автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка корабельной автоматизированной системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей дизель-электрических подводных лодок

На правах рукописи

САВЧЕНКО Александр Владимирович

РАЗРАБОТКА КОРАБЕЛЬНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ДИЗЕЛЬ-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК

Специальность 05 13 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по судостроению)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2007

003062637

Работа выполнена в Филиале федерального государственного унитарного предприятия «Производственно-конструкторское предприятие «ИРИС» г Новочеркасск

Научный руководитель - кандидат технических наук

Ляпидов Константин Станиславович Официальные оппоненты - доктор технических наук

Губанов Юрий Александрович;

— кандидат технических наук Полищук Сергей Петрович

Ведущая организация - ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин»

Защита состоится «15» мая 2007 г в 14 — на заседании диссертационного совета Д 411 003 01 при Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно-производственное объединение «Аврора» по адресу 194 021, г Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-производственное объединение «Аврора»

Автореферат разослан «13» апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А А Шалыто

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшим аспектом в эксплуатации дизель-электрических подводных лодок (ДЭПЛ) является контроль параметров аккумуляторной батареи (АБ), а также диагностирование и прогнозирование ее состояния Эксплуатация АБ ПЛ, питающих новые мощные корабельные электронные комплексы, предполагает широкое использование систем автоматизации технологического процесса эксплуатации этих АБ Это приводит к необходимости внедрения системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей (СКД АБ) в состав современных корабельных электроэнергетических комплексов

Впервые работы по автоматизации контроля параметров АБ были выполнены специалистами ФГУП «НПО «Аврора» Мониторинг состояния АБ осуществлялся частично по четырем аккумуляторам из группы АБ и не позволял объективно оценить состояние всей АБ При этом автоматизированным был только контроль напряжения аккумуляторов и температуры электролита, а остальные параметры необходимо было контролировать вручную В ходе выполнения этих работ функция контроля параметров была возложена на комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС), что резко ограничивало процесс автоматизированного мониторинга АБ, как по быстродействию, так и по объемам обрабатываемой статистической информации об АБ Создать насыщенную по функциональности систему, удовлетворяющую широкому ряду технологических требований, представлялось весьма проблематичным, так как для этого требовались высокоинтегрирован-ная элементная база и новые программно-инструментальные средства проектирования программного обеспечения (ПО), отсутствующие в то время. Необходимо отметить также, что существующие математические модели электрохимических процессов, протекающих при различных режимах работы АБ, носят в большей степени качественный характер На их базе невозможно с необходимой точностью прогнозировать ресурс корабельной АБ, а, тем более, полностью автоматизировать процесс контроля ее параметров. Этим определяется необходимость создания компьютерной модели (КМ) реального времени для свинцово-кислотной АБ и методов диагностики ее состояния

На современном этапе постановка задачи автоматизации контроля параметров и диагностики корабельных АБ была сформулирована специалистами ФГУ «1ЦНИИ МО РФ» и ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин» Большой вклад в решение указанной проблемы как научно-технического направления внесли ЗАО «Электротяга» и Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) - ЮРГТУ (НПИ) При этом с развитием методов интеграции стало возможным и признано целесообразным возложить задачи контроля и диагностики состояния АБ непосредственно на СКД АБ в составе КСУ ТС

Свинцовые аккумуляторы были и остаются основными химическими источниками питания ДЭПЛ От энергоемкости АБ зависит длительность пребывания ДЭПЛ в подводном положении, минимальное время нахождения ее в надводном положении при проведении заряда батареи, скрытность ПЛ как в режимах переходов, так и боевого патрулирования, а также дальность

плавания Поэтому согласно эксплуатационным требованиям АБ возникает объективная необходимость в периодических проверках обслуживающим персоналом состояния АБ Это приводит к необходимости постоянного присутствия человека в непосредственной близости к батарее, определяя существенную роль человеческого фактора в надежности всей бортовой системы питания В свою очередь, обслуживание и оперативный контроль состояния АБ затруднены ввиду особенностей ее компоновки и ограниченности свободного пространства аккумуляторной ямы Таким образом, снижение трудоемкости и влияния человеческого фактора при эксплуатации АБ на ДЭПЛ представляется важной задачей, которая может быть решена созданием автоматизированной СКД АБ Поэтому тема диссертационной работы «Разработка корабельной автоматизированной системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей дизель-электрических подводных лодок» является актуальной

Цель диссертационной работы - совершенствование методов построения СКД АБ, обеспечивающих автоматизацию эксплуатации АБ ДЭПЛ, а также практическая реализация СКД АБ и ее ПО с применением результатов исследования

Для достижения цели в работе решаются следующие задачи

1 Анализ существующих методов и средств контроля параметров и диагностики состояния АБ

2 Создание компьютерной модели АБ с уточненным математическим описанием взаимосвязи основных параметров АБ для применения в СКД АБ

3 Развитие существующих и создание новых методов контроля параметров и диагностики состояния АБ

4 Разработка функционально-алгоритмической структуры СКД АБ и создание программного обеспечения СКД АБ реального времени

5 Синтез новых технических решений в проектировании, реализации и сопровождении многоуровневых систем мониторинга АБ

