автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительный комплекс испытания и моделирования систем управления газотурбинных двигателей

На правах рукописи

ТЕТЕРИН Дмитрий Павлович

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ИСПЫТАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы 05.11.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ (в технической отрасли)

Авт ореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Дрогайцев Валентин Серафимович Научный консультант - кандидат технических наук

Говоренко Герман Семенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коломейцев Вячеслав Александрович кандидат технических наук Трофимов Александр Сергеевич

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие «Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», г. Москва

Защита диссертации состоится 24 декабря 2004 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.08 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, корп. 1,ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан «£|У>> ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Терентьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Качество и надежность систем управления газотурбинных двигателей (ГТД) непосредственно влияют на безопасность полетов. Совершенствование методов и средств контроля и испытания подобных систем является ответственной задачей, решение которой во многом связано с имитационным моделированием.

Над созданием средств испытаний, осуществляющих функции моделирования, работали ученые Б.В. Боев, О.С. Гуревич, Г.П. Шибанов, В.И. Васильев, М.Г. Кессельман и другие. В результате в период с 1980 по 2000 гг. были разработаны и нашли применение в авиационном машиностроении автоматизированные средства типа ИВК, К-732, К-734, К-742 и др.

Однако повышение сложности и ответственности систем управления, смена элементной базы и появление быстродействующих вычислительных машин потребовали новых подходов к созданию средств испытаний. Перспективным, экономически целесообразным, но недостаточно разработанным направлением создания подобных средств является целевое комплексирование по модульному принципу унифицированных программных и аппаратных средств в единый автоматизированный информационно-измерительный комплекс испытания и моделирования (АИК). Разработка комплекса связана с решением следующих проблем:

обоснования целей создания и технических требований к АИК, обеспечивающих многокритериальный отбор аппаратных и программных модулей;

многовекторного ранжирования программно-аппаратных средств испытаний с целью исключения дефицита и избыточности функциональных модулей и устройств;

адекватного моделирования линейных стационарных систем, описываемых типовыми динамическими звеньями, в режиме времени, близком к реальному;

обеспечения принципа единства методического, программного, метрологического и нормативного обеспечений средств автоматизации испытаний.

Цель работы. Совершенствование методов и средств контроля и испытания систем управления газотурбинных двигателей.

Научные задачи.

1. Исследование методов построения автоматизированных комплексов и средств моделирования газотурбинных двигателей и их систем управления.

2. Разработка методики целевого комплексирования АИК по модульному принципу.

3. Развитие методов и средств моделирования элементов газотурбинных двигателей и их систем управления.

НОС НАЦИОНАЛЬНА" риСЛИПТГКА

з

4. Построение информационно-измерительного комплекса испытания и моделирования систем управления ГТД.

Методы исследования. Решение поставленных в работе научных задач предполагает комплексное использование методов системного анализа, теории множеств, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, теории принятия решений, синтеза и оптимизации систем контроля, математического моделирования, стандартизации и интервального анализа.

' Основные научные результаты, выносимые на защиту:

методика целевого комплексирования АИК систем управления ГТД;

методика обоснования целей создания АИК и требований к средствам испытаний;

модифицированные методы многовекторного ранжирования средств испытаний, подлежащих комплексированию в АИК, когда коэффициенты важности критериев заданы интервалами значений;

модифицированные методы и алгоритмы моделирования линейных стационарных элементов систем управления и ГТД.

Научная новизна выполненной диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана методика построения автоматизированного информационно-измерительного комплекса испытания и моделирования систем управления газотурбинных двигателей, включающая этапы обоснования целей создания и требований по назначению комплекса, декомпозиции требований до уровня функций, отбора программных и аппаратных средств испытания для включения в состав комплекса.

2. Дополнены и развиты методы, разработаны алгоритмы и программы многовекторного ранжирования программных и аппаратных средств испытания для случая, когда коэффициенты важности критериев заданы интервалами значений.

3. Сформулированы и доказаны свойства обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной функции, позволившие развить методы математического моделирования линейных динамических систем высоких порядков (более 25-го).

4. Предложен модифицированный метод интегральных преобразований Лапласа, численный и аналитический алгоритмы имитационного моделирования линейных стационарных элементов систем управления и газотурбинных двигателей в режиме времени, близком к реальному.

5. Развиты методы и разработаны алгоритмы моделирования элементов систем управления и газотурбинных двигателей, описываемых правильными дробно-рациональными передаточными функциями, позволяющие существенно сократить время моделирования.

6. Решена задача построения автоматизированных информационно-измерительных комплексов контроля и испытания систем автоматического

управления газотурбинных двигателей на этапах их жизненного цикла (при проектировании, серийном производстве и эксплуатации).

Практическая ценность. Основными результатами работы являются:

научно обоснованные методики, технические задания на ОКР, алгоритмы и программы, которые используются в практической деятельности разработчиков при построении АИК бортовых систем управления для самолетов СУ-27МКИ, Су-ЗОМКИ, Ту-204, Ту-214, Ту-234, Ил-96, Ил-76 и др.;

технические задания на разработку автоматизированной системы контроля и специального программного обеспечения для агрегатов типа КРД-99;

средства контроля АСК-99, ППР-235С, КПА-235, КСК-90А2, ЦПС-

99Б.

Достоверность полученных результатов подтверждена соответствующими экспериментальными исследованиями, практической реализацией разработанных методов и результатами внедрения.

Реализация результатов работы. Разработанные методы и алгоритмы внедрены в следующих организациях: ФГУП «ММПП «Салют», г. Москва; НПО «Сатурн», г. Москва; ОАО «СТАР», г. Пермь; ОАО «НПП «ЭГА», г. Москва; ЦНИИ автоматики и гидравлики, г. Москва; ООО «СЭ-ПО-ЗЭМ», г. Саратов; ОАО «КБ Электроприбор», г. Саратов.

Материалы исследований используются в учебном процессе Михайловской артиллерийской академии (г. Санкт-Петербург) и Екатеринбургского высшего артиллерийского командного училища.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались:

на Международной научной конференции «Информационные техно -логии в естественных науках, экономике и образовании» (г. Саратов-Энгельс) в 2002 г.;

на Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (г. Калуга, г. Саратов) в 2002, 2004 гг.;

на Международной конференции «Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении» (г. Саратов) в 2002 г.;

на Международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза) в 2002, 2003 гг.;

на межведомственной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов) в 2003 г.;

на научно-техническом семинаре «Проблемы теории, конструкции, проектирования и эксплуатации ракет, ракетных двигателей и наземно-механического оборудования к ним» (г. Саратов) в 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ -35, в том числе: 25 статей, 1 монография. Получено: 1 патент на полезную модель, 2 свидетельства на полезную модель, 4 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ и 2 свидетельства об официальной регистрации топологии интегральной микросхемы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения, содержит: 200 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 26 таблиц, 146 наименований использованных литературных источников, 5 приложений на 17 листах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы основные цели и задачи исследования, кратко изложены этапы исследования, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первом разделе проведен анализ систем управления ГТД как объекта испытаний. Выбран базовый вариант системы - бортовая система управления (БСУ). Приведена имитационная модель системы и варианты математического описания ее элементов, отражающие характерные особенности систем исследуемого класса. Определены виды, цели, задачи и содержание испытаний рассматриваемых систем. Выбрано приоритетное направление создания АИК - метод целевого комплексирования по модульному принципу средств испытаний в единый комплекс. Приведен базовый вариант структуры ядра АИК (рис. 1), перечислены средства испытаний, подлежащие комплексированию. Выявлены основные трудности и пути их преодоления в процессе реализации метода целевого комплекси-рования. Осуществлена постановка задач исследования.

Во втором разделе предлагается методическое обеспечение и подход к решению поставленных научных задач исследования. Изложено общее содержание процесса целевого комплексирования:

обоснование целей создания и элементов требований к АИК; определение требований, направленных на достижение целей создания АИК;

выявление функций программных и аппаратных средств, обеспечивающих выполнение требований к АИК;

многокритериальное ранжирование и отбор средств испытаний на основании требований, обеспечивающих достижение целей создания АИК; разработка алгоритмов и программ испытаний БСУ; моделирование элементов БСУ и ГТД; комплексирование модулей и элементов в АИК. Раздел 2 состоит из трех подразделов.

