основе метода ветвей и границ. Адаптер поочередно

формирует сигналы датчиков, преобразует их в цифровой код и подает в базу данных печатного узла

Предварительно для конкретного устройства СИВЭП формируется база данных в виде множеств потенциалов электрического, магнитного и теплового полей в контрольных точках эталона.

При диагностике конкретного СИВЭП узел обработки информации принимает значение сигнала первой контрольной точки от внешнего устройства. Затем происходит сравнение измеренной величины с базами данных, с учетом допустимых отклонений, и принимается решение о соответствии полученных значений техническим данным.

Электрическая модель печатного узла

Де

П

I

Дн

I

Дг

Адаптер

Л

Базы данных печатного узла

Базы данных эталонного образца

Устройство позиционирования

Узел выбора и принятия решений

Моделирование электрических процессов

Расчет значений параметров контрольных точек

т

Моделирование тепловых процессов

Расчет значений параметров контрольных точек

Узел обработки информации

База данных модели

Устройство отображения информации

Рисунок 4 - Структурная схема адаптивной автоматизированной системы бесконтактной диагностики СИВЭП

В узле обработки информации производится анализ измеренной информации, сравнение с базами данных эталонного образца и модели и на основе метода ветвей и границ определяется алгоритм дальнейшего поиска. Узел выбора и принятия решений формирует новые координаты для управления шаговыми двигателями, которые перемещают датчики к следующей контрольной точке.

Применение бесконтактных методов позволяет устранять недостатки контактных методов, производить измерения, обрабатывать результаты, проводить анализ измеренных величин, управлять алгоритмом диагностики.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальной проверки предложенных методик диагностики СИВЭП; даны технические параметры разработанных и внедренных устройств, использующих вышеприведенные методики.

Изложены методики и алгоритмы управления, регистрации и индикации результатов проверки и ранней диагностики ИВЭП. Приводятся расчеты среднего значения, максимального отклонения от среднего значения, дисперсии и вывод полученных результатов.

Разработаны устройства, необходимые для проведения ремонтно-наладочных работ радиоаппаратуры. Приборы работают в составе автоматизированной информационно-измерительной системы.

Разработанные устройства обеспечивают:

1) контроль основных технических характеристик СИВЭП (установленное напряжение, ток, пульсация) с погрешностью, не превышающей 0,1 %;

2) раннее обнаружение отклонений технического состояния СИВЭП на основе использования сигнала помехи на его выходе;

3) статистическую обработку поступающей информации и определение ее объема для обеспечения точности и достоверности измерений;

4) автоматизацию ввода информации, обработки, формирование управляющих сигналов, что, помимо снижения трудоемкости измерений, способствует исключению субъективных погрешностей, возникающих при обработке информации, вычислении промежуточных и конечных результатов измерений и других операциях, выполняемых человеком.

Разработаны оригинальные устройства статистической обработки сигнала, в которых производятся многократные измерения и последующая обработка информации.

Рассмотрены результаты внедрения разработанных устройств (рисунок 5). Приведены фотографии, функциональные схемы, алгоритмы работы устройств и результаты испытаний, проведенных на базе отдела метрологии ФГУП «Кузнецкий завод радиоприборов». В результате проведенных экспериментальных исследований подтверждены теоретические выводы, приведенные в диссертации.

!

Рисунок 5 -Автоматизированная система проверки источников вторичного электропитания

Макетные образцы системы бесконтактной диагностики, выполненные на базе микроконтроллера АЬпе§а8, позволяют управлять шаговыми двигателями и позиционируют датчики с погрешностью менее 0,1 мм. Узел выбора и принятия решения формирует и передает управляющий сигнал устройству позиционирования в виде О -кодов.

Приведены результаты исследований датчиков. Построены зависимости выходных сигналов датчиков от величины измеряемого параметра, исследованы погрешности измерения датчиков от расстояния до объекта и от их ориентации.

Приведены результаты исследований зависимости сигналов помех и их спектров от нагрузки СИВЭП, от параметров транзисторов преобразователя. Результаты экспериментальных исследований адекватны теоретическим данным.

По результатам работы поданы три заявки на патенты.

В заключении сформулированы основные выводы, перечислены полученные в работе результаты, предложены возможные направления дальнейших разработок по данной проблеме.

В приложение вынесены результаты экспериментов, листинги программ, акты внедрения.

Основные выводы и результаты

1. Проведен анализ принципов построения и основных параметров специализированных источников вторичного электропитания,

требований на проведение проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания.

2. Созданы адаптивные автоматизированные информационно-измерительные системы проверки СИВЭП; разработано их программное обеспечение, реализующее алгоритм формирования сигналов управления и измерительной информации, что позволило повысить быстродействие системы.

3. Проведен анализ, и разработана методика обработки получаемых диагностических данных на основе методов максимального правдоподобия, функции Лапласа, что позволило устранить случайные погрешности и промахи измерений.

4. Предложена методика автоматизированной проверки радиоэлектронной аппаратуры, основанная на использовании для обработки измеренных данных методов максимального правдоподобия, что обеспечивает повышение точности и достоверности измерений.