6 Имитационное моделирование АБ и создание компьютерной обучающей программы

Объектом исследования в работе является свинцово-кислотная аккумуляторная батарея в составе информационной системы контроля параметров и диагностики состояния аккумуляторных батарей, интегрированной в систему верхнего уровня

Научная новизна. В работе получены следующие научные результаты, которые выносятся на защиту

1 Компьютерная модель АБ, включающая уточненное математическое описание взаимосвязи основных параметров АБ для различных эксплуатационных режимов, отличающаяся наличием программных средств статистической обработки данных за весь период эксплуатации АБ для выявления тенденций изменения свойств элементов АБ, а также наличием встроенного анализатора состояний АБ, выполняющего функцию самонастройки канала определения плотности электролита

2 Методы контроля параметров АБ, позволяющие проводить монито-

ринг, исключив дорогостоящие ненадежные аппаратные датчики плотности, и прогнозировать состояние АБ

- уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ,

- адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению его для режима заряда АБ,

- модифицированный метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений

3 Трехуровневая функционально-алгоритмическая структура СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня, позволяющая автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени и интегрировать СКД АБ в комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС) ДЭПЛ.

4 Схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяющие определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами

5 Методика имитационного моделирования режимов работы АБ, позволяющая моделировать значения контролируемых параметров АБ в соответствии с их изменениями, происходящими в реальных аккумуляторах, с учетом введенного инструктором при обучении режима эксплуатации АБ, коэффициента ускорения процесса и наличия нештатных ситуаций

Методы исследования. В работе используются методы системного анализа, математического моделирования, математической статистики, теории вероятностей и надежности, теории свинцового аккумулятора, схемотехники, теории алгоритмов и языков программирования Решение поставленных задач осуществлялось с использованием анализа результатов исследований опытных и поставочных образцов СКД АБ в лабораторных условиях и на ДЭПЛ

Достоверность полученных автором результатов подтверждается

— корректным использованием апробированных методов, а также совпадением результатов расчетов с данными, полученными при натурных экспериментах,

- сертификатом (ФГУ «32 ГНИИ МО РФ») утверждения типа средств измерения военного назначения и соответствием требованиям технических условий на продукцию, испытательное оборудование и методы испытаний

Практическая ценность работы. Практическое значение работы определяется результатами, достигнутыми при разработке и совершенствовании многоуровневых систем мониторинга АБ Внедрение СКД АБ реального времени позволило обеспечить постоянный и непрерывный сбор информации по основным параметрам (напряжение, ток, емкость, уровень электролита, температура, плотность) каждого элемента аккумуляторной батареи, сократить ручной сбор информации и численность обслуживающего персонала, облегчить эксплуатацию аккумуляторных батарей

Внедрение результатов работы На основе теоретических положений, обоснованных в диссертации, получены следующие практические результаты

1 Разработана и внедрена система контроля и диагностики аккумуляторных батарей (ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «Адмиралтейские верфи», СПб , 2005 г)

2 Разработана и реализована компьютерная обучающая программа «Система контроля параметров аккумуляторов и диагностирования АБ Устройство, принцип работы и управление» (ООО «Центр тренажеростроения и подготовки персонала», М , 2004 г)

3 Выполнен технический проект и реализован макетный образец тренажера «Система контроля параметров аккумуляторов и диагностирования АБ» (ФГУП «СПМБМ «Малахит», СПб , 2006 г )

4 Создан универсальный комплекс, предназначенный для проведения испытаний различных информационно-цифровых систем Он был использован для испытаний опытных и поставочных образцов СКД АБ (Филиал ФГУП «ПКП «Ирис», г Новочеркасск, 2005 г)

5 Получен на СКД АБ сертификат (ФГУ «32 ГНИИ МО РФ») утверждения типа средств измерения военного назначения

Разработки автора и выполненные с их использованием промышленные образцы СКД АБ впервые освоены ФФГУП «ПКП «Ирис», г Новочеркасск, 2005-2006 гг в серийном производстве в отечественной промышленности и имеют высокий экспортный потенциал

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматика» ЮРГТУ (НПИ) в курсах лекций для специальности «Электрооборудование и автоматика судов»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на

- научно-техническом семинаре «Электропитание», Зеленоград, Ассоциация разработчиков, изготовителей и потребителей средств электропитания, 2003 г.,

- межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах», посвященном 40-летию совместной научной технической деятельности РСГЖБ-ПКП «Ирис» и ФГУП «НПО «Аврора», Ростов-на-Дону, 2003 г.,

- VII международной научно-практической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2004 г ,

- межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов», Новочеркасск, Филиал ФГУП «ПКП «Ирис», 2005 г

Публикации, патенты Основное содержание работы отражено в двенадцати научных трудах в восьми печатных работах (одна статья в журнале из перечня ВАК и семь тезисов докладов конференций), одном патенте РФ на изобретение и свидетельствах о регистрации трех программ.