Рис. 1. Базовый вариант структуры ядра АПК

Первый подраздел посвящен методике обоснования требований к средствам испытаний, подлежащим комплексированию в АИК (рис. 2), которая объединяет следующие методы:

сбора, анализа, упорядочения и отбора исходных данных; обоснования целей создания АИК и элементов требований (ЭТ) к

ним;

синтеза и отбора требований;

декомпозиции требований до уровня функций АИК. При этом используются стандарты СРПП, КС ОТТ, ЕСКД, КСКК, ЕСПД, технические условия объекта испытаний и опубликованные в работах В. В. Лобыцина, Д.М. Комарова, Б.А. Каплунова и др. методы синтеза, декомпозиции, отбора и оптимизации требований.

Этап сбора, анализа, упорядочения и отбора исходных данных согласно рассматриваемой методике отрабатывается в следующей последовательности:

1. Определяются признаки распознавания ЭТ и источники, содержащие необходимые исходные данные;

2. Определяются позиции и (или) критерии отбора ЭТ;

3. Анализируются источники информации, с целью распознавания и отбора исходных данных для нормирования;

4. Применяются методы отбора ЭТ.

В результате анализа и отбора формируются следующие подмножества ЭТ: Уэ -условий эксплуатации; Уп -экстремальных условий; Ус -специальных условий; ВИ - видов испытаний БСУ исследуемого класса; ГИ- графы, таблиц испытаний, определяющих объём и порядок контроля; ОК - объектов контроля; Б - целевых недостатков аналогов АИК; Пн -новых целевых потребностей; Ци - общепризнанных целей создания АИК; Х- характеристик аналогов, подлежащих воспроизведению; Я- наименований требований; К - количественных частей требований; В - возможностей по реализации потребностей.

В процессе обоснования требований по назначению выделяются следующие этапы:

1. Определение целевых частей требований;

2. Формирование подмножества нормируемых работ комплекса;

3. Работа с нормативно-техническими документами (НТД);

4. Синтез и отбор нормируемых задач и других требований к АИК;

5. Уточнение количественных частей требований.

Множество целей Ц создания АИК удовлетворяет известной логической формуле Ц = (Ци и Пн иХ С ]Б) Г) В. При его формировании применяются методы исследования бинарных связей, ранжирования, упорядочения по уровням нормирования и позиционного отбора целевых потребностей.

Подцели создания АИК выбираются из прямого произведения (ЦФ*ОК), где ЦФ - подмножество целей, определяющих функциональные характеристики комплекса.

Подмножество нормируемых работ Ж формируется методами синтеза и отбора из произведения (ЦФ * ОК хВИ*ГИ) О Р.

В процессе работы с НТД устанавливаются элементы подмножеств Уэ, Уп, Ус и наименования требований из подмножества Н. Далее определяются ситуации С, представляющие собой сочетания условий, в которых должны достигаться цели и выполняться работы комплекса.

Рис. 2. Общее содержание методики обоснования требований к АИК

Задачи, для выполнения которых разрабатывается АИК, объединяют целевые части требований, объекты контроля, сведения об испытаниях и условиях их проведения, т.е. задачи - это определённые ранее работы АИК, выполняемые в конкретных условиях. В простейшем случае задачи получают путём комбинирования и объединения совместимых работ с типовыми и экстремальными ситуациями.

Синтез и отбор нормируемых задач и количественных требований осуществляется табличным методом.

Количественные части требований уточняются по результатам анализа НТД и исходных требований заказчиков.

Требования по назначению АИК выбираются из выражения (Н х Е) С К, где Е - задачи, для выполнения которых разрабатывается комплекс, К - подмножество количественных частей требований.

На этапах определения функций аппаратных и программных средств применяются методы декомпозиции требований, анализируются способы проведения проверок объекта испытаний, изложенные в технических условиях (ТУ) и руководствах по эксплуатации испытываемых объектов. При этом устанавливаются контролируемые параметры, управляющие и стимулирующие сигналы. В результате становятся очевидными такие функции аппаратных средств, как измерение параметров, контроль прохождения, моделирование сигналов и т.п.

Во втором подразделе на основе результатов, полученных в теории интервального анализа, развитого Л В. Канторовичем, Е. Каухером, Ю. Херцбергером, и комплексного использования методов «жесткого», многовекторного и гипервекторного ранжирования, разработанных В В. Сафроновым, осуществлены постановка и развитие метода решения задачи ранжирования средств испытаний, характеризующихся множеством критериев, коэффициенты важности которых принимают интервальные значения.

В практике создания АИК значения коэффициентов важности многовекторных критериев важности, по которым производится построение кортежа Парето, имеют интервальные значения где

а, =Хы -1(7^,(1/ +3(7у- соответственно нижняя и верхняя границы интервала; - число критериев, - выборочная средняя; - выборочное среднее квадратическое отклонение (СКО). Поэтому решение задачи потребовало развития известных методов решения задачи, формулировки следующих определений:

- интервальная оценочная матрица, элементы которой Си задаются интервалами значений, т.е. Сы =[Сй,Си], где Си,Си- соответственно нижняя и верхняя границы интервалов, ;

- характерное число, показывающее количество средств испытаний (в интервале от Я}''до Я/"), доминирующих над /-М средством;

- характерное число, показывающее количество средств испытаний (в интервале от над которыми доминирует средство;

^¡¡ти" характерное число, определяющее, во сколько раз (в интервале от (22™,до Си™,), 1-е средство «превышае£<фредство (ке {1,п},к* I).

С целью изложения основных идей разработанного метода введены обозначения:

соответственно коэффициенты важности интервальных величин Я,1'" ,М)п', причем Ьн >Ьи >ЬС\

Ьн,Ьн,Ьи,Ьи,Ьс,Ьс- соответственно коэффициенты важности нижних и верхних границ интервалов причем

Тогда имеем:

- множество векторных компонент, характеризующих средство испытаний ;

- множество скалярных критериев, характеризующих систему 5/,у' = 1,3;

/ е /У,, где ЛГ,е{й};

- множество коэффициентов важности векторных ком-ионент системы 5,, причём = ' >

множество коэффициентов важности скалярных компонент, причём ^ ¿у/ = 1. ] -1.3;

- упорядоченное множество эффективных средств (кортеж Парето), элементы множества ранжированы в соответствии с решающими правилами так, что выполняется условие

С учетом введенных обозначений сформулирована задача многовекторного ранжирования:

Известны множества

Требуется найти кортеж Парето Р, для элементов которого справедливо

Содержание нового подхода к решению задачи заключается в следующем.

I. Проводится анализ исходной информации. Определяются критерии, по которым будут сравниваться средства испытаний, коэффициенты

важности или группы коэффициентов важности, заданные интервалами значений.

2. На основе анализа критериев осуществляется попарное сравнение систем 54 и 5, (к = \,п,1 = \,п,к*1), строится интервальная оценочная матрица | Си | . Для возможных значений подмножеств номеров лучших худших и равных критериев вводятся следующие элементы интервальной оценочной матрицы

если ^ = {17}, N¡,=0, N1=0, то Си = [N,,N,1^ = [0,0],#г »1;

если N1=0, N1=0, N1*0,то

если N1=0, N'^0, N1 *0,ю Си=[0,0],Сй -[ад];

3. Определяются неэффективные, в паретовском смысле, средства. Запоминаются их номера.

4. Применяется по шагам метод «жесткого» ранжирования, при котором на каждом г-М шаге, / = 0,п-1, определяются характерные числа Я'"' заданные не детерминированными числами, а интервалами значений. По этим числам решается многовекторная задача и выбирается номер средства, которое следует включить в кортеж Парето. В интервальной оценочной матрице исключаются (соответствующие этому средству) строка и столбец. Процесс определения характерных чисел и средства, включаемых в кортеж Парето, повторяется п-2 раз. Оставшееся (п-1-е) средство заносится в кортеж последним.