5. Исследованы диагностические возможности сигнала помехи на выходе СИВЭП, заключающиеся в изменении отношений спектров ВЧ и СЧ сигнала помехи в зависимости от параметров переключающих элементов, разработана методика диагностики на их основе, доказана достоверность полученных результатов.

6. Разработаны методика, алгоритм работы и программное обеспечение формирования сигналов управления сканирующими адаптивными автоматизированными информационно-измерительными системами диагностики СИВЭП, использование которых дает выигрыш во времени.

7. Решена задача выбора временных интервалов оперативного контроля параметров, что позволило оптимизировать информационно-измерительные системы (ИИС) по временному параметру. Разработана методика бесконтактного измерения параметров аппаратуры, основанная на сканировании электрического и магнитного полей СИВЭП с последующей обработкой информации, что позволило автоматизировать процесс ремонта, снизить временные издержки. Исследовано влияние характеристик датчиков электрического и магнитного полей на метрологические характеристики разработанной ИИС.

8. Результаты научных исследований в виде опытных образцов приборов внедрены в серийное производство ФГУП «Кузнецкий завод радиоприборов», а также в учебный процесс ГОУВПО «Пензенский государственный университет».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикация в издании, рекомендованном ВАК России

1. Петрунин, В. В. Метод бесконтактной диагностики радиоэлектронной техники / В. В. Петрунин, В. А. Трусов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Сер. Технические науки. -2006. - № 4. -С. 301-307.

Публикации в других изданиях

2. Петрунин, В. В. Построение автоматизированных систем на основе персонального компьютера для тестирования, настройки, ремонта радиоэлектронной техники / В. В. Петрунин //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. - С. 535-537.

3. Петрунин, В. В. Проблемы создания автоматизированных систем на основе персонального компьютера по тестированию, настройке, ремонту радиоэлектронной техники / В. В. Петрунин // Материалы межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России». - Кузнецк: КИИУТ, 2004. - С. 400-404.

4. Петрунин, В. В. Автоматизированная система проверки источников вторичного электропитания / В. В. Петрунин, В. С. Жереновский, Д. А. Захаров // Материалы Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» / Пенза : ПГТА, 2004.-С. 134-135.

5. Петрунин, В. В. Диагностика импульсных модулей питания с помощью персонального компьютера / Д. В. Чернышов, Е. Н. Евстропов, В. В. Петрунин // Материалы Международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - М: МЭИ (ТУ), 2005.-С. 411-412.

6. Пеггрунин, В. В. Автоматизированные системы проверки радиоизмерительных приборов / В. В. Петрунин // Информационно-измерительная техника : межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 30. - Пенза : Изд-во Пега. гос. ун-та, 2006.-С. 101-104.

7. Петрунин, В. В. Использование персональных компьютеров для обработки цифровой информации/В. В. Петрунин // Информационно-измерительная техника: межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 30. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 105-109.

8. Петрунин, В. В. Построение автоматизированных систем диагностики радиоэлектронной техники / В. В. Петрунин //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - С. 373-375.

9. Петрунин, В. В. Использование персонального компьютера для проверки параметров радиоизмерительных приборов / В. В. Петрунин //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - С. 243-245.

10. Петрунин, В. В. Проблемы диагностики радиоэлектронной техники / В. В. Петрунин // Материалы нзуч.-прякТ: конф. а Проб

ства, безопасности и диагностики в условиях информационного общества «"КБД-ИНФО-2005"». - Сочи, 2005. - С. 1-2.

11. Петрунин, В. В. Анализ погрешностей автоматизированной информационно-измерительной системы на базе персонального компьютера / В. В. Петрунин, В. А. Трусов, Е. А. Данилова //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. В 2-х томах. Том 2. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 52-54.

12. Петрунин, В. В. Программное обеспечение диагностики радиоэлектронной аппаратуры / В. В. Петрунин, Ю. В. Анохина //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. В 2-х томах. Том 2. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 57-58.

13. Петрунин, В. В. Автоматизированное рабочее место проверки источников вторичного электропитания / В. В. Петрунин // Материалы Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации "Измерения - 2006"». - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 48-49.

14. Петрунин, В. В. Бесконтактный метод измерения / В. В. Петрунин // Материалы Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации "Измерения - 2006"». - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 48-49.

15. Петрунин, В. В. Использование тепловизора для диагностики радиоаппаратуры / В. В. Петрунин // Материалы Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации "Измерения -2006"». - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 48-49.

16. Петрунин, В. В. Стенд измерения параметров ферромагнитных сердечников / В. В. Петрунин, В. Я. Баннов, Н. К. Юрков //Надежность и качество: тр. Междунар. симп. В 2-х томах. Том 2. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - С. 58-59.

Петрунин Виктор Васильевич

Информационно-измерительная система

проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

Редактор Т. В. Веденеева Технический редактор Н. А. Вьялкова

Корректор Н. А. Сидельникова Компьютерная верстка С. В. Денисовой

ИД №06494 от 26.12.01

Сдано в производство 18.05.09. Формат 60х84'/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Заказ № 255. Тираж 100.