Объем и структура работы введение, четыре главы, заключение, четыре приложения, количество страниц - 180, рисунков - 55, таблиц - 10, список использованной литературы -159

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы диссертации, определены цели и задачи исследования

В первой главе выполнен обзор научно-технических материалов по оценке современного состояния методов и средств контроля параметров и диагностики состояния АБ Проведенный анализ выявил необходимость развития существующих и создания новых методов контроля и диагностики АБ, что впервые стало возможным только при реализации современной системы мониторинга АБ реального времени Кроме того, существующие первичные измерительные преобразователи, применяемые в составе датчиков параметров АБ, недостаточно проработаны, что, в свою очередь, также определяет своевременность и актуальность темы диссертации В результате анализа обоснованы задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена построению компьютерной модели АБ, ориентированной на решение задач определения параметров АБ. Выполнен анализ существующих моделей, приведена их классификация В ней используется компьютерная модель АБ как совокупность моделей различного рода

Проведенный обзор публикаций показал, что модели, ориентированные на исследование параметров АБ с учетом влияния внешних воздействий на внутренние электрохимические и технологические процессы, которые связаны с эксплуатационным обслуживанием, в настоящее время развиты недостаточно полно для использования в цифровых системах контроля и диагностики состояния АБ в режиме реального времени

Анализ и сопоставление существующих моделей АБ выявил следующие недостатки

- в большей степени качественный (даже в статических режимах), а не количественный характер описания состояний АБ;

- не обеспечена требуемая точность при определении параметров АБ,

- узкая ориентация применения моделей, для которых часто требуются специальные лабораторные условия (стабилизация тока, чистота и однородность электролита, отсутствие влияния электромагнитных полей и других внешних дестабилизирующих факторов), что практически не выполнимо в условиях ПЛ,

- отсутствие возможности реализации при автоматизации контроля параметров и диагностики состояния АБ

Указанные недостатки определили необходимость углубленного исследования свинцово-кислотного аккумулятора и создания компьютерной модели свинцово-кислотной АБ (рис 1) Предложенная в работе КМ АБ является результатом синтеза математической и физической моделей

Г ЗУ

АБ

Нагрузка

и и.

Я,

-й

СКДАБ

Физико-математическая модель А Б

Программный! анализатор 1 состояний АБ|

Г"

Мат аппарат статистической обработки данных

Компьютерная модель АБ

N

Р,

[ 170 330 ] В = | 0 330 ] в

и, ' [ о ззо]в

/ = I 50 15000 ] А и =[14 3 0 ] В Т = 1 0 70 ] С" Я = [20 85 ] мм С = [ 0 21000 ]А»ч С«.- |0 100]% Я = [30 500 ] кОм Р =[ 1 040 1 350] г/см1 1 = | 0 126[ шт

Рис 1 Структурная схема компьютерной модели АБ и ее область ограничения

Совместное применение теоретических функций, описывающих взаимосвязь основных параметров объекта исследования, и функций, полученных в результате аппроксимации экспериментальных статистических данных, позволяет не только прогнозировать состояния объекта, но и проводить автокорректировку КМ в режиме реального времени (рис 2), что обеспечивает самонастройку системы

Физическая модель

ЭВМ

Параметр 1

Параметр 2

Параметр I

Параметр х

Компьютерная модель

□

Физико-математическая модель АБ

Статистическая обработка данных

Анализатор состояний

Параметр 1

Параметр 2

Параметр/

Параметрх

Информация о состоянии АБ

► Оператор ЭВМ

Рис 2 Общий принцип построения КМ с функцией самонастройки К - матрица параметрических коэффициентов КМ АБ, х - скрытый параметр АБ, Д - датчик

Смысл такой самонастройки заключается в изменении параметров КМ с помощью матрицы коэффициентов, полученных при анализе данных от датчиков Определение значений этих коэффициентов выполняется программным анализатором в соответствии с изменением состояния объекта и внешних условий с помощью компьютерного моделирования состояний АБ

Третья глава посвящена развитию существующих и разработке новых методов контроля параметров и диагностики состояния АБ, вопросам экспериментальной проверки компьютерной модели на адекватность реальному объекту и ее последующему уточнению

Статистическая обработка данных в СКД АЬ. Проведенные с участием автора стендовые эксперименты выявили основные аспекты в определении ресурса и контроля состояния АБ в условиях ДЭПЛ. При этом установлено, что необходимо учитывать параметрические особенности не только контрольных (типовых) элементов АБ, соответствующих эксплуатационным требованиям, но и уникальность каждого аккумулятора, регистрируя полную хронологию их эксплуатационных режимов. Поэтому основу СКД АБ составляет накопление и анализ весьма значительных и непрерывно увеличивающихся объемов данных. Манипулирование данными и их статистическая обработка, применяемая в анализаторе состояний АБ, в силу непредсказуемости эксплуатационных режимов АБ (особенно в боевых режимах ДЭПЛ) и, в связи с этим, их слабая структурированность, представляют собой сложную проблему. Рассмотрим основные аспекты статистической обработки данных по изменению значений напряжения на каждом элементе батареи, общего напряжения и тока АБ в процессе разряда и заряда, которые были получены в ходе испытаний СКД АБ (рис. 3).