Если задача решается для множества Е групп коэффициентов важности, заданных интервалами значений, то п. 2-4 повторяются для каждой группы.

В третьем подразделе выполнен анализ методов моделирования элементов БСУ и ГТД. В качестве приоритетного выбран метод математического моделирования линейных стационарных динамических звеньев, решением обыкновенных линейных дифференциальных уравнений (ОДУ) и систем с постоянными коэффициентами. Приведены морфологические карты линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Определены основные недостатки ведущих отечественных и зарубежных программных средств, затрудняющие их использование при моделировании БСУ и объекта управления средствами АИК в режиме времени, близком к реальному, когда необходимо решение ОДУ порядков более

25-го: неприемлемое время вычислений, высокие требования к ресурсам компьютера (памяти и быстродействию), неадекватная точность, неприемлемые формы представления результатов.

Для преодоления указанных недостатков, в рамках исследования, проводимого в диссертационной работе на базе известного математического метода интегральных преобразований Лапласа, разработаны:

модифицированный метод, численный и аналитический алгоритмы, программы имитационного моделирования линейных стационарных элементов систем управления и ГТД;

усовершенствованный метод, численный и аналитический алгоритмы, программы математического моделирования элементов систем управления и ГТД, описываемых правильными дробно-рациональными передаточными функциями.

Все рассуждения проводятся применительно к комплексной области изменения значений коэффициентов ОДУ, комплексных значений начальных условий, от комплексных аргументов начальных условий, в предположении, что в будущем может возникнуть практическая необходимость в моделировании систем, описываемых комплексными линейными передаточными функциями.

Так, если рассмотреть дробно-рациональную функцию комплексной переменной вида

и считать, что дробь правильная, а коэффициенты тогда справедливы следующие свойства обратного преобразования Лапласа, сформулированные и доказанные в работе:

¿'ЯО — .->( 1

м

L '[•FM]- обратное преобразование Лапласа от функции F (s);

2. L'

1

= уЩ, где у{г) решение однородного ОДУ

dy{t) ^ „ d2y(t)

dt

- + а

dt1

+ ... + а.

j'y® dt"

,(0) = 0; M2=0; ^1 = 0; dt dt

= 0 с начальными условиями d'-'yj 0)

d-2y( 0).

ип-г

■=1;

dt"'1 " А""' 3. Ь = где *(/) решение однородного ОДУ

,. ¡ЬЦ) d1x(t) ¿"хф „ в0*(0 + о, + ¡'+...+а, = 0 с начальными условиями

|>о 01 ,.0 т /-0

производная обратного преобразования Лапласа от нулевого аргумента из свойства 2.

Сущность модифицированного метода интегральных преобразований в работе рассматривается применительно к задаче Коши для однородного дифференциального уравнения с начальными условиями (НУ) третьего рода.

Дано ОДУ я-го порядка с постоянными комплексными коэффициентами вида Та, ^ ^Р =0, и НУ, заданных линейными дифференциальными 7.о «

операторами над искомой функцией от нулевого начального аргумента

d'y(0) „ . г-

¿jDjj" = = 1,л, где а, - значение коэффициента при J-И производной от функции y(t)\ btj-j-Й комплексный коэффицие®ТОператора НУ; Yj-комплексное значение НУ.

Идея метода заключается в следующем. Исходные начальные условия заменяются на стандартные (унитарные, с единицей при старшей производной). Затем найденное решение ОДУ с унитарными условиями модифицируется заданными НУ.

Один из алгоритмов, реализующий метод:

1. По заданному ОДУ строится характеристический полином ,

где s - независимая переменная (параметр интегрального преобразования Лапласа).

2. Вычисляются различные корни характеристического полинома и их кратности, соответственно Л1,Л2,...,Лр И т,,т2,...,тр, где р - количество некратных корней; \ - 1-й корень характеристического полинома; т,- кратность корня.

3. Определяются корневые модификации базисных функций

где корневая модификация базис-

ной функции, соответствующая корню.

4. Формируется матрица-строка Basis базисных функций в порядке следования корней и возрастания номера корневой модификации базисной функции ,Soj2i.....В<Иц ,...,Basp J.

5. Строится специальная матрица С, значения элементов которой зависят от значений корней Л, и их кратностей.

6. По коэффициентам дифференциальных операторов НУ находятся матрица-строка, элементы которой определяются по выражению Polle ^ =btJ,j = \,n,i = 0,n-\, и матрица-столбец 1с значений заданных НУ.

7. Вычисляется решение заданного ОДУ с заданными НУ по матричной формуле

В работе указана ссылка на монографию, где описаны методы и алгоритмы решения начальных и краевых задач для линейных однородных и

неоднородных ОДУ с постоянными, кусочно-постоянными комплексными коэффициентами, НУ в форме Коши, III рода, специальной правой частью в виде квазиполинома, функции Дирака и суммы квазиполинома и функции Дирака. Монография написана в соавторстве с Л.Г; Быстровым, Г.С. Говоренко, А.В. Горишем, В.В. Сафроновым и В.А. Ушаковым.

Идея развитого метода моделирования правильных дробно-рациональных функций заключается в следующем. В искомой функции числитель заменяется на единицу. От новой функции строится обратное преобразование Лапласа (методами линейной матричной алгебры). Полученная промежуточная функция, тождественно равная функции Коши для ОДУ, определяемого полиномом знаменателя, обрабатывается линейным дифференциальным оператором, определяемым полиномом числителя искомой функции. Результат есть обратное преобразование Лапласа от заданной дробно-рациональной функции.

Один из разработанных алгоритмов, реализующий метод, приводится далее.

Дана дробно-рациональная функция вида

где ком-

плексные коэффициенты. Необходимо вычислить обратное преобразование Лапласа от заданной функции. Решение.

1. Умножить полином знаменателя и числителя на выражение

р

^(■г-АД где Л * - число, комплексно-сопряженное с к-м комплексном

несопряженным корнем полинома знаменателя, - полное количество комплексных несопряженных корней. В результате полином знаменателя в искомой функции принимает вещественную форму:

2. Произвести декомпозицию выражения на вещественную и мнимую составляющие

З.По коэффициентам знаменателя выражен1Й5(фостроить систему (п+р) уравнений первого порядка в форме Коши, НУ к системе выбрать унитарными с единицей для старшей переменной состояния

= =1л + D-l

dx„i.f

4. По коэффициентам числителей выражений Re(F(s)) и Im(F(s)) определить уравнения вывода

Проведенные вычислительные эксперименты показали, что практическое моделирование элементов систем управления и ГТД с помощью разработанных в рамках диссертационной работы подходов, алгоритмов и программ может осуществляться в режиме времени, близком к реальному. По скорости вычислений в сравнении с лучшими зарубежными пакетами компьютерной математики (Maple, Mathematica, Derive) методы позволяют получать результат в несколько раз быстрее (на порядках свыше 25-го в сотни раз) при аналогичной точности, превосходят по точности вычислений известные пакеты численной математики MatLab, MatCAD, по форме представления результатов (приведение подобных членов, разделение на вещественную и мнимую составляющие, возможность графического отображения комплексных решений), особенно на высоких порядках ОДУ, превосходят все аналоги.

Имеется возможность моделирования систем управления и ГТД в реальном времени с помощью аналоговых средств, построением решающих схем, методами, базирующимися на сформулированных в работе утверждениях.

