автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств

Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический университет)

МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Специальность 05 12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ООЗ 17СЭ897

Увайсов Расул Исаевич

2 з г г 2:1

Москва, 2008

003170897

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики

Научный руководитель — доктор технических наук, доцент

Тумковский Сергей Ростиславович

Официальные оппоненты: д.т.н, проф. Шалумов Александр Славович

д.т н, проф. Новиков Николай Николаевич

Ведущее предприятие Ракетно-космическая корпорация «Энергия»

Защита состоится « ,19 » июня 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133 06 Московского государственного института электроники и математики по адресу. 109028 Москва, Б. Трехсвятительский пер, д 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ

Автореферат разослан «I Я » <ч 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 133.06 при МИЭМ (ТУ)

к т н., профессор

Н Н Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Противоречие между возрастающей сложностью бортовых радиотехнических устройств (БРТУ) и необходимостью оценки их технического состояния порождает проблему диагностирования устройств.

За последние десятилетия этой проблеме посвящено значительное число работ как у нас в стране, так и за рубежом. Большой вклад в развитие теории диагностики электронных средств внесли Пархоменко П П., Согомонян Е.С, Мозгалевский А В., Калявин В П, Гаскаров Д.В, Киншт Н В., Новиков В С., . Лихтциндер Б Л., Ксенз С.П., Синдеев ИМ, Данилин КС. и др ученные Метрологачесие аспекты диагностирования разработаны в работах Сычева Е И. Вопросы контролепригоднош проектирования освещен^ в известных монографиях Норенкова И П, Вермишева Ю X

Диагностирование бортовых радиотехнических устройств является неотъемлемой частью процесса их разработки, производства, испытаний и эксплуатации Целью диагностирования является поддержание качества БРТУ на требуемом уровне и обеспечение максимального эффекта от использования.

При разработке и изготовлении конкретного БРТУ ему придается ряд показателей, которые в совокупности определяют качество радиотехнического устройства Каждому из этих показателей предъявляются определенные требования, вытекающие из условий применения БРТУ. Несоответствие хотя бы одного из этих показателей установленным требованиям свидетельствует о наличии дефекта

Таким образом, прежде чем допустить изготовленное радиотехническое устройство к использованию необходимо проверить, тем или иным способом, его соответствие установленным требованиям по всей совокупности рассматриваемых показателей

Такая проверка осуществляется путем сопоставления измеренных значений тех или иных показателей свойств БРТУ с их заданными, расчетными значениями В дальнейшем, при эксплуатации, устройство также необходимо диагностировать с тем, чтобы своевременно выявлять дефект в случае его возникновения и, принять необходимые меры к его устранению или уменьшению связанных с этим вредных последствий

По мере возрастания сложности бортовых радиотехнических устройств функции диагностирования значительно усложняются Зачастую производители ограничиваются контролем работоспособности (т е. проверкой соответствия основных выходных характеристик) БРТУ, при этом возможен пропуск в эксплуатацию заведомо неисправных, потенциально ненадежных радиотехнических устройств

Это связано с тем, что возможны неисправности бортовых радиотехнических устройств из-за дефектов в виде выхода значений внутренних (например, электрических или конструктивных) параметров БРТУ за допустимые границы. Подобного рода дефекты в начальный момент

эксплуатации устройств могут не сказаться на его основных выходных характеристиках вследствие их взаимной компенсации, однако электрические, температурные и механические режимы работы элементов радиотехнических устройств будут нарушены, вследствие чего возрастет их интенсивность отказов Такие отклонения внутренних параметров БРТУ называют скрытыми дефектами и, как правило, требуют разработки специальных методов их диагностирования, так как традиционными методами не выявляются.

Таким образом, актуальной является задача выявления дефектов бортовых радиотехнических устройств при их производстве и эксплуатации. Решение этой задачи предполагает наличие математической модели диагностируемого БРТУ и методов и средств ее исследования, которые зависят от свойств бортового радиотехнического устройства, целевого содержания процедуры диагностирования и условий его осуществления.

Цель работы Целью диссертационной работы является повышение эксплуатационной надежности бортовых радиотехнических устройств путем выявления скрытых дефектов БРТУ методами диагностирования.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены задачи.

1 Анализ состояния проблемы диагностирования скрытых дефектов

БРТУ

2 Разработка метода неразрушающего диагностирования БРТУ

3. Разработка метода идентификации дефектов бортовых радиотехнических устройств

4. Разработка программного обеспечения для диагностирования бортовых БРТУ и рекомендаций по его применению

5. Разработка методики диагностирования БРТУ по амплитудно-частотным и акустическим характеристикам

6 Проведение экспериментальных исследований, апробация и внедрение результатов работы в промышленность.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода и объектно-ориентированного программирования, теория вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, математического моделирования и технической диагностики, а также численные методы решения уравнений и экспериментальные методы исследования

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором.

При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты

1. Разработан метод автоматизированного диагностирования конструкций БРТУ, основанный на математическом моделировании устройств и отличающийся от известных совместным использованием электрических, амплитудно-частотных и акустических диагностических признаков

2 Разработан метод идентификации дефектов конструкций БРТУ, отличающийся от известных применением коэффициента корреляции в качестве критерия сравнения измеренных в процессе диагностирования характеристик тестируемых устройств с их расчетными характеристиками, полученными ранее (на стадии проектирования) путем математического моделирования или натурного эксперимента конструкций при наличии дефектов

3. На основе разработанных методов и программного комплекса создана методика, охватывающая стадии проектирования, производства и эксплуатации БРТУ, отличающаяся от известных формированием базы неисправностей на этапе проектирования путем математического моделирования механических характеристик, что позволяет определять контрольные точки размещения интегрируемых вибродатчиков в наиболее информативных местах конструкций устройств.

Положения, выносимые на защиту

1 Метод диагностирования БРТУ, основанный на сравнении измеренных электрических, амплитудно-частотных и акустических характеристик и, позволяющий повысить глубину и полноту выявления скрытых дефектов устройств

2. Метод идентификации дефектов конструкций БРТУ, позволяющий на основе вычисления методами математического моделирования порогового значения критерия подобия определять тип дефекта

3 Методика диагностирования БРТУ, позволяющая выявлять скрытые дефекты конструкций устройств за счет принятых мер по обеспечению диагностируемости этих дефектов на стадии проектирования

Практическая полезность работы состоит в том, что разработанные методы, методика и программный комплекс «Integrity» позволяют повысить качество БРТУ за счет своевременного выявления скрытых дефектов.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, программное и методическое обеспечение использовались при выполнении гранта по хоздоговору № 8/JTT на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и производства ФГУП «НИИЭМП», РКК «Энергия» им С П Королева, Избербашский радиозавод им Плешакова П С , а также в учебный процесс Московского государственного инстшута электроники и математики

Апробация результатов работы Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 3 международных и 5 российских конференциях, а также ежегодной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ с 2006 г. по 2008 г.

Публикацин. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в тч. 15 тезисов докладов и материалов конференций по итогам научных мероприятий, 3 статьи, из них 1 в журнале, рекомендованном в списках ВАК.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих в себя акты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы и определена практическая направленность полученных результатов и логическая связь глав диссертационной работы

В первой главе показано, что вследствие воздействия деградационных процессов радиотехнических устройств (РТУ) объективно стремиться перейти в другое, «худшее» состояние. Это стремление должно «парироваться» ремонтно-восстановительными процедурами.

Qro.it)

где 8н(Х), Бни(1), 5нр(Т| и Б0(0 - соответственно исправное, неисправное, неработоспособное и отказовое состояния РТУ, Щ) - внешнее возмущение, От о (0 - оператор технического обслуживания, противодействующий деградации и расходу ресурса путем выполнения восстановительных и ремонтных процедур.