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40.

Перечень условных обозначений и сокращений.

Введение

Глава 1 Анализ состояния и перспективные пути развития схемотехники специализированных источников вторичного электропитания.

1.1 Устройство и работа источника вторичного электропитания и его составных частей.

1.2 Проверка и диагностика блоков питания.

1.3 Анализ основных параметров блоков питания.

1.4 Классификация дефектов и отказов в электронной аппаратуре.

1.5 Средства контроля радиоэлектронной аппаратуры.

1.6 Выводы по главе

Глава 2 Разработка методик автоматизации проверки источников вторичного электропитания

2.1 Диагностические модели компонентов блока питания.

2.2. Оптимизация алгоритмов ПМО методом ветвей и границ.

2.3 Квантование во времени контролируемых параметров, имеющих случайный характер.

2.4 Статистические методы автоматического контроля.

2.5 Методика автоматизации поверки, разработка алгоритма управления и измерения параметров блоков питания.

2.6 Анализ погрешности измерения выходных параметров, методы увеличения достоверности измерений.

2.7 Выводы по главе

Глава 3 Разработка автоматизированных систем диагностического обслуживания источников вторичного электропитания.

3.1 Принципы системного подхода к проектированию средств диагностирования РЭС.

3.2 Анализ формы выходного сигнала. Исследование влияния каскадов блока питания и питающего напряжения на форму выходного сигнала

3.3 Разработка автоматизированных систем диагностики блоков питания.

3.4 Модели прогнозирования показателей надежности компонентов РЭС

3.5 Выводы по главе

Глава 4 Экспериментальная проверка методики диагностики радиоэлектронных систем и оценка точности технологического процесса диагностирования

4.1 Разработка, изготовление, исследование автоматизированных систем диагностики радиоэлектронных систем.

4.2 Выводы по главе

Актуальность темы. Повышение надежности и качества работы радиоэлектронных систем, внедрение автоматизированных методов и средств контроля и диагностики, в том числе применение бесконтактных методов ранней диагностики, являются актуальными задачами в области приборостроения при создании информационно-измерительных и управляющих систем, в том числе адаптивных. Это в полной мере относится к источникам вторичного электропитания (ИВЭП), среди которых наибольшее применение находят программно-управляемые (специализированные) источники вторичного электропитания (СИВЭП). Здесь одной из наиболее важных задач является обоснованный выбор эффективного диагностического обслуживания при проведении контроля и диагностики источников вторичного электропитания.

Большая номенклатура нормируемых показателей диагностирования, необходимость использования расчетно-экспериментальных методов для анализа и оценки состояния ИВЭП, связанных с накоплением больших объемов статистических данных, требуют значительных экспериментальных и вычислительных затрат. Диагностированию восстанавливаемых сложных объектов различного назначения посвящены работы многих российских и зарубежных ученых, в том числе: В. К. Федорова, В. В. Клюева, А. И. Мартяшина, А. В. Мозгалевского, П. П. Пархоменко, В. И. Сагунова, А. В. Светлова, Е. С. Согомоняна, А. Г. Схиртладзе, Г. В. Уильямса, Т. У. Уильямса, Т. Макино, М. Охаси и др.

Вместе с тем пути решения проблемы проверки и раннего диагностического обслуживания восстанавливаемых сложных объектов, таких, как СИВЭП, в условиях ограниченности технико-экономических и организационных затрат исследованы недостаточно. В связи с этим актуальной является разработка новых методик диагностического обслуживания, которые базируются на аналитическом и экспериментальном подходах, или их комбинации. Большие перспективы имеют бесконтактные методы диагностики, которые упрощают съем данных, определяют интегрированные параметры радиоэлектронных систем, позволяют организовывать адаптивный алгоритм диагностики.

Целью работы является улучшение эксплуатационных и экономических характеристик систем ранней диагностики и технического обслуживания, повышение достоверности измерений за счет создания новых методик, совершенствования автоматизированных информационно-измерительных систем проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания, реализующих бесконтактные методы.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Провести анализ принципов построения и основных параметров специализированных источников вторичного электропитания, требований на проведение проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания.

2. Создать адаптивную автоматизированную информационно-измерительную систему проверки источников вторичного электропитания, включая алгоритм ее работы, программное обеспечение и организацию потоков информации и управления, что позволит автоматизировать указанные процессы.

3. Провести анализ и обработку получаемых диагностических данных, используя методы максимального правдоподобия, функции Лапласа, что позволит устранить случайные погрешности и промахи измерений.

4. Исследовать диагностические возможности сигналов помехи на выходе источников вторичного электропитания и разработать методику ранней диагностики и определения остаточного ресурса источников вторичного электропитания.

5. Разработать методику бесконтактного измерения параметров источников вторичного электропитания, основанную на сканировании электрического и магнитного полей, создать алгоритмы работы адаптивных автоматизированных информационно-измерительных систем ранней диагностики.

6. Оптимизировать временные интервалы оперативного контроля параметров СИВЭП в зависимости от способа обработки информационных сигналов.