Рис, 3. Влияние индивидуальных особенностей элементов и случайных факторов на отклонение напряжения конкретного элемента от среднего значения

На основании проведенного статистического анализа полученных данных были сделаны следующие выводы.

1. 11апряженис «-го элемента представляется в виде

ВД = ад + дс/со = Щ®+ау5ЛСР(г)+ д ижЛ1), (1)

где С/ср(0 - среднее значение напряжения элемента АБ; ДС/эл.срС0 - отклонение напряжения конкретного элемента от среднего значения; Ди^шЩ - случайная составляющая.

Согласно анализу экспериментальных данных основная часть ЛС/М.И укладывается в интервал ±0,005 В, что свидетельствует о стационарности процессов заряда и разряда АБ относительно случайной составляющей.

2. Сравнение значений напряжений элементов батареи со средним значением напряжения АБ при неизменном режиме работы и достаточном объеме выборки позволяет выделить элементы, имеющие постоянно пониженное напряжение, существенно отличающееся от среднего, что создает

предпосылки для их дальнейшей диагностики

3 Сравнение значений напряжений холостого хода со средним значением напряжения АБ после заряда и кратковременного разряда показало, что имеются в 5 .10 раз большие отклонения напряжения для тех же элементов, что и при сравнении значений напряжения в режимах разряда и заряда Это облегчает регистрацию отклонений от нормы конкретных аккумуляторов при поиске неисправных элементов АБ

Уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ. Во время опроса всех блоков обработки информации в ЭВМ верхнего уровня передается значение текущей емкости батареи С Вся последующая обработка данных для определения ресурса АБ производится непосредственно в КМ АБ Поэтому при применении алгоритмов автокоррекции (гл. 2) для канала определения плотности в СКД АБ важное значение имеет достоверность данных о емкости, получаемых от блоков обработки информации Именно эта характеристика влияет впоследствии на точность канала определения плотности, и поэтому важнейшее значение имеет минимизация г - шага итерационных вычислений по времени А/ при определении емкости

1/

(2)

где АС/— приведенное значение емкости к температуре 30°С в зависимости от длительности текущего режима работы АБ, кт° - коэффициент приведения значения емкости к температуре 30°С в зависимости от длительности текущего режима работы АБ (по паспортным данным)

В процессе эксплуатации свинцово-кислотных АБ в составе с СКД АБ автором установлено, что при определении остаточного ресурса АБ необходимо при каждой г-й итерации учитывать нелинейный характер зависимости запасенной емкости СК0Н, (/,) в батарее от текущего ее режима (от значения тока /ь /2, , /„ и продолжительности режима)

'.-Г- Ас: ^

100 %

(3)

На рис 4 приведена графическая иллюстрация результатов применения предложенной методики определения емкости для процесса полного заряда и разряда АБ различными токами (при заряде I ступень - ток 3600А, II — 1800А, III - 900А, IV - 400А; при одноступенчатом разряде - ток 400А)

X

«Л 8800

|— ЕиоО ЖГИ — Эия 1МШМС1» |

»-Ешсст>УКПА~Эюич »иаспП

Рис 4 Графики емкости АБ в режиме реального времени

Адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению для режима заряда АБ. При определении плотности электролита аккумулятора при разряде в теории классической электрохимии используют выражение

i/o =(£~ 0,84) К(Т), (4)

где d0 - начальная плотность электролита, Е - ЭДС аккумулятора, К(Т) -температурный коэффициент, учитывающий влияние температуры на плотность электролита

При этом текущее значение плотности электролита свинцово-щелочного аккумулятора (А) на первом и последующих шагах итераций i определяется соотношениями

= -kd ДС,' + d0 или d, = kd AC,' + , (5)

где С, - текущая емкость электролита, kd - крутизна характеристики d (Q

Получаемые результаты имеют допустимую погрешность в определении плотности электролита по отношению к ареометрическому методу, которая достигает 5-7 %

На основании выполненных автором исследований, в виду отличительных особенностей зарядной реакции, необходимо дополнительно адаптировать приведенный метод определения плотности для процесса заряда АБ Так после завершения Ш ступени при переходе на IV ступень необходимо вводить в расчет коэффициент к = 2 99/0 67 = 4 5 и вычислять плотность по уравнению

d - d(III) + — 2 99 ln|F0 +Q}\, (6)

к '

где d(IIT) - начальное значение плотности, определяемое по окончанию заряда, V0 - начальный объем кислоты, Q3 - зарядная емкость

Приведенная адаптация позволяет вести расчет только по изменению плотности, связанному с реакцией разложения воды Экспериментально установлено, что отношение прироста плотности кислоты за IV ступень при использовании СКД АБ и ареометра составило 4,4, что очень близко к величине вводимого коэффициента к = 4,5 и подтверждает правомерность предложенной адаптации метода определения плотности для процесса заряда АБ

Четвертая глава посвящена программной реализации компьютерной модели АБ и методов контроля ее параметров, проектированию первичных преобразователей и основных узлов СКД АБ, а также созданию компьютерной обучающей программы и тренажера СКД АБ для экипажа ПЛ