Степень воздействия оператора 0.т.о (1) должна быть пропорциональна изменению технического состояния БРТУ

Следовательно, прежде чем воздействовать на БРТУ, надо определить его техническое состояние

Однако, противоречие между расширением круга решаемых БРТУ задач, ростом их сложности и плотности монтажа, повышением требований к массогабаритным показателям и показателям надежности и качества с одной стороны и необходимостью проверки технического состояния, а именно соответствия между проектом и реальным образцом радиоэлектронного устройства с другой стороны порождает проблему диагностирования БРТУ

Для решения проблемы диагностирования в рамках диссертационной работы предложен подход, основанный на комплексировании диагностической информации об электрических, механических и акустических характеристиках БРТУ.

В главе проведен анализ конструкций блоков БРТУ. Эскиз блока БРТУ представлен на рис 1

Для современных БРТУ характерны дефекты, приводящие как к неисправностям электрических схем, так и к нарушениям целостности конструкций устройств, которые также приводят к преждевременным отказам по основным электрическим характеристикам.

Рис 1 Эскиз блока управления антенными переключателями с установленными печатными узлами

Например, отрыв приклеенного к стенке жгута на момент проверки не всегда может быть обнаружен при измерениях параметров выходных электрических сигналов однако в процессе эксплуатации это может привести к отрыву одного или нескольких проводников жгута от контактной площадки Таким образом, произойдет обрыв одной из электрических цепей схемы Причем заведомо нельзя сказать в какой из электрических цепей.

При плотной компоновке бортовой аппаратуры на практике имеют место также случаи механических соприкосновений элементов соседних печатных узлов при вибрационных колебаниях на определенных резонансных частотах, что в некоторый момент может привести к замыканиям электрических цепей соседних печатных узлов

Если на печатных узлах БРТУ реализованы плоскостные СВЧ узлы (фазовращатели, линии задержки и др ), то при механических воздействиях и, связанных с этим, возникающих колебаниях печатных плат заметно искажаются характеристики электрических сигналов, проходящих через эти узлы Кроме всего прочего, механические воздействия вызывают в ряде случаев значительные изменения электрических сигналов в следствие пьезо-, тензоэффектов Сами полупроводниковые приборы и др активные электрорадиокомпоненты начинают «шуметь». Все это подтверждает мысль о существенном взаимном влиянии электрических и механических процессов, протекающих в современной бортовой аппаратуре с присущей ей высокой плотностью компоновки и монтажа комплектующих элементов, жесткими ограничениями по массогабаритным показателям и условиями эксплуатации, а также высокими требованиями к надежности, качеству и конкурентоспособности.

В части выявления дефектов приводящих к неисправностям электрических схем у нас в стране и за рубежом получены на протяжении последних десятилетий, как теоретические так и прикладные результаты

позволяющие на практике достаточно эффективно решать задачи оценки технического состояния электрических схем.

В части обнаружения и локализации дефектов, приводящих к нарушениям целостности конструкций бортовой аппаратуры, вопросы диагностики недостаточно проработаны. Результаты, полученные рядом авторов, имеют либо строго теоретический характер, что затрудняет их применение в конкретных случаях, либо носят частный характер, что, в свою очередь, не позволяет применять их для широкого класса бортовой аппаратуры.

При испытаниях, выведении на орбиту, отстыковке ступеней и. приземлении, из-за высоких механических нагрузок, в БРТУ космической аппаратуры (КА) также возникают дефекты конструкций. Это приводит к изменению механических характеристик устройства. В работах В.Б. Карпушина и Н.И. Каленковича показано влияние виброшумов на функционирование и надежность БРТУ. На рис. 2 приведены типы дефектов, как правило, возникающие в конструкциях БРТУ и методы диагностирования, покрывающие их.

Анализ методов контроля и диагностики выявил низкую эффективность существующих методов визуального осмотра, разрушающих испытаний и неразрушающего контроля. Наиболее эффективными представляются неразрушающие методы диагностирования устройств, основанные на анализе механических амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и акустических сигналов (АС).

Диагностирование по АЧХ Диагностирование по АС

.................................,

/> деформация элементов - ( 1 , - . отрыв жгутов; N

/ конструкции; ; Щ << обрыв проводников

! - другая толщина платы. - осдэ5гт6ние'креплений, печатной платы;

• другой материал * трещины3элементах . наличие в

\ Радиатора; констругадии. - конструкции

\* ДРУОй материал платыг» ДДьДД _ 7 постороннего элемента

\ пропуск компонентов. - , ; \ , (припоя).

Рис. 2. Типы дефектов, покрываемых диагностированием по механическим амплитудно-частотным характеристикам (АЧХ) и акустическим сигналам (АС)

Однако существующие на сегодня методы неразрушающего контроля и диагностирования по механическим и акустическим характеристикам не применимы для РТУ, так как разработаны исходя из специфики машиностроения. Повышение эффективности диагностирования БРТУ по электрическим, механическим и акустическим характеристикам возможно за счет автоматизированного контроля при анализе трех диагностических

прюнаков: электрических характеристик, механических амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и акустических сигналов (АС)

Проведенный в диссертации анализ современных САЕ-систем показал возможность их применения для диагностического моделирования, а исследования метрологических и функциональных характеристик современных средств испытаний аппаратуры на механические воздействия показали возможность их использования в качестве технологической основы диагностирования скрытых дефектов по результатам обработки электрических, механических и акустических сигналов

С учетом проведенных исследований сформулирована цель и поставлены задачи диссертационной работы

Во второй главе разработан метод диагностирования дефектов БРТУ (рис 3), который основан на математическом моделировании электрических, механических и акустических процессов, протекающих в конструкциях устройств

Математическая модель БРТУ (рис. 3 бл 6) наследуется с расчетов электрических и механических режимов работы на этапе проектирования

Для расчета i/(t), А(ш) (АЧХ) и В(ш) (АС) формируется список дефектов (рис 3 бл. 9) и допуски на параметры Q (рис. 3 бл. 10). Допуски на параметры необходимы для расчета порогового значения выходной характеристики Для этого при расчете (рис 3 бл 7) используется численный метод Монте-Карло. Рассчитанные в блоке 7 характеристики, соответствующие различным неисправностям, записываются в базу неисправностей (БЫ) в виде функций U(t), А(ш) и В (со)

При диагностировании на БРТУ (бл 2) подаются тестовые электрические сигналы (бл 3) и механические воздействия (бл.1) Далее в контрольных точках измеряются напряжения U(t)

В местах крепления электрических, механических и акустических датчиков измеряются электрические U (t), механические амплитудно-частотные Л(ш) и акустические B(t) характеристики. В блоке предварительной обработки (рис 3 бл. 8) полученные характеристики интерполируются и приводятся к единой частотной сетке. Временные диаграммы (АС и ускорения при ударе) проходят Фурье преобразование, интерполяцию и приводятся к единой частотной сетке

Для определения типа дефекта в конструкции БРТУ рассчитывается коэффициент корреляции между характеристикой полученной путем эксперимента и каждой из параметрами полученными при моделировании для данной контрольной точки Максимальное значение коэффициента корреляции определяет тип дефекта По результатам расчетов в блоке 11 интерпретируется диагноз в блоке 13

После определения технического состояния конструкции БРТУ проводится диагностирование по электрическим характеристикам

Метод позволяет уменьшить вероятность пропуска к эксплуатации неисправного РТУ за счет увеличения числа покрываемых типов дефектов при комплексировании вибрационного и акустического методов контроля.