В третьем разделе осуществлена проверка работоспособности и эффективности разработанных теоретических положений, алгоритмов и программ путем решения следующих задач:

обоснования требований по назначению к автоматизированной системе контроля (АСК) комплексного регулятора двигателя типа КРД-99;

многокритериального ранжирования и отбора средств испытаний, подлежащих комплексированию в АИК;

моделирования линейных стационарных звеньев, описывающих динамические характеристики регулятора КРД-99 и ГТД, в режиме реального времени;

целевого комплексирования средств испытаний в состав АСК-99. В заключении перечислены наименования развитых методов, методик и решённых задач, указаны направления дальнейших исследований и дается следующий вывод: предлагаемые в диссертации результаты содержат решения задачи построения автоматизированных комплексов испытания и моделирования систем управления ГТД, которая имеет существенное значение для отраслей знаний «Информационно - измерительные и

ул 0= у,,,{!)= ¿xic)',,

управляющие системы» и «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ».

В приложениях представлены фрагменты решения задачи обоснования требований и многовекторного ранжирования средств испытаний применительно к системе АСК-99, копии свидетельств на официальную регистрацию программ для ЭВМ, копия патента на полезную модель.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Методика построения автоматизированного информационно-измерительного комплекса испытания и моделирования, путем целевого комплексирования средств испытаний по модульному принципу.

2. Развитые методы и алгоритмы «интервального» ранжирования.

3. Модифицированные методы и алгоритмы моделирования динамических систем, описываемых линейными стационарными функциями.

4. Реализация разработанных теоретических подходов, алгоритмов и программ позволила решить актуальные практические задачи:

сокращение затрат на НИОКР по созданию АИК, путем эффективного управления требованиями;

выбор оптимального варианта набора средств испытаний, подлежащих комплексированию в АИК при частичной неопределенности исходных данных;

моделирование БСУ и ГТД в режиме времени, близком к реальному;

сокращение времени проектирования АИК за счет комплексирования готовых программно-аппаратных модулей;

выявление проектных несовершенств БСУ на ранних этапах их жизненного цикла.

5. Технические задания на разработку автоматизированной системы контроля и специального программного обеспечения для агрегатов типа КРД-99.

6. Средства контроля и испытания (АСК-99, ГШР-235С, КПА-235, КСК-90А2, ЦПС-99Б).

7. Модифицированные методы, алгоритмы и программы, предлагаемые в работе, внедрены в учебном процессе ряда вузов и в производственную деятельность некоторых предприятий, что подтверждается прилагаемыми актами внедрения.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в следующих основных работах:

1. Тетерин Д. П. Оценка вариантов технических систем по показателям сложности / Д.П. Тетерин, А.Е. Филюстин, Н.К. Назипов // Оборонная техника.-1995.-№ 11-12.

2. Тетерин Д.П. Анализ линейных стационарных односвязных одноконтурных динамических систем с запаздыванием (опережением) /

Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое // Информационные технологии в естественных науках, экономике и образовании: Труды Междунар. науч. конф. - Саратов-Энгельс: Научная книга, 2002. - С. 325-326.

3. Исследование динамических систем методом аналогового моделирования / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. - Пенза: Информ.-издат. центр Пенз. гос. ун-та, 2002. - С. 163.

4. Построение цифровой и аналоговой моделей линейного динамического звена с комплексной дробно-рациональной передаточной функцией / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении: Материалы Междунар. конф. ИПТМУ РАН. - Саратов: СГТУ, 2002. - С. 235-240.

5. Целевое комплексирование экспертных аппаратно-программных средств реализации интеллектуальных систем в процессах испытания бортовых комплексов / Д.П. Тетерин, B.C. Дрогайцев, Г.С. Говоренко и др. // Интеллектуальные системы: Труды Пятого междунар. симп. - М.: Ml ГУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - С. 200-202.

6. Методы обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Проблемы естественно-научных дисциплин: Сб. науч.-мет. трудов: №1. - Саратов - Энгельс: Научная книга, 2003. -С. 21-49.

7. Тетерин Д.П. Технология построения интеллектуальных систем управления процессом комплексирования автоматизированных средств испытания бортовых систем летательных аппаратов / Д.П. Тетерин,

B.C. Дрогайцев, Г.С. Говоренко // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. - Пенза: Информ.-издат. центр Пенз. гос. ун-та, 2003. -

C.273-274.

8. Многовекторное и гипервекторное ранжирование автоматизированных систем контроля / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. - Пенза: Информ.-издат. центр Пенз. гос. ун-та, 2003. - С. 292-294.

9. Принцип построения интеллектуальных систем поддержки процесса целевого комплексирования аппаратно-программных средств испытания бортовых систем / Д.П. Тетерин, B.C. Дрогайцев, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2003. - № 1. - С. 35-47.

10. Тетерин Д.П. Методы и вычислительные алгоритмы построения матричной резольвенты / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров // Проблемы теории, конструкции, проектирования и эксплуатации ракет, ракетных двигателей и наземно-механического оборудования к ним: Труды науч. -техн. сем. -Саратов: Сарат. филиал ВАУ, 2003. - С. 107-112.

11. Построение обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Доклады академии военных наук. - 2003. -№9.-С. 27-47.

12. Решение линейных дифференциальных уравнений. Аналитико-числовые методы и алгоритмы / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстрое, А.В. Гориш и др. - М: МГУЛ, 2004. Ч. 1. - 440 с.

13. Гипервекторное ранжирование сложных систем для различных решающих правил / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // Проблемы точной механики и управления: Сб. науч. трудов. - Саратов: СГТУ, 2004. - С. 96-102.

14. Тетерин Д.П. Математическое моделирование динамических систем, описываемых неоднородными линейными дифференциальными уравнениями с начальными условиями третьего рода / Д.П. Тетерин // Интеллектуальные системы: Труды Шестого междунар. симп. - М.: РУСАКИ, 2004.-С. 116-119.

15. Ранжирование сложных систем при задании коэффициентов важности интервалами значений / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говорен-ко, В.А. Ушаков // Интеллектуальные системы: Труды Шестого Междунар. симп. - М.: РУСАКИ, 2004. - С. 275-278.

16. Метод ранжирования сложных систем при интервальной неопределенности коэффициентов важности / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков// 1нформацШно-керукга системи на згиизни-чому транспорт. -2004.-№4-5.-С. 83-85.

17. Технология процесса комплексирования автоматизированных средств испытания бортовых систем летательных аппаратов / Д.П. Тетерин, B.C. Дрогайцев, В.Н. Писарев и др. // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2004. - № 3. - С. 53-76.

18. Тетерин Д.П. Ранжирование сложных высоконадежных систем на этапах их жизненного цикла / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2004. - № 3. - С. 8288.

19. Ранжирование сложных радиоэлектронных систем на этапах их жизненного цикла с целью обеспечения высокой надежности / Д.П. Тете-рин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // Радиовысотометрия-2004: Труды Первой Всерос. науч. -техн. конф. - Екатеринбург: АМБ, 2004.-С. 192-197.

20. Свидетельство на полезную модель № 95120833 РФ «Устройство для решения задач оценки качества ВВТ» от 20.12.1997 г. / Д.П. Тетерин, И.В. Казаков, А.Е. Филюстин и др.

21. Патент на полезную модель № 39208 РФ «Устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управ-

»27005

ления газотурбинного двигателя» от 20.07.2004 г. / Д.П. Тетерин, В.В. Антонов, В.И. Федюкин и др.

22. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 20036101150 «Signal Viewer версия 1.0» от 14.01.2003 г. / Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Р.А. Гусев, В.А. Ушаков.

23. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611328 «Serial Data Monitor and Analyzer (SDMA) версия 1.0» от 30.05.2003 г. / Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Р.А. Гусев, В.А. Ушаков.

24. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004611728 «Universal Monitoring and Testing System (UMTS) версия 1.0» от 22.07.2004 г. /Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Р.А. Гусев, В.А.

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать 22.11.04 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ.л. 1,0 Уч.-изд.л 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 492 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Введение

1. Характеристика объекта и автоматизированных средств испытаний. Постановка задач исследования

1.1. Характерные особенности БСУ ГТД, как объекта испытания

1.2. Виды, цели, задачи и содержание испытаний БСУ ГТД

1.3. Автоматизированные средства испытаний

1.4. Постановка задач исследования 30 Выводы по разделу 1.