Специфика предметной области определяет необходимость поддержки многоуровневого доступа к распределенным данным на основе унифицированных протоколов информационного обмена по унифицированной магистрали мультиплексного канала согласно ГОСТ 26765 52-87 (MIL STD 1553, CAN 2 0) В интерфейсной части системы поставленным требованиям должны отвечать динамическая вариация формы представления, гибкое разграничение прав доступа с поддержкой персонализации и непрерывная поддержка актуальности и целостности данных В части архитектуры система должна обеспечивать открытость, расширяемость, гибкую адаптацию к состоянию

предметной области, а также возможность оперативной коррекции данных и с учетом состояния среды вычислений. Поэтому аппаратное обеспечение СКД АБ имеет трёхуровневую микропроцессорную архитектуру (рис. 5):

• верхний уровень представлен промышленной ЭВМ типа 1ВМРС\

• средний уровень - подсистемой контроля тока и напряжения группы АБ (блок обработки информации (БОИ));

• нижний уровень - устройствами контроля параметров (напряжения, температуры, уровня) аккумулятора (УКГ1А).

На верхнем уровне независимо от наличия питания системы осуществляется хранение исполняемой программы ЭВМ, исходных данных по АБ, вариантов планов заряда и переходных напряжений при различных режимах, та&дицы критических значений параметров аккумуляторов.

Также в памяти ЭВМ сохраняется текущая и возобновляемая информация о состоянии аккумулятора, о наработке в условно-полных циклах от начала эксплуатации, о зарядной и разрядной емкостях АБ, об остаточной емкости, обо всех зарядах и разрядах аккумулятора с начала эксплуатации, обо всех выявленных неисправностях с начала эксплуатации. При этом в режиме реального времени выполняется вывод на дисплей следующей информации: о времени и дате, о текущем режиме работы аккумулятора, о значениях тока,

сопротивления изоляции, напряжения, об остаточной емкости и времени до момента наступления полного разряда аккумулятора Также автоматически по ситуации (в том числе, аварийной) в режиме реального времени на дисплей поступает информация о достижении параметрами АБ критических значений, о неисправных блоках и каналах системы, о необходимости проведения плановых мероприятий, перехода на следующую ступень заряда, окончания заряда или разряда, об отклонении параметров от планируемых значений При аварийной ситуации осуществляется звуковая и световая сигнализация

Программная среда ЭВМ верхнего уровня представляет собой программное обеспечение (ПО), реализующее аппроксимацию данных, прогнозирование параметров АБ, диагностику блоков и каналов системы для каждого из режимов работы, предоставляя оператору для последующего анализа отчет о запрашиваемой информации в удобном для него виде (таблицы, гистограммы, картограммы и т д)

Программное обеспечение СКД АБ также имеет трехуровневую иерархическую структуру (рис б)_

3 уровень - УКПА

2 уровень - БОИ

Драй вер CAN 20

1 уровень ■ЭВМ

Драй вер MIL-STD-1553В

СУБД

I Юльзовательскии интерфейс

FLASH

V.

| Сбор и обработка информации I, С, U, RH | Сбор и обработка информации U, I, Н |

Рис 6 Программные уровни СКД АБ В" его состав по каждому уровню входят одна головная программа и четыре подпрограммы режимов работы АБ, которые осуществляют- контроль параметров аккумулятора в режиме заряда,

- контроль напряжения разомкнутой цепи,

- контроль параметров аккумулятора в режиме разряда;

- сбор статистики

На основе проведенного сравнительного анализа в качестве интегрированной среды разработки {Integrated Development Environment (IDE)) ПО выбран C++Builder (фирмы Borland) Эта среда предоставляет технологию быстрой разработки приложений (RAD — Rapid Application Development) Кроме этого, применение IDE C++Builder позволило обеспечить кросс-платформенность - возможность компиляции ПО СКД АБ в::различных операционных системах

Разработанная и внедренная СКД АБ непрерывно регистрирует широ-

кий ряд характеристик (в том числе и ресурс) по каждому аккумулятору (уникальному по своим параметрам) Комплексное определение параметров каждого аккумулятора обеспечивает высокую достоверность информации о состоянии АБ в процессе эксплуатации, а универсальность и, как следствие, широкая область применения позволяют применять СКД АБ как в обслуживаемых, так и необслуживаемых аккумуляторах

Большое разнообразие типов АБ и режимов их работы и требования к надежности бортовой системы питания ПЛ определяют необходимость в отлаженном механизме действий оператора ЭВМ в подготовке и введении в работу, а также при использовании СКД АБ по прямому назначению и в нештатных ситуациях Однако алгоритмическая насыщенность программного обеспечения СКД АБ, определяемая технологическим процессом эксплуатации АБ, требует от оператора ЭВМ верхнего уровня достаточно глубоких знаний в области обслуживания АБ, пользовательского интерфейса и алгоритмических особенностей программного обеспечения СКД АБ. Для подготовки специалистов электромеханической боевой части экипажа ПЛ по теме «Устройство системы контроля параметров аккумуляторов и диагностирования аккумуляторных батарей» на основе результатов диссертации разработаны компьютерная обучающая программа и тренажер СКД АБ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертационной работе автором разработаны

1 Компьютерная модель АБ, включающая уточненное математическое описание взаимосвязи основных параметров АБ для различных эксплуатационных режимов, отличающаяся наличием программных средств статистической обработки данных за весь период эксплуатации АБ для выявления тенденций изменения свойств элементов АБ, а также наличием встроенного анализатора состояний АБ, выполняющего функцию самонастройки канала определения плотности электролита

2. Методы контроля параметров АБ, позволяющие проводить мониторинг, исключив дорогостоящие ненадежные аппаратные датчики плотности, и прогнозировать состояние АБ.

- уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ,

- адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению его для режима заряда АБ,

- модифицированный метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений

3 Трехуровневая функционально-алгоритмическая структура СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня, позволяющая автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени и интегрировать СКД АБ в комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС) ДЭПЛ

4 Схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяющие определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами

5 Методика имитационного моделирования режимов работы АБ, позволяющая моделировать значения контролируемых параметров АБ в соответствии с их изменениями, происходящими в реальных аккумуляторах, с учетом введенного инструктором при обучении режима эксплуатации АБ, коэффициента ускорения процесса и наличия нештатных ситуаций

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Савченко А В, Остапенко ЕИ, ТемиревАП и др Автоматизированная система контроля и диагностирования аккумуляторных батарей (СКДАБ) /Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах Материалы межотраслевого научно-технического семинара, посвященного 40-летию совместной научной технической деятельности РСПКБ-ПКП «Ирис» и ФГУП «НПО «Аврора» 23-24 октября 2003г. Юж -Рос. гос техн ун-т Новочеркасск. Ред журн. «Изв вузов Электромеханика», 2004, с 80-86

2 Скачков Ю В, Федоров А Е, Савченко А В и др Контроль основных параметров аккумуляторных батарей /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г. Юж -Рос. гос. техн ун-т Новочеркасск, 2006, с 143-147

3 Ляпидов К С, Савченко А В, Пжилуский А А и др Математический аппарат статистической обработки данных СКД АБ /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г Юж-Рос гос техн ун-т Новочеркасск, 2006, с 160-164

4 Савченко А В, Зюбровский Л Г, ПятибратовГЯ Повышение производительности технологической установки с учетом эффективности использования электроэнергии // Известия вузов Электромеханика 2003 №5, с 46-49 Журнал входит в перечень ВАК

5 Скачков Ю В, Савченко А В, Ляпидов К С и др Методика приближенной оценки плотности электролита в процессе заряда аккумуляторов с применением системы СКД АБ /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г. Юж-Рос. гос техн. ун-т Новочеркасск, 2006, с 164-168

6 Савченко А В, Федоров АЕ, Пжилуский А А и др Концепция построения системы контроля и диагностирования аккумуляторных батарей (СКД АБ) /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г Юж.-Рос гос техн. ун-т Новочеркасск, 2006, с 137-143.

7. Савченко А В, Скачков Ю В, Анисимов А В и др Автоматизированная система контроля и диагностики аккумуляторных батарей // Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственно-конструкторское предприятие «ИРИС» // Патент на изобретение № 2283504, МПК G 01R 31/36 Бюл. Изобретений 2006 №25

/С-

8 Никифоров Б В, Ляпидов К С, Савченко А В и др Измерительный преобразователь тока для системы контроля и диагностирования аккумуляторных батарей и согласующего преобразователя энергоустановки с электрохимическими генераторами /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г Юж -Рос гос техн ун-т Новочеркасск, 2006, с 154-160

9 Савченко А В, Федоров А Е, Кротенко А В и др Алгоритмизация работы и программное обеспечение системы контроля и диагностирования аккумуляторных батарей (СКД АБ) /Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов Материалы межотраслевого научно-технического семинара 21-22 мая 2006 г Юж.-Рос. гос. техн ун-т Новочеркасск, 2006, с 148-153

10 Савченко А В, Темирев А П, Федоров А Е и др. Информационно-управляющая программа для системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей (ИУП для СКД АБ) //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611704 от 11 07 2005

11 Савченко А В, Темирев А П, Лозицкий О Е и др Программа обработки информации для системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей (ПОИ для СКД АБ) //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611706 от 11 07 2005

12 Савченко А В, Темирев А Л, Федоров А Е и др. Программа контроля параметров аккумуляторов для системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей (ПКПА для СКД АБ) //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611705 от 11 07 2005.

Личный вклад. В работах, опубликованных в соавторстве, личный вклад соискателя в [1] - исследование существующих методов и средств диагностики и контроля параметров АБ, постановка задачи исследования, в [2] - обобщение результатов анализа существующих моделей АБ и разработка компьютерной модели АБ, в [3-5] - математический аппарат статистической обработки данных и методы контроля параметров АБ, в [6, 7] - концепция построения СКД АБ, в [8] - реализация основных узлов и в [9-12] -программное обеспечение

Подписано в печать 29 03 2007 Бумага офсетная Печать оперативная

_Печл 1,00 Тираж 100 экз Заказ №048_

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Типография ЮРГТУ (НПИ) 346 428, г Новочеркасск, ул Просвещения, 132

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ.