Генератор тестовых электрических сигналов

Программа моделирования эл.

и мех. процессов (PSpice, Workbench, АСОНИКА-ТМ и др.) ШВ

----ЯИ

Расчет

qi = qr(l + gk5qi); А - F(u,ql{T),P,AM0A,x) В = F(w, %(ТХР, Атя, х) U = Р(Т,ЩАл)

Блок предварительной обработки

,. ац vi , -я "СО =—+ > iatcosfc-—1 +

2п \

+ Ь^ Sin fe—t J;

T 2 (2

a*=fl Tu(0coskatdt;

T

2 f2

h — jT J r uW sin кол dt;

Списол дефектов И Т f

if? Щ !

Список дефектов !

Q = {qr'USql\ И

m

A;!», В;(й))

Блок диагностирования

дпорог = rfun(K,(k"^,k,-)),

для i = 1... [;

Я = maxiKjfk^.kj)),

для) = 1... J; Я > Яп0Р°г.

Рис. 3. Блок-схема метода диагностирования дефектов БРТУ

Для подбора критерия идентификации дефектов конструкции были проведены численные экспериментальные исследования путем математического моделирования в подсистеме АСОНИКА - ТМ. В качестве объекта диагностирования был выбран «печатный узел питания блока управления антенными переключателями». На рис. 4 показан внешний вид печатного узла (ПУ) питания, построенного в подсистеме АСОНИК-ТМ.

В модель ПУ питания вносились следующие неисправности:

1) изменение свойств печатной платы (1111) вследствие механических вибраций; 2) скол части 1111 в местах креплений; 3) изменение жесткости крепления электрорадиоизделия (ЭРИ) Т1за счет деградации (старения) материалов; 4) отрыв ЭРИ СИЗ вследствие воздействия ударов и вибраций;

5) ослабление крепления. Контрольная точка размещалась в геометрическом центре ПУ. Результаты эксперимента также показали изменение механических амплитудно-частотных характеристик.

а Ъ

Рис. 4. Виброускорения ЭРИ ПУ питания на частоте 236 Гц при воздействии гармонической вибрации: а - верхняя сторона ПУ, Ъ - обратная сторона ПУ

Для проверки достоверности диагностирования различными критериями в модель была внесена одна из перечисленных неисправностей с учетом погрешности изготовления БРТУ. Та же операция выполнялась и для остальных неисправностей. Полученные механические амплитудно-частотные характеристики сравнивались различными критериями. Наилучшая достоверность диагностирования была достигнута при использовании коэффициент корреляции.

Коэффициент корреляции показывает линейную зависимость двух случайных величин:

, ссш.-Гк^кЛ К;(к"™,к,) = ч „ V, (1)

где К^к"™, Ц) - коэффициент корреляции между случайными величинами к*™ и сои(кЦ2М,к,-) - ковариация между случайными

величинами к1™4, Ц;

1 "

сощ(к™,Щ) = -^(кГ - т^)(Ц-п - т;); (2)

П=1

ст(ки2л<),а(к]) - среднеквадратичное отклонение случайных величин к^.к,;

а(квам) = 70(к-), а(к]) - УВД; (3)

0(кизм), £>(к,-) - дисперсия величин к^.Ц;

1 '.Z2SS

u-52

т"3*1, т) — математическое ожидание случайных величин к"3**, к},

т™ = т, = (5)

N 1 N

Критерием поиска соответствующего дефекта по АЧХ является максимальное значение коэффициента корреляции*

Н = ти(к,(к~.к,)). (6)

Так как метод предполагает формирование БН, то возможен случай при котором присутствие в конструкции БРТУ ранее неизвестного дефекта приведет к неверному диагнозу. Это связано с тем, что предложенный критерий поиска дефектов укажет лишь на неисправность с максимально «схожей» характеристикой из БН.

Для решения этой проблемы разработан метод расчета порогового значения Н Порог критерия подобия, который позволяет определять ранее не известные дефекты в конструкции и уменьшит вероятность ошибки 2-го рода

Изменение АЧХ в пределах порогового значения критерия подобия связано с допусками на геометрические и физико-механические параметры БРТУ Поэтому для вычисления порогового значения критерия подобия необходимо получить АЧХ путем математического моделирования механических процессов при различных значениях параметров модели в пределах допусков

Блок-схема метода идентификации дефектов конструкции БРТУ изображена на рис 5 В нем используется метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). Сначала проводится многократный (г раз) расчет механических характеристик конструкции На каждой реализации значения геометрических параметров элементов принимают случайные значения, определяемые по формуле

Ч] = с?;ном(1 + <?.£/), (7)

где — текущее значение г-го геометрического параметра на к-й реализации, — номинальное значение ./-го геометрического параметра, — случайная величина (-1<Е,,<1), выдаваемая генератором случайных чисел, 5] — относительный допуск нау-й геометрический параметр.

Физико-механические параметры вычисляются по формуле.

дфм =Чфмном(1 + £5фм), (8)

где ц^ ~мех — текущее значение у-го физико-механического параметра на

ч <Ь м ном 1

у-и реализации, дТ — номинальное значение у-го физико-механического

параметра, — относительный допуск на у-й физико-механический

' \

параметр

Значения случайной величины с,, выдаются в соответствии с заданньщ законом распределения Как правило, задается усеченный нормальный закон распределения, определенный на интервале (-1, 1) с нулевым математическим ожиданием и среднеквадратическим отклонением а « 1

Далее вычисляется пороговое значение критерия подобия как минимальное значение коэффициента корреляции при киш и к,, где кном -амплитудно-частотная (акустическая) характеристика БРТУ при номинальных значениях параметров, к1 - амплитудно-частотная (акустическая) характеристика БРТУ при г-й реализации с измененными в пределах допусков значениями параметров. Если Н < Япорог, то БРТУ неисправен и тип дефекта неизвестен.

Рис 5 Блок-схема метода идентификации дефектов конструкции РТУ

Путем математического моделирования были проведены численные эксперименты, позволившие определить чувствительность критерия при изменении параметров модели и месторасположения неисправности на плоскости ПУ В качестве объекта исследований использовался ПУ «источник

вторичного электропитания».

На рис. 6 представлен вид ПУ и ЭРИ, параметры которого изменялись для моделирования неисправности. Рассматривались следующие неисправности: 1 - изменение цилиндрической жесткости крепления ЭРИ УБ12; 2 - изменение места расположения ЭРИ УГ312 (ЭРИ перемещался от начального положения в сторону ближайшей точки крепления 1ТУ).

иш

.............

р ' I щ «

а Ъ

Рис. 6. Внесение неисправности в ПУ: а - Расположение ЭРИ УО!2, точки крепления и КТ на ПУ питания, Ъ - направление перемещения ЭРИ УВ12

В результате эксперимента были получены зависимости изменения коэффициента корреляции при изменении цилиндрической жесткости ЭРИ (рис. 7) и перемещении ЭРИ УБ 12 (рис. 8).

Рис. 7. Зависимость коэффициента подобия от цилиндрической жесткости ЭРИ VI)-12

Из рис. 8 видно, что при перемещении ЭРИ к контрольной точке значение коэффициента перестает меняться. Это связано с тем, что в месте размещения точки крепления жесткость ПУ больше чем в других местах и незначительное изменение жесткости и распределения массы вносимое ЭРИ мало сказывается на АЧХ. При нулевом смещении ЭРИ наблюдается максимум коэффициент корреляции.

При механическом воздействии на БРТУ наличие в его конструкции дефектов служит дополнительным источником акустических сигналов. При этом наблюдается изменения спектра акустической характеристики. В качестве критерия для выявления дефектов по акустическим сигналам предлагается использовать значение амплитуды звука.