2. Методическое обеспечение целевого комплексирования АИК БСУ ГТД

2.1. Методика обоснования целей создания АИК и требований к средствам испытаний

2.1.1. Исходные понятия, аксиомы и применяемые методы

2.1.2. Сбор, анализ и упорядочение исходных данных

2.1.3. Определение целевых частей требований и нормируемых работ комплекса

2.1.4. Обоснование требований с помощью нормативно-технических документов

2.1.5. Определение функций аппаратных и программных средств испытаний

2.2. Многовекторное ранжирования средств испытаний

2.2.1. Постановка задачи

2.2.2. Вычисление элементов интервальной оценочной матрицы

2.2.3. Вычисление характерных чисел, заданных интервалами значений

2.2.4. Выбор лучшей системы с целью включения ее в кортеж Парето

2.2.5. Решение задачи ранжирования средств испытаний: коэффициенты важности заданы интервалами значений

2.2.6. Особенности решения задачи многовекторного ранжирования по совокупности критериев, заданных интервалами значений

2.2.7. Решение задачи многовекторного ранжирования: коэффициенты важности заданы интервалами значений

2.3. Моделирование линейных стационарных элементов БСУ и ГТД

2.3.1. Постановка задачи

2.3.2. Модифицированный метод интегральных преобразований Лапласа

2.3.3. Построение обратного преобразований Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции

2.3.4. Алгоритмы решения начальной задачи с начальными условиями III рода для однородного ДУ

2.3.5. Алгоритмы построения обратного преобразований Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции

Выводы по разделу 2.

3. Целевое комплексирование автоматизированной системы контроля БСУ

3.1. Обоснование требований к автоматизированной системе контроля

3.1.1. Уточнение целевого назначения АСК

3.1.2. Работа с нормативно-техническими документами

3.1.3. Обоснование и уточнение количественных требований

3.2. Многовекторное ранжирование средств моделирования линейных стационарных элементов БСУ и ГТД

3.3. Моделирования линейных стационарных элементов БСУ и ГТД

3.4. Целевое комплексирование средств испытаний 156 3.4.1. Определение функций АСК

V 3.4.2. Отбор и комплексирование аппаратных средств АСК

Выводы по разделу 3.

Актуальность работы. Качество и надежность систем управления газотурбинных двигателей (ГТД) непосредственно влияет на безопасность полетов. Совершенствование методов и средств контроля и испытания подобных систем является ответственной задачей, решение которой во многом связано с имитационным моделированием.

Над созданием средств испытаний, осуществляющих функции моделирования, работали ученые Б.В. Боев, О.С. Гуревич, Г.П. Шибанов, В.И. Васильев,

М.Г. Кессельман и др. В результате, в период с 1980 по 2000 гг., были разработаны и нашли применение в авиационном машиностроении автоматизированные средства типа ИВК, К-732, К-734, К-742, и др.

Однако повышение сложности и ответственности систем управления, смена элементной базы и появление быстродействующих вычислительных машин потребовали новых подходов к созданию средств испытаний. Перспективным, экономически целесообразным, но недостаточно разработанным направлением создания подобных средств является целевое комплексирование по модульному принципу унифицированных программных и аппаратных средств в единый автоматизированный информационно-измерительный комплекс испытания и моделирования (АИК). Разработка комплекса связана с решением следующих проблем: обоснования целей создания и технических требований к АИК, обеспечивающих многокритериальный отбор аппаратных и программных модулей; ^ многовекторного ранжирования программно-аппаратных средств испытаний с целью исключения дефицита и избыточности функциональных модулей и устройств; адекватного моделирования линейных стационарных систем, описываемых типовыми динамическими звеньями, в режиме времени, близком к реальному; обеспечения принципа единства методического, программного, метрологического и нормативного обеспечений средств автоматизации испытаний.

Цель работы. Совершенствование методов и средств контроля и испытания систем управления газотурбинных двигателей.

Научные задачи.

1. Исследование методов построения автоматизированных комплексов и средств моделирования систем управления и газотурбинных двигателей.

2. Разработка методики целевого комплексирования АИК по модульному принципу.

3. Развитие методов и средств моделирования элементов систем управления и газотурбинных двигателей.

4. Построение информационно-измерительного комплекса испытания и моделирования систем управления ГТД.

Методы исследования. Решение поставленных в работе научных задач предполагает комплексное использование методов системного анализа, теории множеств, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, теории принятия решений, синтеза и оптимизации систем контроля, математического моделирования, интервального анализа.

Основные научные результаты, выносимые на защиту: методика целевого комплексирования АИК систем управления ГТД; методика обоснования целей создания АИК и требований к средствам ис-чЛ пытаний; развитые методы многовекторного ранжирования средств испытаний, подлежащих комплексированию в АИК, когда коэффициенты важности критериев заданы интервалами значений; модифицированные методы и алгоритмы моделирования линейных стационарных элементов систем управления и ГТД.

Научная новизна выполненной диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана методика построения автоматизированного информационно-измерительного комплекса испытания и моделирования систем управления газотурбинных двигателей, включающая этапы обоснования целей создания и требований по назначению комплекса, декомпозиции требований до уровня функций, отбора программных и аппаратных средств испытания для включения в состав комплекса.

2. Дополнены и развиты методы, разработаны алгоритмы и программы многовекторного ранжирования программных и аппаратных средств испытания для случая, когда коэффициенты важности критериев заданы интервалами значений.

3. Сформулированы и доказаны свойства обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной функции, позволившие развить методы математического моделирования линейных динамических систем высоких порядков (более 25-го).

4. Предложен модифицированный метод интегральных преобразований Лапласа, численный и аналитический алгоритмы имитационного моделирования линейных стационарных элементов систем управления и газотурбинных двигателей в режиме времени, близком к реальному.

5. Развиты методы и разработаны алгоритмы моделирования элементов систем управления и газотурбинных двигателей, описываемых правильными дробно-рациональными передаточными функциями, позволяющие существенно сократить время моделирования.

6. Решена задача построения автоматизированных информационно-измерительных комплексов контроля и испытания систем автоматического управления газотурбинных двигателей на этапах их жизненного цикла (при проектировании, серийном производстве, эксплуатации и утилизации).

Практическая ценность. Основными результатами работы являются: научно-обоснованные методики, технические задания на ОКР, алгоритмы и программы, которые используются в практической деятельности разработчиков при построении АИК бортовых систем управления для самолетов СУ-27МКИ, Су-ЗОМКИ, Ту-204, Ту-214, Ту-234, Ил-96, Ил-76 и др.; технические задания на разработку автоматизированной системы контроля и специального программного обеспечения для агрегатов типа КРД-99; средства контроля АСК-99, ППР-235С, КПА-235, КСК-90А2, ЦПС-99Б.

Достоверность полученных результатов подтверждена соответствующими экспериментальными исследованиями, практической реализацией разработанных методов и результатами внедрения.

Реализация результатов работы. Разработанные методы и алгоритмы внедрены в следующих организациях: ФГУП «ММПП «Салют», г. Москва; НПО «Сатурн», г. Москва; ОАО «СТАР», г. Пермь; ОАО «НПП «ЭГА», г. Москва; ЦНИИ автоматики и гидравлики, г. Москва; ООО «СЭПО-ЗЭМ», г. Саратов; ОАО «КБ Электроприбор», г. Саратов.

Материалы исследований используются в учебном процессе Михайловской артиллерийской академии (г. Санкт-Петербург).

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались: на Международной научной конференции «Информационные технологии в естественных науках, экономике и образовании» (г. Саратов-Энгельс) в 2002 г.; на Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (г. Калуга, г. Саратов) в 2002, 2004 г.г.; на Международной конференции «Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении» (г. Саратов) в 2002 г.; на Международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза) в 2002, 2003 г.г.; на межведомственной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов) в 2003 г.; на научно-техническом семинаре «Проблемы теории, конструкции, проектирования и эксплуатации ракет, ракетных двигателей и наземно-механического оборудования к ним» (г. Саратов) в 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ - 35, в том числе: 25 статьи, 1 монография. Получено: 1 патент на полезную модель, 2 свидетельства на полезную модель, 4 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ и 2 свидетельства об официальной регистрации топологии интегральной микросхемы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка литературы и приложения, содержит: 207 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 26 таблиц, 146 наименований использованных литературных источников, 5 приложений на 22 листах.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3

1. При целевом комплексировании аппаратных и программных средств, отобранные на исходном уровне нормирования цели включаются в состав иерархии требований по назначению и определяют приоритеты критериев принятия решений на этапах проектирования.