Методы исследования базируются на положениях теории электрических цепей и сигналов, теории случайных процессов с элементами теории вероятностей и математической статистики, спектрального анализа и цифровой обработки сигнала, теории информационно-измерительных и управляющих систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена методика автоматизированной проверки специализированных источников вторичного электропитания, основанная на формировании управляющих кодов для установки выходных параметров, их измерений и статистической обработки получаемой диагностической информации методами максимального правдоподобия, что позволяет уменьшить время проверки не менее чем на 50 % и повысить достоверность проводимых измерений до 99,5 %.

2. Доказано, что в частотном диапазоне спектра сигнала помехи на выходе источников вторичного электропитания содержится диагностическая информация, применимая для ранней диагностики источников вторичного электропитания.

3. Предложена методика ранней диагностики специализированных источников вторичного электропитания, основанная на выделении сигнала помехи, обработке его частотного спектра, выделении средневзвешенного значения спектральной составляющей и сравнении с пороговым значением.

Практическая ценность работы. Применение разработанной методики позволяет проводить оперативную диагностику специализированных источников вторичного электропитания. Разработанные автоматизированные системы ранней диагностики представляют собой аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие снижение затрат на проведение ранней диагностики и технического обслуживания. Выдвинутые научные положения явились основой при разработке новых методик и средств диагностирования специализированных источников вторичного электропитания. Практическая ценность подтверждается внедрением опытных образцов приборов в серийное производство и учебный процесс.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика построения информационно-измерительной системы проверки специализированных источников вторичного электропитания, заключающаяся в построении измерительной цепи ввода данных, разработке алгоритмов обработки информации и формирования сигналов управления, их программной реализации, что обеспечивает автоматизацию процесса проверки.

2. Методика проведения диагностики, заключающаяся в сравнении значений на-пряженностей магнитного и электрического полей в контрольных точках программно-управляемых (специализированных) источников вторичного электропитания, получаемых с помощью бесконтактных датчиков, со значениями напряженностей исправного блока, хранящимися в БД, в анализе результатов и выборе новых координат положения датчиков, на основе диагностических моделей СИВЭП.

3. Структура информационно-измерительной диагностической системы, содержащей, в отличие от существующих, тракты измерения сигналов помехи, идентифицирующих зарождение и развитие дефектов и позволяющих осуществить раннюю диагностику источников вторичного электропитания.

4. Алгоритм работы информационно-измерительной системы раннего диагностирования источников вторичного электропитания, заключающийся в многократных измерениях и статистической обработке получаемой информации, что обеспечивает повышение точности и достоверности измерений.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы внедрены на предприятии ФГУП «Кузнецкий завод радиоприборов» (прибор ранней диагностики источников вторичного электропитания и автоматизированная система проверки источников вторичного электропитания), а также в учебном процессе кафедры КиПРА ГОУВПО «Пензенский государственный университет».

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме «Надежность и качество» г. Пенза, 2004, 2005, 2006, 2008 гг.); Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» (г. Пенза, 2004, 2006 гг.); научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (г. Кузнецк, 2004, 2005 гг.); Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» (г. Пенза, 2004 г.); Международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2005 г.); научно-практической конференции «Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества "КБД-ИНФО-2005"» (г. Сочи, 2005 г.).

Публикации по теме диссертации. Опубликовано 16 печатных работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Список использованных источников включает 96 наименований. Общий объем диссертации -125 страниц основного текста, в том числе 64 рисунка и 2 таблицы.

4.2 Выводы по главе 4

1. Показана необходимость автоматизации процесса диагностики РЭС на базе усовершенствованных методик покомпонентного диагностирования, используя вычислительное устройство для обработки информации и принятия решений. Измерения параметров элементов, режимов работы, выявление неисправного элемента производится без участия человека. В функции регулировщика входит подключение аппаратуры диагностики к объекту и, учитывая рекомендации аппаратуры, произвести замену неисправного элемента.

2. Перспективным направлением диагностического обслуживания является повышение эффективности диагностирования радиоэлектронных систем и их компонентов, создание программно-аппаратного комплекса диагностического обслуживания на основе бесконтактных методов.

3. Созданы адаптивные автоматизированные информационно-измерительные системы диагностики радиоэлектронных систем, разработаны алгоритмы их работы, программное обеспечение, организация потоков информации и управления, работа которых позволяет уменьшить время определения места отказа.

4. Разработаны опытные образцы систем диагностического обслуживания и внедрены в промышленность и учебный процесс.

Заключение

1. При проведении поверки дистанционно управляемых блоков питания необходимо выполнять следующие операции: внешний осмотр; опробование; определение погрешности установки выходного напряжения; определение погрешности установки выходного тока; определение нестабильности выходного напряжения, проверка пульсаций выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения; проверка пульсаций выходного тока в режиме стабилизации тока. Большим недостатком используемого способа поверки является ручная установка поверяемого прибора, ручное управление измерительной аппаратуры, расчеты погрешностей. Существует необходимость создания АРМ -автоматизированного рабочего места.