•§• 0 5 10 15 20 25

____Расстояние от_начал ьной точки jjm____

Рис 8 График зависимости гоэффициента корреляции от перемещения ЭРИ VD-12 от центра

Таким образом, во второй главе предложен метод диагностирования дефектов возникающих в конструкции БРТУ по механическим амплитудно-частотным и акустическим характеристикам В рамках метода предложен критерий идентификации дефектов. Также разработан метод расчета порогового значения критерия подобия

Показана чувствительность метода на примере зависимости предложенного критерия от цилиндрической жесткости ЭРИ и от местоположения относительно контрольной точки и точек крепления печатной платы к основанию

В третьей главе представлены требования, модули и алгоритмы для разработки подсистемы автоматизированного диагностирования РТУ по АЧХ и АС В основу подсистемы положены разработанные методы диагностирования дефектов конструкции по АЧХ и АС и идентификации дефектов конструкции.

В главе отражены следующие вопросы создания подсистемы диагностирования дефектов конструкции РТУ «Integrity»: анализ основных требований к подсистеме, разработка структурной схемы и алгоритма функционирования подсистемы; разработка модели базы данных (БД), программная реализация подсистемы.

На основе анализа требований, предъявляемых к программному комплексу, получен его состав и связь с внешними устройствами и оператором, представленная на рис.9

Модули ПК integrity

^Модуль обучения^ _

. "Модуль расчета

Ж"

(Расчет порогового Значения коэф. подобия

ПК моделирования 1 йеханичесик' характеристик1 J

~ Генератор

- случайной'

- "величины

"ZJEZ

- расчета ' геометр, и ,физ.-ме)С-параметроа

Рис 9 Состав подсистемы integrity

Разбиение подсистемы на ряд модулей выполнено в соответствии с основными задачами, которые решаются подсистемой в процессе его функционирования Программные модули решают частные задачи по реализации отдельных методов и вычислительных процедур Такая структура подсистемы позволяет эффективным образом дополнять подсистему другими функциональными блоками и программными модулями, расширяющими его возможности, а также использовать уже имеющиеся блоки, входящие в состав автоматизированной системы обеспечения надежности и качества аппаратуры «АСОНИКА»

Разработанная версия подсистемы «Integrity» позволяет

1. На этапе проектирования РТУ рассчитать пороговое значение критерия подобия и заранее сформировать БЫ за счет импорта рассчитанных характеристик из известных программ моделирования механических характеристик

2. На этапе производства и эксплуатации подсистема позволяет в рамках испытаний проводить автоматизированный контроль РТУ и хранить результаты испытаний в БД для последующего учета при диагностировании деградационных процессов,

Затраты машинного времени при работе подсистемы определяются моделью ПЭВМ, количеством дефектов и сеткой частот и составляют от десятков секунд до десятков минут.

Ограничения, накладываемые на условия эксплуатации и область применения подсистемы функционирование комплекса может осуществляться на ПЭВМ

Для практического использования подсистемы при производстве РТУ разработан комплект эксплуатационной документации

В четвертой главе на основе метода диагностирования, метода идентификации дефектов и подсистемы «1Ше^Пу» разработана методика диагностирования РТУ представленная на рис 10 Она охватывающая этапы разработки (блоки А1 и А2на рис. 10), выходной контроль и эксплуатацию (блоки АЗ и А4 на рис 10)

механических решмов установка, оснастка, результатов измерений

датчики

Рис 10 Укрупненная методика диагностирования РТУпоАЧХиАС, представленная в виде IDEF0 диаграммы

На рис. 10 в блоке А1 необходимо выполнить следующие операции. 1) ввести в Integrity индивидуальные названия дефектов возникающих в конструкции РТУ; 2) ввести в Integrity индивидуальные названия и места расположения КТ; 3) путем математического моделирования рассчитать АЧХ и АС при исправном состоянии РТУ; 4) полученные АЧХ и АС импортировать в БН; 5) рассчитать АЧХ и АС РТУ, поочередно внося дефекты в математическую модель, б) полученные АЧХ и АС внести в БН.

В блоке А2 1) ввести в подсистему Integrity номинальные значения параметров и допуска на геометрические и физико-механические параметры РТУ, количество i реализация; 2) ввести в математическую модель i-раз рассчитанные ранее значения параметров; 3) рассчитать i-раз АЧХ и АС; 5) импортировать рассчитанные АЧХ и АС в Integrity, 4) рассчитать в Integrity минимальное значение критерия подобия Нпорог для АЧХ и АС РТУ

В блоке A3: 1) установить оснастку и РТУ на вибростенд; 2) установить датчики; 3) ввести значения воздействий в соответствии с программой испытаний; 4) измерить АЧХ и АС.

В блоке А4: 1) импортировать полученные при испытаниях АЧХ и АС в подсистему Integrity; 2) запустить диагностирование по АЧХ и АС в подсистеме Integrity.

На основании анализа конструкций РТУ проведенного в первой главе, был разработан и создан макет схожий с конструкцией РТУ. Макет имеет жесткое основание, кожух и ПУ закрепленный к основанию через шпилыш (рис. 11).

Рис. 11. а - экспериментальная установка; б - макет БРТУ, установленный на стол вибростенда

Макет подвергался гармоническим вибрациям в диапазоне от 20 до 2000 Гц. На рис. 12 представлены дефекты, которые вносились в конструкцию макета РТУ.

Вибродатчик размещался в геометрическом центре кожуха и в геометрическом центре ПУ. В результате эксперимента были получены АЧХ и акустические сигналы при различных, видах дефектов.

Капля припоя , ---N jj

а б в г

Рис. 12. Дефекты вносимые в макет РТУ: а - ослабление на пол-оборота верхней гайки крепления печатной платы к стойке; б - отсутствие верхней гайки крепления печатной платы к стойке; в - отсутствие верхней и нижней гаек крепления печатной платы к стойке; г - нахождение внутри устройства постороннего предмета: капли припоя

При дефекте г АЧХ исследуемого устройства не изменялась. Эксперимент показал что, при размещении вибродатчика в геометрическом центре кожуха АЧХ меняется, однако при размещении вибродатчика на ПУ изменение АЧХ более существенно. Поэтому для повышения эффективности

диагностирования рекомендуется имплантировать в ПУ однокомпонентные вибродатчики с минимальной стоимостью

Из полученных в результате эксперимента АЧХ и АС видно, что при внесении в конструкцию макета дефектов типа а, бив наблюдается изменение АЧХ. На рис 13 представлена механические АЧХ макета БРТУ полученные при эксперименте

К г; X <и а. о

г с

45 40 35 30 25 20 15 10 5 О

1 1 ! 1 | I 1 1

1 1 1 ( ! 1 1 1 1

1 1 1 1 I

1

1

1 I ! 1

1 'х 1 (А ! 1 \ —

1- и 1 у К1 ] \ г-—_\ -- —<с А

^•ТОИГчОИМ -4«1[ЛОООЯ)ИО

счпгчгяттсо*?

—' Г— Ю Н о п о щ ^ г^

юп1чт(л1Лмо»союти1лт1Л

^ШЛФШЬИОХЛОНМЧШЦ!»