2. Не имеющая решения путем полного перебора, задача синтеза целевых частей, подцелей, работ, ситуаций, задач АИК, словесных частей и конкретных количественных требований решена, благодаря многоступенчатому отбору производных требований в процессе их синтеза.

3. В данной работе впервые осуществлен многоступенчатый процесс синтеза и отбора требований по назначению АИК, с учетом ЭТ выбранных из НТД.

4. Впервые описаны логика процесса выявления связей между нормируемыми целями создания АИК и функциями программных и аппаратных средств.

5. Проведенный многокритериальный отбор программных и аппаратных средств показал, что наиболее приемлемыми для моделирования в АИК линейных стационарных элементов САУ являются аналоговые средства и пакет компьютерной математики BDsolve (Россия, ОАО «КБ Электроприбор»).

6. Многокритериальный отбор требований к АИК и аппаратно-программных средств, на основе учета необходимости выполнения целей исходного уровня, моделирование элементов ГТД и аппаратных средств САУ в процессе испытаний обеспечивают реализацию глобального критерия оптимизации на этапах создания комплекса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с ГОСТ 18731, изделия авиационной техники и средства контроля их технического состояния должны создаваться одновременно. Практическая реализация этого положения, особенно на ранних этапах проектирования систем управления ГТД, сопряжены с преодолением значительных трудностей [97, 105]. Данная работа направлена на уменьшение разрыва между сроками проектирования БСУ и АИК, исследуемого класса, путём устранения следующих трудностей и недостатков: не сложилась теоретическая концепция обеспечения принципа единства методического, программного, метрологического и нормативного обеспечений средств автоматизации испытаний; отсутствует методика обоснования целей создания и технических требований к средствам испытаний, обеспечивающая многокритериальный отбор аппаратных и программных модулей для АИК; недостаточно разработаны методы многовекторного ранжирования программно-аппаратных средств испытаний, с целью исключения дефицита и избыточности функциональных модулей и устройств; существуют проблемы адекватного моделирования линейных стационарных систем, описываемых типовыми динамическими звеньями, в режиме времени, близком к реальному.

Разработанное в диссертации методическое обеспечение процесса целевого комплексирования АИК БСУ включает: методику целевого комплексирования АИК, позволяющую разрабатывать средства испытаний параллельно с созданием САУ ГТД, обеспечивая возможность выявления проектных несовершенств на ранних этапах жизненного цикла изделий; методику обоснования целей создания АИК и требований к средствам испытаний, которая позволяет перейти от практики разработки технических заданий на проектирование сложных систем, на основе интуиции и эвристических методов нормирования, к формализованной и, в значительной степени, автоматизированной работе по обоснованию требований и составлению ТЗ, с помощью промышленной САПР; модифицированные методы моделирования линейных стационарных элементов САУ и ГТД, описываемых дифференциальными уравнениями высоких порядков, позволяющие в режиме времени, близком к реальному, имитировать в АИК работу двигателя и системы управления; методы многовекторного ранжирования, обеспечивающие, в условиях неопределенности, эффективный отбор средств испытаний, подлежащих ком-плексированию, с целью выполнения функций АИК, исключения дефицита и избыточности модулей и устройств; этапы процесса целевого комплексирования АИК по модульному принципу.

Порядок применения предлагаемых алгоритмов, методов и методик, этапы процесса целевого комплексирования демонстрируются на примерах.

Реализация разработанных методов, алгоритмов и программ позволила решить актуальные практические задачи: сокращение затрат на НИОКР по созданию АИК, путем эффективного управления требованиями; выбор оптимального варианта набора средств испытаний, подлежащих комплексированию в АИК при частичной неопределенности исходных данных; моделирование БСУ и ГТД в режиме времени близком к реальному; сокращение времени проектирования АИК за счет комплексирования готовых программно-аппаратных модулей; выявление проектных несовершенств БСУ на ранних этапах их жизненного цикла; разработать технические задания на проектирование автоматизированной системы контроля и специального программного обеспечения для агрегатов типа КРД-99; ускорить процесс разработки средств контроля (АСК-99, ППР-235С, КПА-235, КСК-90А2, ЦПС-99Б).

Методы, алгоритмы и программы, рассматриваемые в работе, применяются на практике и внедрены в учебный процесс ряда вузов.

Полученные результаты подлежат развитию в следующих направлениях: адаптации и совершенствования применительно к процессам испытаний систем управления J1A; в направлении применения разработанных методов и методик при проектировании самих систем управления двигателями JIA; в направлении создания подсистемы автоматизированного нормирования в рамках САПР АСК систем управления ГТД.

Например, создание подсистемы автоматизированного нормирования приведёт к эффекту, который прогнозируется в виде следующих результатов: сокращение времени и затрат на разработку ТТЗ и ТЗ; упрощение процесса увязки противоречивых требований; уменьшение ошибок в ТТЗ и ТЗ; повышение конкурентоспособности разрабатываемых систем; быструю переработку ТЗ, в случаях необходимости; сокращение времени проработки проектных решений; своевременное внесение изменений в базу исходных данных, в требования и характеристики, в котировки и цены подконтрольных систем; объективная оценка эффективности и качества разрабатываемых систем. В итоге это ведёт к сокращению времени, затрат и ошибок при комплек-сировании программных и аппаратных средств, с помощью САПР.

1. Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления. // Методы классической и современной теории автоматического управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 748 с.

2. Дифференциальные уравнения / С.А. Агафонов, А.Д. Герман, Т.В. Муратов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 348 с.

3. Элементы современной теории функционально-дифференциальных уравнений. Методы и приложения / Н.В. Азбелев, В.П. Максимов, Л.Ф. Рахма-туллина. М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 384 с.

4. Введение в среду пакета Mathematica 2.2 / В.З. Аладьев, М.Л. Шишаков. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1997. - 368 с.

5. Управление космическим летательным аппаратом / К.Б. Алексеев, Г.Г. Бебенин. М.: Машиностроение, 1964. - 400 с.

6. Математика для электро и радиоинженеров / Анго Андре. - М.: Наука, 1967. - 780 с.

7. Математическая теория конструирования систем управления / В.Н. Афанасьев, В.Б. Колмановский, В.Р. Носов. М.: Высш. шк., 1989. - 447 с.

8. Численные методы / Н. Бахвалов, Н. Жидков, Г. Кобельков. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 632с.

9. Интегральные системы автоматического управления силовыми установками самолетов / Ю.С. Белкин, Б.В. Боев, О.С. Гуревич, Ю.В. Ковачич и др. М.: Машиностроение, 1983. - 283 с.

10. Практическое моделирование динамических систем / Е. Бенькович, Ю. Колесов, Ю. Сениченко. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 464 с.

11. Вычислительная математика и программирование / Ю.П. Боглаев. -М.: Высш. шк., 1990. 544 с.

12. Справочник пособие по высшей математике. Дифференциальные уравнения в примерах задач / А.К. Боярчук, Г.П. Головач. М.: Эдиториал УРСС, 2001.-384 с.

13. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, 1981.-718 с.

14. Аналитически-численный метод расчета динамических систем / Ю.А. Бычков, С.В. Щербаков. СПб.: Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отделение, 2002. - 368 с.

15. О задачах линейного программирования с интервальноыми коэффициентами / А.А. Ватолин // ЖВМ и МФ, 1984. Т. 24. № 11. С. 1629-1637.

16. Математическое мышление / Г. Вейль. М.: Наука, 1989. - 400 с.