2. Большим недостатком существующего способа поверки является одноразовое измерение выходных параметров блока питания. Случайные погрешности измерительного прибора, поверяемого блока питания могут привести к неправильному результату. Необходимо производить определенное количество измерений и проводить статистическую обработку полученных данных.

3. Импульсные блоки питания создают высокий уровень электромагнитных помех в систему электроснабжения, который в существенной степени зависит от параметров блока питания и несет диагностическую информацию, которую можно использовать при поиске места неисправности.

4. Проведен анализ основных дефектов и отказов в электронных системах. Существуют две группы: специализированные методы решения проблемы диагностики и методы, основанные на структурном подходе.

5. В настоящее время принимают большую актуальность бесконтактные методы измерения, диагностики радиоаппаратуры.

6. Обосновано применение диагностических моделей компонентов блока питания.

7. Задачи диагностирования, решаемые с помощью диагностических моделей, можно разделить на задачи анализа и синтеза. Задачей анализа является определение того, обладает ли диагностическая модель требуемыми свойствами для принятого метода ПМО. К задачам анализа относятся определение достаточности диагностических признаков для ПМО с требуемой глубиной, определение неразличимых отказов, минимизация области отказа.

8. Информации, получаемой при контроле часто недостаточно для достижения заданной глубины ПМО ее компонентов. Уточнение отказавших изделий в сформированной области отказа предусматривается, прежде всего, методом промежуточных контрольных проверок. Для снижения затрат на ПМО методом промежуточных контрольных проверок, ограничения требований к квалификации специалистов должны разрабатываться алгоритмы для автоматизации ПМО, устанавливающих состав и очередность проверок диагностических признаков и правила анализа их результатов. Предлагается использовать метод ветвей и границ для оптимизации алгоритмов ПМО.

9. Доказана необходимость использования для статистической обработки информации метода максимального правдоподобия, который является универсальным. Его можно использовать для любых моделей, задающих вид распределения наблюдаемых переменных.

10. Если контролируемые параметры являются случайными функциями, то возникает задача о том, насколько часто следует производить операции контроля этих параметров. Самый оптимальный вариант, максимальная величина интервала между контрольными операциями, будет при использовании результатов нескольких предыдущих контрольных операций либо использование какой-нибудь иной дополнительной информации о контролируемом параметре.

11. Статистические методы находят широкое применение при диагностике РЭА для повышения точности измерений, обработки результатов измерений и контроля, исследование надежности работы элементов и систем в целом. Был произведен выбор метода контроля, определяющий количество измерений, чтобы вероятности ошибок контроля были минимальными.

12 Разработана методика, программное обеспечение и схема реализации способа автоматизированной проверки СИВЭП.

13. Разработан алгоритм статистической обработки результатов, основанный на методике, которая была изложена в материалах ГОСТ Р 50779.102000. Методика статистической обработки результатов измерений предоставляет способ обнаружения грубых погрешностей, исключения их и представления более достоверных результатов измерений.

14. Приведены принципы системного подхода к проектированию средств диагностирования РЭС. Современная РЭС содержат большое количество сложных компонентов в своем составе. Компоненты РЭС подвержены неизбежным отказам по конструктивным, производственным и эксплуатационным причинам.

15. Проведен анализ помехи выходного сигнала. Исследованы влияния каскадов блока питания и питающего напряжения на форму выходного сигнала, его спектральный состав. Выявлена зависимость спектра помехи от нагрузки, от параметров переключающих элементов.

16. Для реализации ранней диагностики СИВЭП предложена методика построения автоматизированной системы диагностики, основанной на выделении сигнала помехи, обработке его частотного спектра, измерении уровня гармоник. Обосновывается необходимость прогнозирования отказов, то есть неисправные компоненты выявляются до возникновения отказа, после чего заменяются новыми или восстанавливаются. Обосновывается необходимость инструментального прогнозирования надежности компонентов. Решение задач прогнозирования весьма важно, в частности, для организации технического обслуживания объектов по состоянию.

17. Разработана методика проведения диагностики, которая заключается в использовании позиционируемых по заданным точкам бесконтактных датчиков, измеряющих электрическое и магнитное поле в контрольных точках СИВЭП. Применение бесконтактных методов позволяет устранять недостатки контактных методов, производить измерения, обрабатывать результаты, проводить анализ измеренных величин, управлять алгоритмом диагностики.

18. Показана необходимость автоматизации процесса диагностики РЭС на базе усовершенствованных методик покомпонентного диагностирования, используя вычислительное устройство для обработки информации и принятия решений. Измерения параметров элементов, режимов работы, выявление неисправного элемента производится без участия человека.

19. Созданы адаптивные автоматизированные информационно-измерительные системы диагностики радиоэлектронных систем, разработаны алгоритмы их работы, программное обеспечение, организация потоков информации и управления, работа которых позволяет уменьшить время определения места отказа.

20. Проведен анализ принципов построения и основных параметров специализированных источников вторичного электропитания, требований на проведение проверки и ранней диагностики источников вторичного электропитания.