Частота, Гц

Рис 13 Результата! эксперимента -АЧХ исправного БРТУ,

--А ЧХБРТУ при неисправности типа а

На рис 13 непрерывной линией показана АЧХ исправного БРТУ, а пунктирной АЧХ БРТУ при наличии неисправности типа а (ослабление на полоборота верхней гайки крепления печатной платы к стойке) Для приведенных характеристик коэффициент корреляции равен 0,47 Таким образом, мысль о возможности диагностирования БРТУ по амплитудно-частотным подтверждается, а рассчитанные в диссертации значения коэффициента корреляции свидетельствуют о высокой достоверности диагностирования

При внесении в конструкцию дефектов типа г наблюдаются увеличение максимальных значений амплитуды акустических сигналов, обусловленных биением элементов конструкций и посторонних элементов находящихся в макете БРТУ

Проведенные экспериментальные исследования дают практическое обоснование разработанным в диссертации методам, критерию и методике диагностирования

Основные результаты работы

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты

1.На основе проведенного в диссертации анализа состояния проблемы контроля дефектов возникающих конструкциях БРТУ показана необходимость диагностирования с целью поддержания качества устройства на требуемом уровне

2 Разработан метод, позволяющий выявлять скрытые дефекты, возникающие в конструкциях БРТУ на стадии эксплуатации, и влияющие на функционирование и надежность устройства Разработанный метод отличается от известных комбинированием диагностирования по электрическим, механическим амплитудно-частотным и акустическим характеристикам, что увеличивает достоверность диагностирования и позволяет выявлять не только отклонение параметров прямо влияющих на электрические характеристики, но и выходом параметров конструкций БРТУ за допустимы значения

3 Для решения задачи идентификации дефектов в диссертации разработан метод выявления ранее не известных типов дефектов за чет расчета порогового значения признака дефектов. В рамках метода диагностирования предложен метод идентификации дефекта конструкций РТУ по механическим АЧХ и АС

4 Разработан программный комплекс, позволяющий на стадии проектирования выбрать наилучшее место расположения вибродатчиков, рассчитать пороговое значение критерия подобия, хранить в базе неисправностей электрические, механические и акустические характеристики, полученные путем математического моделирования или натурного эксперимента, и проводить автоматизированное диагностирование БРТУ в ходе испытаний. Разработанный программный комплекс может служить инструментальной основой для дальнейшего развития теории вибродиагностики РТУ и научных исследований связанных с влиянием вибраций и шумов на механические амплитудно-частотные и акустические характеристики.

5. Разработана методика сквозная методика диагностирования дефектов конструкций БРТУ. Разработанная в диссертации методика диагностирования БРТУ позволяет инженеру проводить полный цикл работ по выявлению дефектов конструкций устройства на разных стадиях жизненного цикла

6. Проведенные в диссертации экспериментальные исследования подтвердили мысль о возможности выявления дефектов БРТУ с использованием разработанных методов методики и программного комплекса В результате экспериментальных исследований были получены важные результаты о влиянии дефектов конструкций на механическую амплитудно-частотную характеристику и о влиянии места расположения дефекта и контрольной точки в конструкции на достоверность диагностирования

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом.

В приложении диссертации приведены акты внедрения результатов работы.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Тумковский С.Р., Увайсов Р.И., Инжеллиден С.Б., Увайсов С.У. Виброакустический метод диагностирования бортовой электронной аппаратуры на стадиях жизненного никла, журнал «Качество инповации образование» № 9 (31), декабрь, 2007. Стр. 51 - 55.

2 Тумковский С Р., Увайсов С.У., Иванов И А, Увайсов Р И Виброакустический контроль бортовой космической аппаратуры, журнал «Мир измерений» № 12 (82) 2007 Стр. 4 - 7.

3. Увайсов С.У, Иванов И А., Увайсов Р И Показатели контролепригодности радиоэлектронной аппаратуры журнал «Мир измерений» № 03 (85) 2008. Сстр 47-51

4 Долматов А В, Увайсов С У, Увайсов Р И. Подсистема диагностического обеспечения радиоэлектронных средств АСОНИКА-Д Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий' Материалы Международной конференции и Российской научной школы Часть 2 - M Радио и связь, 2002. Стр. 126 -128

5 Увайсов Р.И Метод учета погрешностей измерения в электронной диагностической модели Надежность и качество Труды международного симпозиума - Пенза: Информационно-издательский центр 111 У, 2004. Стр 253

6 Долматов А В, Увайсов Р.И. Информационные технологии диагностического обеспечения продукции Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий / Материалы Международной конференции и Российской научной школы Часть 1 -М. Радио и связь, 2005, Стр 142 - 143.

7. Увайсов Р И. Неразрушающий контроль целостности конструкций радиоэлектронных средств Системные проблемы надёжности, качества, информационных и электронных технологий/ Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1 -М Радио и связь, 2004, Стр. 186-188

8 Чернов H M, Инжелиден С Б., Бесшеинов А В , Увайсов Р И, Долматов А В Разработка программных модулей диагностирования дефектов в печатных узлах радиоэлектронных средств Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы Часть 2 -М Радио и связь, 2002 Стр 214-215.

9 Долматов А В., Увайсов РЛ. , Увайсов С.У Модель погрешностей измерения для диагностического моделирования. Радиовысотометрия - 2004 Труды Первой Всероссийской научно-технической конференции Екатеринбург- Издательство АМБ, 2004 Стр. 188 -189

10 Увайсов С У, Долматов А В , Увайсов Р.И, Иванов И.А, Гуськов ВВ. Информационная технология диагностического обеспечения продукции Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества: Материалы научно-практической конференции / Под ред. В Г

Домрачёва, С У. Увайсова, Отв За вып AB Долматов.-М "МИЭМ, 2005, Стр 413-415.

11 Алкадарский А -Э М, Долматов А.В , Увайсов Р И Задачи диагностики на протяжении жизненного цикла изделия. Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества. Материалы научно-практической конференции / Под ред В Г. Домрачева, С.У. Увайсова, Отв за вып. A.B. Долматов — М. МИЭМ, 2004, Стр 67- 79

12 Алкадарский А-Э.М., Иджеллиден С.Б, Увайсов Р.И Диагностирование радиопеленгационной системы навигации. Проблемы качества, безопасности и диагностики в условиях информационного общества. Материалы научно-практической конференции / Под ред. В Г. Домрачева, С У. Увайсова, Отв за вып А В. Долматов — М МИЭМ, 2004, Стр 233-234

13 Иванов И А., Тумковский С.Р., Сулейманов СП, Увайсов РИ Критерий сравнения амплитудно-частотных характеристик для принятия диагностических решений Инновации в условиях развития информационно коммуникационных технологий Материалы научно-практической конференции / Под ред В Г. Домрачева, С.У. Увайсова, Отв. за вып AB Долматов, В В Ботнев - М • МИЭМ, 2006, Стр 456-458.

14 Иванов И.А, Сулейманов С.П, Увайсов РИ. Программный комплекс диагностирования нарушений целостности конструкций / Информационные технологии в образовании, науке и производстве' Сборник трудов 1-ой всероссийской научно-практической конференции / Под ред Ю.А Романенко, Е В Лоцманова Серпухов 2007г Стр. 549 - 560

15 Тумковский С.Р, Иванов И А, Увайсов Р И. Метод вибрационного и акустического диагностирования РТУ./ Информационные технологии в образовании, науке и производстве Сборник трудов 1-ой всероссийской научно-практической конференции / Под ред Ю А Романенко, Е В Лоцманова Серпухов 2007г. Стр 581 - 582

16 Увайсов С У, Иванов И.А, Увайсов Р И Взаимосвязь показателей контролепригодности и безотказности аппаратуры. / Информационные технологии в образовании, науке и производстве- Сборник трудов 1-ой всероссийской научно-практической конференции / Под ред Ю.А Романенко, ЕВ Лоцманова Серпухов 2007г Стр 583 -585.

17 Иванов ИА, Увайсов РИ, Увайсов СУ Метод контролепригодного проектирования радиоэлектронных средств / Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий Материалы научно-практической конференции / Под ред В.Г. Домрачева, С.У Увайсова - М МИЭМ, 2007,426 с Стр. 225 - 226.