17. Основы численных методов / В.М. Вержбицкий. М: Высш. шк., 2002. - 840 с.

18. Программирование на аналоговых вычислительных машин / И.М. Ви-теберг. М.: Машиностроение, 1972. - 407 с.

19. Программирование аналого-цифровых вычислительных систем / И.М. Витенберг, М.Г. Левин, И.Я. Шор. М.: Радио и связь, 1989. - 288 с.

20. Приближенные методы математической физики / Е.А. Власова, B.C. Зарубин, Г.Н. Кувыркин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 700 с.

21. Матрицы вычисления / В.В. Воеводин, Ю.А. Кузнецов. М.: Наука, 1984.-320 с.

22. Практикум по вычислительной математике / Г.Н. Воробьева, А.Н. Данилова. М.: Высш. шк., 1990. - 208 с.

23. Введение в динамику сложных управляемых систем / А.А. Воронов. -М.: Наука, 1985.-352 с.

24. Теория матриц / Ф.Р. Гантмахер. М.: Наука, 1967. - 576 с.

25. Матричные вычисления / Дж. Голуб, Ч. Ван Лоун. М.: Мир, 1994.548 с.

26. Основы дискретной математики / В.А. Горбатов. М.: Высш. шк., 1986.-311 с.

27. Аналоговое моделирование систем управления / Е.Д. Горбацевич, Ф.Ф. Левинзон. М.: Наука, 1984. - 304 с.

28. Математическая система Maple V R3/R4/R5 / В.П. Дьяконов. М.: СОЛОН, 1998. - 400 с.

29. Справочник по системе символьной математики Derive / В.П. Дьяконов. М.: «СК Пресс», 1998. - 256 с.

30. Справочник по MathCAD PLUS 7.0 PRO / В.П. Дьяконов. М.: СК Пресс, 1998.-352 с.

31. Численные методы / В.М. Заварыкин, В.Г. Житомирский, М.П. Лап-чик. -М.: Просвещение, 1990. 176 с.

32. Техника вычислений и алгоритмизация / В.М. Заварыкин, В.Г. Житомирский, М.П. Лапчик. -М.: Просвещение, 1987. 160 с.

33. Зарубежные библиотеки и пакеты программ по вычислительной математике // Под ред. У. Кауэлла. М.: Наука, 1993. - 344 с.

34. Обыкновенные дифференциальные уравнения / В.Ф. Зайцев, А.Д. Полянин. М.: Физматлит, 2001. - 576 с.

35. Математическое моделирование в технике / B.C. Зарубин // Учеб. для вузов под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001.-496 с.

36. Оптимизация средств обеспечения стрельбы артиллерии / Е.В. Извеков, Б.А. Каплунов. М.: Воениздат, 1979.

37. Информационно-измерительная техника, экология и мониторинг: // Науч. тр. Вып. 6 (2003). - М.: МГУЛ, 2003. - 568 с.

38. Информационно-измерительная техника, экология и мониторинг // Научн. труды. Выпуск 2001/1. М.: МГУЛ, 2001. - 600 с.

39. История отечественной математики. Киев, 1970. - 668 с.

40. Численные методы и программное обеспечение / Д. Каханер, К. Мо-улер, С. Нэш. М.: Мир, 2001. 575 с.

41. Искусство программирования. Т. 1. Основные алгоритмы / Д.Э. Кнут. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 720 с.

42. Искусство программирования. Т. 2. Получисленные алгоритмы / Д.Э. Кнут. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 832 с.

43. Искусство программирования. Т. 3. Сортировка и поиск / Д.Э. Кнут. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. 832 с.

44. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования / Б.Я. Коган. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит., 1963. - 510 с.

45. Математические модели оптимизации требований стандартов / Д.М. Комаров. М.: Издательство стандартов, 1976.

46. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1978. - 831 с.

47. Цифровая обработка сигналов / М.С. Куприянов, Б.Д. Матюшкин. -СПб.: Политехника, 2002. 592 с.

48. Интервальный подход к оптимизации в условиях неопределенности / В.И. Левин // Информационные технологии. 1999. - № 1. С.7-12.

49. Задачи непрерывной оптимизации в условиях интервальной неопределенности / В.И. Левин // Информационные технологии. 1999. - № 7. С.31-37.

50. Принципы работы с требованиями к программному обеспечению / Д. Леффингуэлл, Д. Уидриг. М.: Вильяме, 2002.

51. Проектирование математического оборудования АСУ / В.В. Липаев. -М.: Советское радио, 1977. 400 с.

52. Комбинаторика для программистов / В. Липский. М.: Мир, 1988.213 с.

53. Использование абстракций и спецификаций при разработке программ / Б. Лисков, Дж. Гатег. М.: 1989. - 424 с.

54. Системный подход к формированию требований / В.В. Лобыцин // Стандарты и качество. 1976. - №1.

55. Математический аппарат физики / Э. Маделунг. М.: Наука, 1957.618 с.

56. Maple V Power edition / Б.М. Манзон. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. - 240 с.

57. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1989.-608 с.

58. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. М.: Наука. 1977.-455 с.

59. Математическая энциклопедия. Т. 4: Ок Слу. - М.: Советская Энциклопедия, 1984. 1216.

60. Математическая энциклопедия. Т. 5: Слу Я. - М.: Советская Энциклопедия, 1984. 1248.

61. Математическая энциклопедия. Т. 3: Коо Од. - М.: Советская Энциклопедия, 1982. 1184.

62. Математическая энциклопедия. Т. 2: Д Коо. - М.: Советская Энциклопедия, 1979. 1104.

63. Математическая энциклопедия. Т. 1: А Г. - М.: Советская Энциклопедия, 1977. 1152.

64. Maple 6. Решение задач высшей математики и механики / А. Матросов. СПб.: БХВ - Петербург, 2001 г. - 528 с.

65. Дифференциальные уравнения и численные методы / В.М. Матросов, Ю.Е. Бояринцев. М.: Наука. 1986. - 280 с.

66. Методика выбора номенклатуры нормируемых показателей надёжности технических устройств. М.: Издательство стандартов, 1970.

67. Методы современной теории автоматического управления. // Методы классической и современной теории автоматического управления. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 748 с.

68. Методы теоретической физики / Ф.М. Морс, Г. Фешбах. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. - 886 с.

69. Системотехника: Методы и приложения / В.И. Николаев, В.М. Брук. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. - 199 с.

70. Дискретная математика / Ф.А. Новиков. СПб.: Питер, 2002. - 304 с.

71. Стационарные модели систем автоматического управления / М.Я. Островский, С.Л. Чечурин. СПб.: Энергоатомиздат, 1989. - 208 с.

72. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений / Дж. Ортега, У. Пул. М.: Наука, 1986. - 288 с.

73. Mathcad PLUS 6.0 для студентов и инженеров / В.Ф. Очков. М.: ТОО фирма «КомпьютерПресс», 1996. - 238 с.

74. Обыкновенные дифференциальные уравнения в примерах и задачах /

75. A.В. Пантелеев, А.С. Якимов, А.В.Босов // Учебное пособие. М.: Высш. шк., 2001.-376 с.

76. Обыкновенные дифференциальные уравнения / Л.С. Понтрягин. М.: Наука, 1982.-331 с.

77. Matlab / В.Г. Потёмкин // Справочное пособие. М.: ДИАЛОГ-МАФИ, 1997.-350 с.

78. Математические методы интерпретации эксперимента / Ю.П. Пытьев. -М.: Высш. шк., 1989. 351 с.

79. Разработка и поставка продукции на производство. ГОСТ 15.001-73. -М.: Издательство стандартов, 1976.

80. Курс дифференциальных уравнений и вариационного исчисления /

81. B.К. Романко. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. - 344 с.

82. Численные методы / А.А. Самарский, А.В. Гулин. М.: Наука, 1989.430 с.