21. Созданы адаптивные автоматизированные информационно-измерительные системы проверки СИВЭП; разработано их программное обеспечение, реализующее алгоритм формирования сигналов управления и измерительной информации, что позволило повысить быстродействие системы.

22. Проведен анализ, и разработана методика обработки получаемых диагностических данных на основе методов максимального правдоподобия, функции Лапласа, что позволило устранить случайные погрешности и промахи измерений.

23. Предложена методика автоматизированной проверки радиоэлектронной аппаратуры, основанная на использовании для обработки измеренных данных методов максимального правдоподобия, что обеспечивает повышение точности и достоверности измерений.

24. Исследованы диагностические возможности сигнала помехи на выходе СИВЭП, заключающиеся в изменении отношений спектров ВЧ и СЧ сигнала помехи в зависимости от параметров переключающих элементов, разработана методика диагностики на их основе, доказана достоверность полученных результатов.

25. Разработаны методика, алгоритм работы и программное обеспечение формирования сигналов управления сканирующими адаптивными автоматизированными информационно-измерительными системами диагностики СИВЭП, использование которых дает выигрыш во времени.

26. Решена задача выбора временных интервалов оперативного контроля параметров, что позволило оптимизировать информационно-измерительные системы (ИИС) по временному параметру. Разработана методика бесконтактного измерения параметров аппаратуры, основанная на сканировании электрического и магнитного полей СИВЭП с последующей обработкой информации, что позволило автоматизировать процесс ремонта, снизить временные издержки.

27. Исследовано влияние характеристик датчиков электрического и магнитного полей на метрологические характеристики разработанной ИИС.

28. Результаты научных исследований в виде опытных образцов приборов внедрены в серийное производство ФГУП «Кузнецкий завод радиоприборов», а также в учебный процесс ГОУВПО «Пензенский государственный университет».

1. Федоров В.К., Сергеев Н.А., Кондрашин А.А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных средств // Москва, Техносфера, 2005, 502 с.

2. Вопросы качества радиодеталей /Б. Ю. Геликман, Г. А. Горячева, В. В. Стамбовский, Л. JI. Кристалинский. /под ред. В. П. Балашова. М. : Сов. радио, 1980.-380 с.

3. Болгов И.О. Оборудование и технология ремонта бытовой техники.: Учебное пособие для вузов / И.О. Болгов, А.И. Набережных, Б.Е. ФишманЮ В.М. Беринов. М.: Легкая индустрия, 1978.

4. Д.Н.Ошер, В.Д.Малинский, Л.Я.Теплицкий «Регулировка и испытание радиоаппаратуры» Москва «Энергия» 1987. 304 с.

5. Кирпиченко Ю.Р. Диагностика бытовой радиоэлектронной аппаратуры // Учебное пособие. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра телевизионных устройств (ТУ)

6. Технические средства диагностирования: Справочник / В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.

7. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под редакцией В.В. Клюева. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.

8. Шило В.Н., Дедков В.К. Техническая диагностика. В кн.: Основные вопросы эксплуатации сложных систем. - М.: Высшая школа, 1976.

9. Основы технической диагностики. В 2-х книгах. Кн. 1. Модели объектов, методы и алгортмы диагностирования / Под ред. П.П.Пархоменко. М.: Энергия, 1976.-464 с.

10. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики / (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства) / Под ред. П.П. Пархоменко.-М.: Энергия, 1981.-320 с.

11. Фолкенберри Л.М. Справочное пособие по ремонту электрических и электронных систем: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 416 с.

12. Леонов А.И., Дубровский Н.Ф. Основы технической эксплуатации бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. М.: Легпромбытиздат, 1991. - 272 с.

13. Ксенз С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. -М.: Радио и связь, 1989. 248 с.

14. Мозгалевский А.В., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975.-206 с.

15. Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. М.: Радио и связь, 1988. - 256 с.

16. Мирский Г.Я. Электронные измерения. М.: Радио и связь, 1986. - 440 с.

17. Калашников В. В. Сложные системы и методы их анализа. Сер. «Математика, кибернетика».—М.: Знание, 1980.

18. Нечипоренко В. И. Структурный анализ и методы построения надежных систем.—М.: Сов. радио, 1968.

19. Нечипоренко В. И. Структурный анализ систем (эффективность и надежность).—М.: Сов. радио, 1977.

20. Глудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВМ. М.: Высшая школа, 1991. 336 с.

21. Статистические методы повышения качества: Пер. с англ. /Под. ред. Кумэ. -М.: Финансы и статистика, 1990. 304 с.

22. Панкратов Ю. Г., Шур М. С. Организационный вопросы обеспечения надежности радиоэлектронных средств при разработке, производстве и эксплуатации. Ульяновск: УлГТУ, 1996. 38 с. ,

23. Цыпин Б.В. Оптимизация поиска неисправностей при технической диагностике оборудования / Б.В. Цыпин, Ю.М. Крысин, А.Г. Схиртладзе, В.А. Скрябин // Учебное пособие. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та 2002 12 с.

24. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы. М.: Высшая школа, 1977.