18 Иванов И А, Сулейманов СП., Увайсов Р.И Программный комплекс диагностирования нарушений целостности конструкций /Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий Материалы научно-практической конференции. / Под ред В.Г. Домрачева, С.У Увайсова - М. МИЭМ, 2007,426 с Стр. 227 - 228

Подписано в печать 15 052008 Формат 60x84/16 Бумага типографская № 2 Печать - ризография Уел печ л 1,5 Тираж 100 экз Заказ-1027.

Московский государственный институт электроники и математики 109028, Москва, Б Трехсвятительский пер , 3/12

Центр оперативной полиграфии (095) 916-88-04, 916-89-25

Введение.

ГЛАВА 1. Состояние проблемы диагностирования бортовых радиотехнических устройств.

1.1. Особенности конструкций бортовых радиотехнических устройств.

1.2. Виды дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств и причины их возникновения. Методы контроля технического состояния и диагностирования БРТУ.

1.3. Программные средства моделирования физических процессов радиотехнических устройств.

1.4. Анализ методов и средств диагностирования радиотехнических устройств.

1.5. Постановка задачи диссертационной работы.

1.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 2. Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств.

2.1. Анализ и формирование требований к методу диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств.

2.2. Разработка метода диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств.

2.3. Математическое моделирование влияния дефектов конструкций радиотехнических устройств на выходные характеристики.

2.4. Критерий выявления дефектов конструкций радиотехнических устройств.

2.5. Метод идентификации дефектов конструкций.

2.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Подсистема «Integrity» для диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств.

3.1. Требования к подсистеме диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств.

3.2. Разработка алгоритмов функционирования программных модулей подсистемы «Integrity».

3.3. Определение состава и разработка структуры подсистемы автоматизированного диагностирования дефектов конструкций радиотехнических устройств.

3.4. . Описание подсистемы «Integrity».

3.5. Разработка руководства пользователя подсистемы «Integrity»

3.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Методика автоматизированного диагностирования радиотехнических устройств. Результаты экспериментальных исследований и внедрение в промышленность.

4.1. Разработка методики диагностирования радиотехнических устройств.

4.2. Установка для диагностирования дефектов конструкций радиотехнических устройств.

4.3. Экспериментальные исследования конструкций радиотехнических устройств.

4.4. Оценки возможностей и ограничений применения 136 разработанного метода диагностирования.

4.5. Результаты апробации разработанных методов на примере блока космической аппаратуры.

4.6. Выводы по главе.

Противоречие между возрастающей сложностью бортовых радиотехнических устройств (БРТУ) и необходимостью оценки их технического состояния порождает проблему диагностирования устройств.

За последние десятилетия этой проблеме посвящено значительное число работ как у нас в стране, так и за рубежом. Большой вклад в развитие теории диагностики электронных средств внесли Пархоменко П.П., Согомонян Е.С., Мозгалевский А.В., Калявин В.П., Гаскаров Д.В., Киншт Н.В., Новиков B.C., Лихтциндер Б.Я., Ксенз С.П., Синдеев И.М., Данилин Н.С. и др. ученные. Метрологичесие аспекты диагностирования разработаны в работах Сычева Е.И. Вопросы контролепригодного проектирования освещены в известных монографиях Норенкова И.П., Вермишева Ю.Х.

Диагностирование бортовых радиотехнических устройств является неотъемлемой частью процесса их разработки, производства, испытаний и эксплуатации. Целью диагностирования является поддержание качества БРТУ на требуемом уровне и обеспечение максимального эффекта от использования.

При разработке и изготовлении конкретного БРТУ ему придается ряд показателей, которые в совокупности определяют качество радиотехнического устройства. Каждому из этих показателей предъявляются определенные требования, вытекающие из условий применения БРТУ. Несоответствие хотя бы одного из этих показателей установленным требованиям свидетельствует о наличии дефекта.

Таким образом, прежде чем допустить изготовленное радиотехническое устройство к использованию необходимо проверить тем или иным способом его соответствие установленным требованиям по всей совокупности рассматриваемых показателей.

Такая проверка осуществляется путем сопоставления измеренных значений тех или иных показателей свойств БРТУ с их заданными, расчетными значениями. В дальнейшем, при эксплуатации устройства тоже необходимо диагностировать с тем, чтобы своевременно выявлять дефект в случае его возникновения и принять необходимые меры к его устранению или уменьшению его вредных последствий.

По мере возрастания сложности бортовых радиотехнических устройств функции диагностирования также значительно усложняются. Зачастую производители ограничиваются лишь контролем работоспособности (т.е. проверкой соответствия основных выходных характеристик) БРТУ, при этом возможен пропуск в эксплуатацию заведомо неисправных, потенциально ненадежных радиотехнических устройств.

Это связано с тем, что возможны неисправности бортовых радиотехнических устройств из-за дефектов в виде выхода значений внутренних (например, электрических или конструктивных) параметров БРТУ за допустимые границы. Подобного рода дефекты в начальный момент эксплуатации устройств могут не сказаться на его основных выходных характеристиках вследствие их взаимной компенсации, однако электрические, температурные и механические режимы работы элементов радиотехнических устройств будут нарушены, вследствие чего возрастет их интенсивность отказов. Такие отклонения внутренних параметров БРТУ называют скрытыми дефектами и, как правило, требуют разработки специальных методов их диагностирования, так как традиционными методами не выявляются.

Таким образом, актуальной является задача выявления дефектов бортовых радиотехнических устройств при их производстве и эксплуатации. Решение этой задачи предполагает наличие математической модели диагностируемого БРТУ и методов и средств ее исследования, которые зависят от свойств бортового радиотехнического устройства, целевого содержания процедуры диагностирования и условий его осуществления.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эксплуатационной надежности бортовых радиотехнических устройств путем выявления скрытых дефектов БРТУ методами диагностирования.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены задачи:

1. Анализ состояния проблемы диагностирования скрытых дефектов БРТУ.

2. Разработка метода неразрушающего диагностирования БРТУ.

3. Разработка метода идентификации дефектов бортовых радиотехнических устройств.

4. Разработка программного обеспечения для диагностирования бортовых БРТУ и рекомендаций по его применению.

5. Разработка методики диагностирования БРТУ по амплитудно-частотным и акустическим характеристикам.

6. Проведение экспериментальных исследований, апробация и внедрение результатов работы в промышленность.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода и объектно-ориентированного программирования, теория вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, математического моделирования и технической диагностики, а также численные методы решения уравнений и экспериментальные методы исследования.

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором.

При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты:

1. Разработан метод автоматизированного диагностирования конструкций БРТУ, основанный на математическом моделировании устройств и отличающийся от известных совместным использованием электрических, амплитудно-частотных и акустических диагностических признаков.

2. Разработан метод идентификации дефектов конструкций БРТУ, отличающийся от известных применением коэффициента корреляции в качестве критерия сравнения измеренных в процессе диагностирования характеристик тестируемых устройств с их расчетными характеристиками, полученными ранее (на стадии проектирования) путем математического моделирования или натурного эксперимента конструкций при наличии дефектов.

3. На основе разработанных методов и программного комплекса создана методика, охватывающая стадии проектирования, производства и эксплуатации БРТУ, отличающаяся от известных формированием базы неисправностей на этапе проектирования путем математического моделирования механических характеристик, что позволяет своевременно определять эффективное размещение интегрируемых вибродатчиков в наиболее уязвимых местах конструкций устройств.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод диагностирования БРТУ основанный на сравнении измеренных электрических, амплитудно-частотных и акустических характеристик, и позволяющий позволяет повысить глубину выявления скрытых дефектов конструкций.