1.1. Обзор основных составляющих корабельной энергетической системы.

1.2. Электрохимические характеристики и процессы в аккумуляторных батареях.

1.2.1. Конструкция АБ.

1.2.2. Электрические характеристики АБ.

1.2.3. Режимы АБ.

1.3. Анализ существующих методов и средств контроля и диагностики АБ.

1.3.1. Диагностика АБ по разрядно-зарядному циклу.

1.3.2. Диагностика АБ по внутренним параметрам батареи.

1.3.3. Диагностика АБ на форсированном температурном цикле.

1.3.4. Контроль заряженности по напряжению АБ.

1.3.5. Контроль заряженности АБ при помощи импульсного разряда

1.3.6. Учет полученного и отданного батареей количества электричества.

1.3.7. Поэлементный контроль состояния АБ.

1.3.8. Комбинированный метод контроля параметров АБ.

1.4. Постановка задач автоматизации процесса эксплуатации свинцовокислотных АБ ДЭПЛ.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2.КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АБ.

2.1. Анализ существующих моделей АБ.

2.2. Синтез компьютерной модели АБ.

2.3. Математическое описание компьютерной модели АБ.

2.4. Методика автокоррекции канала определения плотности.

2.5. Методика имитационного моделирования режимов работы АБ.

2.5.1. Имитация режимов работы АБ - заряд, разряд, хранение.

2.5.2. Имитация нештатных ситуаций.

2.5.3. Имитация влияния работы системы механического перемешивания электролита на АБ.

2.5.4. Моделирование влияния работы системы водяного охлаждения на АБ.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ АБ. УТОЧНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ АБ.

3.1. Математический аппарат статистической обработки данных в системе контроля параметров и диагностики состояния АБ.

3.1.1. Предварительная обработка данных.

3.1.2. Дисперсионный анализ и гистограммы распределения AU.

3.1.3. Корреляционный анализ процессов заряда и разряда.

3.1.4. Сравнение параметров отдельных элементов.

3.1.5. Сравнение ЭДС элементов при холостом ходе.

3.2. Уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ.

3.3. Адаптация метода оценки плотности электролита аккумулятора и уточнение компьютерной модели АБ.

3.3.1. Определение плотности электролита аккумулятора в процессе разряда АБ.

3.3.2. Адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению для режима заряда АБ.

3.4. Модифицированный метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ МОНИТОРИНГА И ИМИТАЦИИ АБ.

4.1. Реализация автоматизированной системы контроля параметров и диагностики состояния АБ.

4.1.1. Проектирование многоуровневой архитектуры системы.

4.1.2. Разработка канала измерения тока.

4.1.3. Создание программного обеспечения.

4.2. Создание компьютерной обучающей программы СКД АБ.

4.3. Разработка тренажера СКД АБ и имитационное моделирование АБ

4.3.1. Имитация устройства контроля уровня и температуры АБ.

4.3.2. Имитация системы механического перемешивания электролита АБ.

4.3.3. Имитация системы водяного охлаждения АБ.

4.3.4. Имитация устройств контроля параметров аккумуляторов.

4.3.5. Программное обеспечение управления тренировкой.

4.3.6. Межуровневый обмен данными в тренажере.

Выводы по главе 4.

Актуальность проблемы. Важнейшим аспектом в эксплуатации дизель-электрических подводных лодок (ДЭПЛ) является контроль параметров аккумуляторной батареи (АБ), а также диагностирование и прогнозирование ее состояния [1]. Эксплуатация АБ ГШ, питающих новые мощные корабельные электронные комплексы, предполагает широкое использование систем автоматизации технологического процесса эксплуатации этих АБ. Это приводит к необходимости внедрения системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей (СКД АБ) в состав современных корабельных электроэнергетических комплексов.

Впервые работы по автоматизации контроля параметров АБ были выполнены специалистами ФГУП «НПО «Аврора» [2]. Мониторинг состояния АБ осуществлялся частично по четырем аккумуляторам из группы АБ и не позволял объективно оценить состояние всей АБ. При этом автоматизированным был только контроль напряжения аккумуляторов и температуры электролита, а остальные параметры необходимо было контролировать вручную. В ходе выполнения этих работ функция контроля параметров была возложена на комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС), что резко ограничивало процесс автоматизированного мониторинга АБ, как по быстродействию, так и по объемам обрабатываемой статистической информации об АБ. Создать насыщенную по функциональности систему, удовлетворяющую широкому ряду технологических требований, представлялось весьма проблематичным, так как для этого требовались высокоинтегри-рованная элементная база и новые программно-инструментальные средства проектирования программного обеспечения (ПО) [3-4, 35-42], отсутствующие в то время. Необходимо отметить также, что существующие математические модели электрохимических процессов, протекающих при различных режимах работы АБ [5-10], носят в большей степени качественный характер. На их базе невозможно с необходимой точностью прогнозировать ресурс корабельной АБ, а, тем более, автоматизировать процесс контроля ее параметров. Этим определяется необходимость создания компьютерной модели (КМ) реального времени для свинцово-кислотной АБ и методов диагностирования ее состояния.