25. Ллойд Д. И др. Надежность. Организация исследования, методы, математический аппарат. М.: Сов.радио, 1964. 380с.

26. Надежность электронных элементов и систем. Пер. с нем. Б.И. Абрамова и др. М.: Мир, 1977.-258с.

27. Алексанян И.Т. Особенности проблем надежности микроэлектронных изделий. — Эл.техника, сер. 8, 1989, №6, С.3.8.

28. Смогунов В.В. Системный анализ отказов элементов конструкций изделий микроэлектроники. Сб. Проблемы теории чувствительности электронных устройств. -М.: Радио и связь, 1983, с.64.

29. Овчаренко В.И. и др. Методы анализа качества микросхем при их производстве. — М.: ЦНИИ «Электроника», 1982. — Обзоры по электронной технике, сер. 3, № 1, 40с.

30. Инженерные методы исследования надежности радиоэлектронных систем: Пер. с англ. А.Г. Вараженяна, В.И. Зарудного, A.M. Ткемаладзе / Под общ. ред. A.M. Половко, А.Г. Вараженяна. М.: Сов. радио, 1968. - 335 с.

31. Смогунов В.В., Волчихин В.И., Ноздрачев А.В. Конструкторско-технологическая надежность автономных систем управления. — Пенза, ПензГТУ, 1995.- 106 с.

32. Сретенский В.Н. Системный подход к анализу причин и характера отказов изделий электронной техники / Электронная техника. Сер. 8. - 1970. - №3. - с. 3 -12.

33. Механизмы отказов полупроводниковых приборов и методы их анализа / Экспресс информация. Сер. Электроника. 1979. - №48. - с. 17.

34. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-455 с.35. . Barlow R. Е., Proschan F. Importance of system components and Fault Tree Events, in: stochastic Pracesses and their Applications, N. 3 (1979).

35. Birnbaum Z. W. On the Importance of different components in a multicomponent system, in: Krishnaidh, ed Multivariate Analysis—11 (Acade-.mie Press. N. Y. 1969).

36. Габашвили H. В., ЦирамуаГ. С. Об одном критерии оценки адаптивных дискретных систем.— Сообщение АН ГССР, 1970, т. 60, № 3.

37. Обеспечение качества РЭА методами диагностики и прогнозирования. Данилин Н.С., Гусев Л.И., Загоровский Ю.И. и др. М.: Изд-во стандартов, 1983, 224 с.

38. Новиков Н.Н. Способы повышения достоверности функционирования систем АСК, МО СССР, 1991, - 130 с.

39. Чернышев А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988. -256 с.

40. Контроль качества с помощью персональных компьютеров / Т. Макино, М. Охаси, X. Докэ, К. Макино/под ред. Ю. П. Адлера. М. : Машиностроение, 1991. -224 с.

41. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC // Москва.: ЭКОМ, 2002. 224 с.

42. Дж. Смит. Сопряжения компьютеров с внешними устройствами. Уроки реализации // Москва: Мир, 2000. 266 с

43. А.Ю. Кузьминов «Интерфейс RS232. Связь между компьютером и микроконтроллером» // Москва «Радио и связь» 2004. 248 с.

44. Петрунин В.В., Трусов В.А. Метод бесконтактной диагностики радиоэлектронной техники // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Сер. Технические науки, 2006, №4, -с. 256-261.

45. Авторское свидетельство СССР № 438947, G 01 г 31/26. Способ разбраковки полупроводниковых приборов, опубл. 1972 г.

46. Яковлев Н.И. Бесконтактные электроизмерительные приборы для диагностирования электронной аппаратуры //Л.: Энергоатомиздат, 1990.-256 с.

47. Сретенский В.Н. и др. Системный подход к анализу причин и характера отказов изделий электронной техники // Электронная техника,,сер.8, 1970, № 3, С.3.12.

48. Долматова Т.В. Физика надежности интегральных полупроводниковых схем // М.: Энергия, 1977.269с.

49. Пыхтунова А.И. и др. Нестабильности в МДП структурах // Обзоры по ЭТ. / Сер. 2, вып.4 - М.: ЦНИИ «Электроника», 1977, 51 с.

50. Механизмы отказов полупроводниковых приборов и методы их анализа // Экспресс-информация, сер. Электроника, 1979, № 48, с. 17.

51. Садчиков П.И. Системный анализ причин отказов интегральных схем // М.: Стандарты, 1976. 51с.

52. Фомин Т.П. Анализ физики отказов элементов вычислительной техники // М.: Стандарты, 1980. 98с.