2. Метод идентификации дефектов конструкций БРТУ позволяющий определять тип дефекта за счет вычисления порогового значения критерия подобия путем математического моделирования.

3. Методика диагностирования БРТУ позволяющая выявлять скрытее дефекты конструкций устройств за счет принятых мер по обеспечению диагностируемости этих дефектов на стадии проектирования.

Практическая полезность работы состоит в том, что разработанные методы, методика и программный комплекс «Integrity» позволяют повысить качество БРТУ за счёт своевременного выявления скрытых дефектов.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, программное и методическое обеспечение использовались при выполнении гранта по хоздоговору № 8/JIT на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и производства ФГУП «НИИЭМП», РКК «Энергия» им. С.П. Королева, Избербашский радиозавод им. Плешакова П.С., а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики.

Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 3 международных и 5 российских конференциях, а также ежегодной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ с 2006 г. по 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в т.ч. 15 тезисов докладов и материалов конференций по итогам научных мероприятий, 3 статьи, из них 1 в журнале, рекомендованном в списках ВАК.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих в себя акты внедрения. Общий объем диссертации доставляет 163 страниц с 6 таблицами и 126 иллюстрациями (рисунки, диаграммы экранные формы и т.д.). Список литературы содержит 122 наименования. Приложения — 5 страниц.

- 154-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты:

1. На основе проведенного в диссертации анализа состояния проблемы контроля дефектов возникающих конструкциях БРТУ показана необходимость диагностирования с целью поддержания качества устройства на требуемом уровне.

2. Разработан метод, позволяющий выявлять скрытые дефекты, возникающие в конструкциях БРТУ на стадии эксплуатации, и влияющие на функционирование и надежность устройства. Разработанный метод отличается от известных комбинированием диагностирования по электрическим, механическим амплитудно-частотным и акустическим характеристикам, что увеличивает достоверность диагностирования и позволяет выявлять не только отклонение параметров прямо влияющих на электрические характеристики, но и выходом параметров конструкций БРТУ за допустимы значения.

3. Для решения задачи идентификации дефектов в диссертации разработан метод выявления ранее неизвестных типов дефектов за счет расчета порогового значения признака дефектов. В рамках метода диагностирования предложен метод идентификации дефекта конструкций РТУ по механическим АЧХ и АС.

4. Разработан программный комплекс, позволяющий на стадии проектирования выбрать наилучшее место расположения вибродатчиков, рассчитать пороговое значение критерия подобия, хранить в базе неисправностей электрические, механические и акустические характеристики, полученные путем математического моделирования или натурного эксперимента, и проводить автоматизированное диагностирование БРТУ в ходе испытаний. Разработанный программный комплекс может служить инструментальной основой для дальнейшего развития теории вибродиагностики РТУ и научных исследований связанных с влиянием вибраций и шумов на механические амплитудно-частотные и акустические характеристики.

5. Разработана сквозная методика диагностирования дефектов конструкций БРТУ. Разработанная в диссертации методика диагностирования БРТУ позволяет инженеру проводить полный цикл работ по выявлению дефектов конструкций устройства на разных стадиях жизненного цикла.

6. Проведенные в диссертации экспериментальные исследования подтвердили мысль о возможности выявления дефектов БРТУ с использованием разработанных методов методики и программного комплекса. В результате экспериментальных исследований были получены результаты о влиянии дефектов конструкций на механическую амплитудно-частотную характеристику и о влиянии места расположения дефекта и контрольной точки в конструкции на достоверность диагностирования. В частности, результаты экспериментальных исследований позволили сделать вывод о целесообразности интеграции вибродатчика в печатный узел с целью повышений достоверности диагностирования и полноты контроля.

7. Результаты диссертационной работы внедрены в практику диагностирования бортовых устройств на предприятиях и в учебный процесс вузов, использовались при выполнении научно-исследовательских работ, проводимых кафедрой РТУиС МГИЭМ в 2005 — 2008 гг.

1. Автоматизированный поиск неисправностей. / Под ред. Мозгалевского А.Р. — Л.: Энергия, 1968.

2. Бененсон З.М., Елистратов Е.М., Ильин JI.K. и др. Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств/ Под ред. З.М.Бененсона. — М.: Радио и связь, 1981.- 272 с.

3. Бережной В.П., Дубицкий Л.Г. Выявление причин отказов РЭА. Под ред. Л.Г.Дубицкого. — М.: Радио и связь, 1983.

4. Биргер И.А. Техническая диагностика. — М.: Машиностроение, 1978, 240 с.

5. Бобровницкий Ю. И., Генкин М. Д., Диментберг М. Ф. Виброизолирующие системы в машинах и механизмах./ Издательство «Наука» Москва 1977 ст. «Задачи акустической диагностики»

6. Борискин О.Ф. Автоматизированные системы расчёта колебаний методом конечных элементов./ Иркутск: Издательство иркутского университета1984 188с. i

7. Брюлле Д.Д. Поиск неисправностей в технических устройствах // Зарубежная радиоэлектроника 1961. № 7, с.27 34.

8. Бэндлер Дж.У., Салама А.Э. Диагностика неисправностей в аналоговых цепях/ ТИИЭР: Пер. с англ.- 1985, т.73, № 8, с.35 87.

9. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. — М.: Машиностроение, 1991.

10. Вавилов В.П., Горбунов В.И. Тепловые методы неразрушающего контроля многослойных структур // «Дефектоскопия». — Свердловск, 1981, № 4, с.5 -22.

11. Вакуленко А.С., Дубинский Л.П., Кудрицкий В.Д., Петров И.Ф. Автоматизированная диагностика неисправностей ИС с помощью тепловизора // Электронная промышленность, 1972, № 8, с.37 — 41.

12. Вейнберг А.В., Писаренко Г.С. Механические колебания и их роль в технике. -М.: Физматгиз, 1985-232с.

13. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. — М.: Наука, 1964.- 15821. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. Пер с англ. — М.: Радио и связь, 1988, 560 с.

14. Воловиков В.В. Разработка метода комплексного моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании бортовых электронных устройств /Дисс. канд. техн. наук. М.: МИЭМ, 2004. — 193 с.

15. Гаскаров Д.В. Прогнозирование технического состояния и надежности РЭА. — М.: Сов. радио, 1974.

16. Гевондян Д.А., Киселёв JI.T. Приборы для измерения и регистрации колебаний./ Учебное пособие для ВУЗов Машгиз. 196с.

17. Глаговский Б.А. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. / JI:. "Машиностроение" Ленинградское отд-ние. 197с.

18. Глазунов Л.П., Смирнов А.Н. Проектирование технических систем диагностирования. — Л.; Энергоатомиздат, Ленинградское отд-е, 1982, 168 с.

19. Глориозов Е.Л., Ссорин В.Г., Сыпчук П.П. Введение в автоматизацию I» схемотехнического проектирования. — М.; Сов. радио, 1976, 224 с.

20. Гольдин В.В., Журавский В.Г., Кофанов Ю.Н., Сарафанов А.С., Коваленок В.И. // Исследование тепловых характеристик РЭС методами математического моделирования: Монография / Коваленок и др.; Под ред. А. В. Сарафанова. М.: Радио и связь, 2003. - 456 с.

21. ГОСТ 20417-75. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования. — М.: 1975.

22. ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения.—М.: 1975.

23. ГОСТ 23564-79. Техническая диагностика. Показатели диагностирования. — М.: 1979.

24. ГОСТ 24029-80. Техническая диагностика. Категории контролепригодности объектов диагностирования.- М.: 1980.