83. Дифференциальные уравнения. Примеры и задачи / A.M. Самойленко,

84. C.А. Кривошея, Н.А. Петрюк. М.: Высш. шк., 1989. - 383 с.

85. Программное обеспечение аналого-цифровых вычислительных систем / Н.И. Сенченко, Ю.Н. Якушев. М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

86. Математический аппарат инженера / В.П. Сигорский. Киев: Техшка, 1977.-768 с.

87. Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления // Методы классической и современной теории автоматического управления. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 736 с.

88. Моделирование систем / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. М.: Высш. шк., 1988.- 135 с.

89. Справочник по теории автоматического управления // Под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

90. Теория систем. Математические методы и моделирование // Под ред. А.Н. Колмогорова, С.П. Новикова. М.: Мир, 1989. - 384 с.

91. Практика аналогового моделирования динамических систем / И.М. Тетельбаум, Ю.Р. Шнейдер. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 384 с.

92. Математическая логика / П.Г. Тетерин. Саратов: Научная книга, 2002. (принято к изданию).

93. Оценка вариантов технических систем по показателям сложности / Д.П. Тетерин, А.Е. Филюстин, Н.К. Назипов // Оборонная техника. 1995. - № 11-12.

94. Приведение комплексных дифференциальных уравнений к действительному виду / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. Пенза: Информационно-издательский центр Пенз. гос. ун-та, 2002.

95. Исследование динамических систем методом аналогового моделирования / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. Пенза: Информационно-издательский центр Пенз. гос. ун-та, 2002.

96. Методы обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Проблемы естественнонаучных дисциплин: Сб. науч.-мет. трудов № 1 -Саратов Энгельс: Научная книга, 2003.

97. Многовекторное и гипервекторное ранжирование автоматизированных систем контроля / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Надежности и качество: Труды Междунар. симп. Пенза: Информационно-издательский центр Пенз. гос. ун-та, 2003.

98. Построение обратного преобразования Лапласа от дробно-рациональной комплексной функции / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, В.В. Сафронов // Доклады академии военных наук. 2003. - № 9.

99. Решение линейных дифференциальных уравнений. Аналитико-числовые методы и алгоритмы. Часть 1. / Д.П. Тетерин, Л.Г. Быстров, Г.С. Говоренко, А.В. Гориш и др. М: МГУЛ, 2004.

100. Гипервекторное ранжирование сложных систем для различных решающих правил / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // Проблемы точной механики и управления: Сб. научн. трудов. Саратов: Изд-во Саратовский гос. техн. ун-т, 2004.

101. Математическое моделирование динамических систем, описываемых неоднородными линейными дифференциальными уравнениями с начальными условиями третьего рода / Д.П. Тетерин // Интеллектуальные системы: Труды Шестого Междунар. симп. М.: РУСАКИ, 2004.

102. Ранжирование сложных систем при задании коэффициентов важности интервалами значений / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // Интеллектуальные системы: Труды Шестого Междунар. симп. М.: РУСАКИ, 2004.

103. Свидетельство на полезную модель № 95120833 «Устройство для решения задач оценки качества ВВТ» от 20.12.1997 г. / Д.П. Тетерин, И.В. Казаков, А.Е. Филюстин и др.

104. Свидетельство на полезную модель № 95120836 «Прогнозирующее вычислительное устройство» от 20.02.1998 г. / Д.П. Тетерин, И.В. Казаков, А.Е. Филюстин, А.Н. Кивалов и др.

105. Патент на полезную модель № 39208 «Устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управления газотурбинного двигателя» от 20.07.04 г. / Д.П. Тетерин, В.В. Антонов, Г.С. Го-воренко, В.А. Ушаков, В.И. Федюкин.

106. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 20036101150 «Signal Viewer версия 1.0» от 14.01.2003 г. / Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Р.А. Гусев, В.А. Ушаков.

107. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611137 «Восстановление оригинала по рациональному изображению» от 16.05.2003 г. / Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Л.Г. Быстров, В.А. Ушаков.

108. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611328 «Serial Data Monitor and Analyzer (SDMA) версия 1.0» от 30.05.2003 г. / Д.П. Тетерин, Г.С. Говоренко, Р.А. Гусев, В.А. Ушаков.

109. Оценивание свойств образцов вооружения на этапе полигонных испытаний / Д.П. Тетерин, А.А. Клавдиев, О.В. Тиханычев и др. // Методическое пособие. Михайловская артиллерийская академия, 1996 г.

110. Элементы теории номенклатурного обоснования технических характеристик / П.Г. Тетерин. Саратов: СВВКИУ РВ, 1989.

111. Аналитические методы обоснования требований / П.Г. Тетерин, Д.П. Тетерин. Саратов: Научная книга, 2003 (принято к изданию).

112. Дифференциальные уравнения / А.Н. Тихонов, А.Б. Васильева, А.Г. Свешников. М.: Наука. Физматлит, 1998. - 232 с.

113. Основы численных методов / Л.И. Турчак. М.: Наука. 1987. - 318 с.

114. Справочник алгоритмов на языке Алгол. Линейная алгебра / Уилкин-сон, Райнш. -М.: «Машиностроение», 1976. 389 с.

115. Численные методы / Р.В. Хемминг. М.: Наука. 1972. - 400 с.

116. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем (оптимизационно-имитационный подход) / А.Д. Цвиркун, В.К. Акинфиев, В.А. Филиппов. М.: Наука, 1985. - 173 с.

117. Применение метода ветвей и границ для построения множества Парето в дискретной задаче векторной оптимизации / Е.А. Шефер. М.: ВИНИТИ, 1981. Деп. рукопись.

118. Автоматизация испытаний и контроля авиационных ГТД / Г.П. Шибанов, Р.И. Адгамов, С.В. Дмитриев, Ю.В. Кожевников. М.: Машиностроение, 1977.-280 с.

119. Основные направления математики в СССР / А.О. Штокало. Киев: Наукова думка, 1970. - 664 с.

120. Специальные функции / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Лёш. М.: Наука, 1968. - 344 с.

121. Gomory R.E. Outline of an algorithm for the p-median problem // Oper. Res . 1980 . V. 28 , № 3. P. 400 409 .

122. Kaucher E. Algebraische Erweiterungen der Intervallrechnung unter Er-haltung Ordnungs- und Verbandsstrukturen// Computing Suppl. 1977. № 1. P. 65-79.

123. ГОСТ 18731-83. Изделия авиационной техники. Основные положения организации работ по обеспечению контролепригодности и созданию системы средств эксплуатационного контроля. М.: Издательство стандартов, 1984.

124. ГОСТ 19838-82. Характеристика контролепригодности изделий авиационной техники. Правила изложения и оформления. М.: Издательство стандартов, 1983.

125. ГОСТ 19919. Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1974.

126. ГОСТ В 27230-87. Аппаратура автоматизированного контроля изделий. Общие требования. -М.: Гос. стандарт, 1988.

127. ГОСТ В 15.201-83. СР1И1. Тактико-техническое (техническое) задание на выполнение ОКР. М.: Гос. стандарт, 1984.

128. ГОСТ РВ 15.203-2001. СРПП. Порядок выполнения ОКР по созданию изделий и их составных частей. М.: Гос. стандарт, 2001.

129. ГОСТ РВ 20.39.303. КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам. -М.: Гос. стандарт, 1998.

130. ГОСТ РВ 20.39.304. КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование. Требования к надёжности. Состав и порядок задания. М.: Гос. стандарт, 1998.

131. Положение о порядке присуждения учёных степеней. М.: Нормативные документы ВАК, 2001.

132. Метод ранжирования сложных систем при интервальной неопределенности коэффициентов важности / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов, Г.С. Говоренко, В.А. Ушаков // 1нформацшно-керуюч1 системи на зал1зничому транспорт!. 2004. - № 4-5.

133. Технология процесса комплексирования автоматизированных средств испытания бортовых систем летательных аппаратов / Д.П. Тетерин, B.C. Дрогайцев, В.Н. Писарев и др. // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2004. - № 3.

134. Ранжирование сложных высоконадежных систем на этапах их жизненного цикла / Д.П. Тетерин, В.В. Сафронов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2004. - № 3.