53. Петрунин В.В. Построение автоматизированных систем на основе персонального компьютера для тестирования, настройки, ремонта радиоэлектронной техники // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПТУ, 2004 С. 535-537

54. Андриянов В.Н., Шабаев P.P., Петрунин В.В. Автоматизированная система для измерения технических параметров УМЗЧ // Материалы Международного Международный симпозиум «Надежность и качество» / Пенза: ПТУ, 2004 С. 512-513

55. Земсков С.А., Петрунин В.В. Универсальный измерительный прибор на базе персонального компьютера // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» / Красноярск: КГТУ, 2004 С.626-627

56. Петрунин В.В. Стенд для проверки конденсаторов на самовосстановление // Материалы Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» / Кузнецк: КИИУТ, 2004 С. 404-407

57. Петрунин В.В., Жереновский B.C., Захаров Д.А. Автоматизированная система поверки блоков питания // Материалы Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» / Пенза: ПГТА, 2004- С. 134-135

58. Петрунин В .В., Бердников С.М., Дакин И.А. Автоматизированная система диагностики телевизора черно-белого изображения // Материалы Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» / Пенза: ПГТА, 2004 С. 144-145

59. Петрунин В.В., Чернышев А.А. Автоматизированная система поверки генераторов низкой частоты // Материалы Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация ИКИ - 2004» / Барнаул: Алт.ГТУ, 2004-С. 61-63

60. Сергеев В.А., Баннов Р.А., Петрунин В.В. Система регулировки температуры и влажности на базе ПК // Материалы Международной научно-технической конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» / Москва: МЭИ (ТУ), 2005-С. 409-410

61. Петрунин В.В. Автоматизированные системы поверки радиоизмерительных приборов // Межвузовский сборник научных трудов «Информационно-измерительная техника» вып.30 / Пенза: ПГУ 2006 С. 75-82

62. Петрунин В.В. Использование персональных компьютеров для обработки цифровой информации // Межвузовский сборник научных трудов «Информационно-измерительная техника» вып.30 / Пенза: ПГУ 2006 С. 104-110

63. Петрунин В.В., Чернышев А.А., Курашов П.А. Автоматизированная система диагностики телевизоров цветного изображения // Материалы Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» / Кузнецк: КИИУТ, 2005 С. 175-177

64. Петрунин В.В. Построение автоматизированных систем диагностики радиоэлектронной техники // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2005 С. 373-375

65. Петрунин В.В. Использование персонального компьютера для проверки параметров радиоизмерительных приборов // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2005 С. 243-245

66. Петрунин В.В., Анохина Ю.В. Сопряжение ПК с внешними электронными устройствами // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2005 С. 245-247

67. Петрунин В.В. Кустов Д.А. Метод устранения инструментальной погрешности измерения напряжений // Материалы Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» / Кузнецк: КИИУТ, 2005 С. 178-181

68. Петрунин В.В. Автоматизированное рабочее место поверки блоков питания // Материалы научно-практической конференции « Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества «КБД-ИНФО-2005» / Сочи: Московский ГИЭМ 2005 С. 1-2

69. Петрунин В.В. Проблемы диагностики радиоэлектронной техники // Материалы научно-практической конференции « Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества «КБД-ИНФО-2005» / Сочи: Московский ГИЭМ 2005 С. 1-2

70. Егоров А.Е., Львов С.А., Петрунин В.В. Стенд измерения параметров ферромагнитных сердечников // Материалы Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» / Красноярск: КГТУ, 2006 С. 164-166

71. Швецов А.С., Земсков А.Ю, Петрунин В.В. Преобразователь кода печатающего устройства МПУ16-2М // Материалы Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» / Красноярск: КГТУ, 2006 С. 166-168

72. Петрунин В.В., Трусов В.А., Данилова Е.А. Анализ погрешностей автоматизированной информационно-измерительной системы на базе персонального компьютера // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество», / Пенза: ПГУ, 2006 Том 2 С. 52-54

73. Петрунин В.В., Анохина Ю.В. Метод бесконтактной диагностики РЭТ // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2006 Том 2 С. 54-55

74. Петрунин В.В., Анохина Ю.В. Преобразователь кода печатающего устройства МПУ16-2М // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2006 Том 2 С. 55-56

75. Петрунин В.В., Анохина Ю.В. Программное обеспечение диагностики радиоэлектронной аппаратуры // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2006 Том 2 С. 57-58

76. Петрунин В.В., Юрков Н.К., Баннов В.Я. Стенд измерения параметров ферромагнитных сердечников // Материалы Международного симпозиума «Надежность и качество» / Пенза: ПГУ, 2006 Том 2 С. 58-59

77. Петрунин В.В. Автоматизированное рабочее место поверки блоков питания // Материалы Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации «Измерения 2006» / Пенза: ПГУ, 2006 - С. 48-49

78. Петрунин В.В. Бесконтактный метод измерения // Материалы Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации «Измерения -2006» / Пенза: ПГУ, 2006 С. 48-49

79. Пашковский Г.С. Задачи оптимального обнаружения и поиска отказов РЭА // М.: Радио и связь, 1981. 280 с.

80. Физические основы надежности интегральных схем. Под ред. Ю.Г.Миллера, М.: Сов.радио, 1979. 318с.

81. Маттера JL Надежность компонентов. 4.1. Статистика отказов Электроника, 1975, №20, С.24.25.

82. Электрические методы автоматического контроля // под редакцией К.Б. Карандеева/М.: Энергия, 1965. 384 с.

83. Патрик Гель Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс // под редакцией Куликова Г.В. / М.: ДМК, 1999. 144 с.