25. ГОСТ 26656-85. Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования. — М.: 1985.

26. ГОСТ 27002-83. Надежность в технике. Термины, и определения. — М.: 1983.

27. Гуляев В.А. Техническая диагностика управляющих систем. — Киев: Наукова думка, 1983, 208 с.

28. Давыдов П. С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем — М.: Радио и связь, 1988.

29. Данилин Н.С. Неразрушающий контроль качества продукции радиоэлектроники. — М.: Издательство стандартов, 1976, 240 с.

30. Данилин Н.С. Теория и методы неразрушающего инфракрасного контроля радиоэлектронных схем. — М., 1974.

31. Данилин Н.С., Нуров Ю.Л. Диагностика и контроль качества изделий цифровой микроэлектроники. — М., 1991.

32. Долматов А.В. Разработка метода автоматизированного контроля температур электрорадиоэлементов печатных узлов радиоэлектронных средств /Дисс. канд. техн. наук. М.: МИЭМ, 2000. - 170 с.

33. Долматов А.В., Лобурец Д.А., Увайсов С.У. Анализ технического состояния функциональных узлов радиоэлектронных средств//Новые информационные технологии: Материалы научно-технического семинара. — М.:МГИЭМ, 1998, с.310-318.

34. Долматов А.В., Милованов И.А. Расчет допусков на параметры электрорадиоизделий в задаче технической диагностики//Тез. докл. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов МГИЭМ. — М.: МГИЭМ, 1999.

35. Долматов А.В., Милованов И.А. Система неразрушающего контроля качества печатных узлов по результатам измерений температурных полей//Тез. докл. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов МГИЭМ. — М.: МГИЭМ, 1999, с. 191 -192.

36. Долматов А.В., Увайсов Р.И. , Увайсов С.У. Модель погрешностей измерения для диагностического моделирования. Радиовысотометрия — 2004: Труды Первой Всероссийской научно-технической конференции. — Екатеринбург: Издательство АМБ, 2004.

37. Долматов А.В., Увайсов С.У., Увайсов Р.И. Метод учета погрешностей измерения в электронной диагностической модели. Надежность и качество: Труды международного симпозиума — Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2004.

38. Евсиков Ю.А., Обрезков Г.В., В.Д.Разевиг и др. Прикладные математические методы анализа в радиотехнике/ Под ред. Г.В.Обрезкова. — М.: Высшая школа, 1985, 343 с.

39. Желтов P.JI. Разработка метода комплексного макромоделирования бортовых радиоэлектронных устройств с учетом теплоаэродинамических и механических факторов /Дисс. канд. техн. наук. М.: МИЭМ, 2002. - 247с.

40. Жуков А.Г., Горюнов А.Н., Кальфа А.А. Тепловизионные приборы и их применение.—М., 1983.

41. Карпушин В.Б. Вибрации и удары в радиоаппаратуре. Изд-во «Советское радио», 1971, стр. 344.

42. Касьян К.Н. Диагностика скрытых дефектов радиоэлектронных функциональных узлов. В кн.: LI научная сессия, посвященная дню радио. Тезисы докладов, часть I. — М.: Радио и связь, 1996, с.105-106.

43. Клюев В.В., Соснин Ф.Р., Филинов В.Н. и д.р. Неразрушающий контрольи диагностика: Справочник/ Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1995.-488 е., ил.

44. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 1991,360 с.

45. Кофанов Ю.Н., Шалумов А.С., Журавский В.Г., Гольдин В.В. Математическое моделирование радиоэлектронных средств ' при механических воздействиях. М.: Радио и связь, 2000. — 226 с.

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

47. Кузнецов П.И., Пчелинцев JI.A., Гайденко А.С. Контроль и поиск неисправностей в сложных системах. — М.: Сов. радио, 1969, 239с.

48. Литвинский И.Е. и др. Обеспечение безотказности микроэлектронной радиоаппаратуры на этапе производства/ И.Е.Литвинский, В.А.Прохоренко, А.Н.Смирнов. — Мн.: Беларусь, 1989, 191 с.

49. Лихтциндер Б.Я. Внутрисхемное диагностирование узлов радиоэлектронной аппаратуры.- К.: Техника, 1988.- 168 с.

50. Малинский В.Д., Бегларян В.Х., Дубицкий Л.Г. Испытания аппаратуры и средств измерения на воздействие внешних факторов: Справочник/ Под ред. В.Д. Малинского. -М.: Машиностроение, 1993. 576 е., ил.

51. Матвеев С.Е., Кофанов Ю.Н., Ройзман В.П. Методы системного анализа вибрационной прочности изделий. — М.: Радио и связь, 2002. — 178 е.,

52. Михайлов JI.A., Соломин В.П., Михайлов A.JL, Старостенко А.В. и др. Безопасность жизнедеятельности/СПб.:Питер, 2006 -302 е.: ил.

53. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М.: Энергия, 1977.

54. Мозгалевский А.В., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика (непрерывные объекты): Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1975, 207 с.

55. Мозгалевский А.В., Калявин В.П., Костанди Г.Г. Диагностирование электронных систем.- JL: Судостроение, 1984.-224 с.

56. Пакет программ теплового расчета схемных плат с визуализацией температурных градиентов, // "Электроника". —М.: Мир, 1990, № 3, с.94.

57. Покровский Ф.Н. Интегральная диагностика методами параметрической идентификации.-Изв.вузов. Радиоэлектроника, 1979, 22jN8, с.73-77.

58. Пролейко В.М., Абрамов В.А., Брюнин Б.Н. Система управления качеством изделий микроэлектроники, М.: Советское радио, 1976,-224с.

59. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. -М.: Солон ,1999. 698 с.

60. Ройтмэн JL, Свами М. Метод диагностики цепейю ТИИЭР, 1981, т. 69, N 5, с.194-195.

61. Стороженко В.А., Вавилов В.П., Волчек А.Д. Неразрушающий контроль качества промышленной продукции активным тепловым, методом. — Киев: Техника, 1988, 170 с.

62. Сулейманов С.П, Долматов А.В., Увайсов Р.И. Теплое диагностирование радиоэлектронных устройств. // Радиовысотометрии-2004: Труды Первой Всероссийской научной конференции /Под ред. А.А.Иофина, Л:И. Пономарёва -Екатеринбург: Издательство АМБ, 2004.

63. Тумковский С.Р., Увайсов С.У., Иванов И.А., Увайсов Р.И. Виброакустический контроль бортовой космической аппаратуры. Стр. 4, журнал «Мир измерений» № 12 (82) 2007.

64. Тумковский С.Р., Увайсов С.У., Инжеллиден С.Б., Увайсов Р.И. Виброакустический метод диагностирования бортовой электронной аппаратуры на стадиях жизненного цикла. Стр. 51, журнал «Качество инновации образование» № 9 (31), декабрь, 2007.

65. Турчак Л.И. Основы численных методов: Учеб. пособпе.-М.: Наука1. Гл. ред. фмз.-мат. лит., 1987.—320 с.

66. Увайсов С. У. Разработка методики контроля ИВЭП с применением АСОНИКА. Киев, УМК ВО, 1992. Сборник научных трудов «Теория и практика обеспечения надежности и качества радиоэлектронных средств»

67. Увайсов С.У. Разработка метода диагностического моделирования устройств вторичного электропитания радиоэлектронных систем./ Дисс. канд. техн. наук. — М.: МИЭМ, 1991, 221 с.

68. Шалумов А.С. Моделирование механических процессов в конструкциях РЭС на основе МКР и аналитических методов: Учебное пособие. Ковров: КГТА, 2000. 233с.