На современном этапе постановка задачи автоматизации контроля параметров и диагностики корабельных АБ была сформулирована специалистами ФГУ «1ЦНИИ МО РФ» [11] и ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин» [16]. Большой вклад в решение указанной проблемы как научно-технического направления внесли ЗАО «Электротяга» [12] и Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) -ЮРГТУ (НПИ) [13]. При этом с развитием методов интеграции [14] стало возможным и признано целесообразным возложить задачи контроля и диагностики состояния АБ непосредственно на СКД АБ в составе КСУ ТС.

Свинцовые аккумуляторы были и остаются основными химическими источниками питания ДЭПЛ. От энергоемкости АБ зависит длительность пребывания ДЭПЛ в подводном положении, минимальное время нахождения ее в надводном положении при проведении заряда батареи, скрытность ПЛ как в режимах переходов, так и боевого патрулирования, а также дальность плавания. Поэтому согласно эксплуатационным требованиям АБ возникает объективная необходимость в периодических проверках обслуживающим персоналом состояния АБ. Это приводит к необходимости постоянного присутствия человека в непосредственной близости к батарее, определяя существенную роль человеческого фактора в надежности всей бортовой системы питания. В свою очередь, обслуживание и оперативный контроль состояния АБ затруднены ввиду особенностей ее компоновки и ограниченности свободного пространства аккумуляторной ямы [1]. Таким образом, снижение трудоемкости и влияния человеческого фактора при эксплуатации АБ на ДЭПЛ представляется важной задачей, которая может быть решена созданием автоматизированной СКД АБ. Поэтому тема диссертационной работы «Разработка корабельной автоматизированной системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей дизель-электрических подводных лодок» является актуальной.

Цель диссертационной работы - совершенствование методов построения СКД АБ, обеспечивающих автоматизацию эксплуатации АБ ДЭПЛ, а также практическая реализация СКД АБ и ее ПО с применением результатов исследования.

Для достижения цели в работе решаются следующие задачи.

1 Анализ существующих методов и средств контроля параметров и диагностики состояния АБ.

2. Создание компьютерной модели АБ с уточненным математическим описанием взаимосвязи основных параметров АБ для применения в СКД АБ.

3. Развитие существующих и создание новых методов контроля параметров и диагностики состояния АБ.

4. Разработка функционально-алгоритмической структуры СКД АБ и создание программного обеспечения СКД АБ реального времени.

5. Синтез новых технических решений в проектировании, реализации и сопровождении многоуровневых систем мониторинга АБ.

6. Имитационное моделирование АБ и создание компьютерной обучающей программы.

Объектом исследования в работе является свинцово-кислотная аккумуляторная батарея в составе информационной системы контроля параметров и диагностики состояния аккумуляторных батарей, интегрированной в систему верхнего уровня.

Научная новизна. В работе получены следующие научные результаты, которые выносятся на защиту:

1. Компьютерная модель АБ, включающая уточненное математическое описание взаимосвязи основных параметров АБ для различных эксплуатационных режимов, отличающаяся наличием программных средств статистической обработки данных за весь период эксплуатации АБ для выявления тенденций изменения свойств элементов АБ, а также наличием встроенного анализатора состояний АБ, выполняющего функцию самонастройки канала определения плотности электролита.

2. Методы контроля параметров АБ, позволяющие проводить мониторинг, исключив дорогостоящие ненадежные аппаратные датчики плотности, и прогнозировать состояние АБ:

- уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ;

- адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению его для режима заряда АБ;

- модифицированный метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений.

3. Трехуровневая функционально-алгоритмическая структура СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня, позволяющая автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени и интегрировать СКД АБ в комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС) ДЭПЛ.

4. Схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяющие определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами.

5. Методика имитационного моделирования режимов работы АБ, позволяющая моделировать значения контролируемых параметров АБ в соответствии с их изменениями, происходящими в реальных аккумуляторах, с учетом введенного инструктором при обучении режима эксплуатации АБ, коэффициента ускорения процесса и наличия нештатных ситуаций.

Методы исследования. В работе используются методы системного анализа, математического моделирования, математической статистики, теории вероятностей и надежности, теории свинцового аккумулятора, схемотехники, теории алгоритмов и языков программирования. Решение поставленных задач осуществлялось с использованием анализа результатов исследований опытных и поставочных образцов СКД АБ в лабораторных условиях и на ДЭПЛ.

Достоверность полученных автором результатов подтверждается:

- корректным использованием апробированных методов, а также совпадением результатов расчетов с данными, полученными при натурных экспериментах;

- сертификатом (ФГУ «32 ГНИИ МО РФ») утверждения типа средств измерения военного назначения и соответствием требованиям технических условий на продукцию, испытательное оборудование и методы испытаний.

Практическая ценность работы. Практическое значение работы определяется результатами, достигнутыми при разработке и совершенствовании многоуровневых систем мониторинга АБ. Внедрение СКД АБ реального времени позволило обеспечить постоянный и непрерывный сбор информации по основным параметрам (напряжение, ток, ёмкость, уровень электролита, температура, плотность) каждого элемента аккумуляторной батареи, сократить ручной сбор информации и численность обслуживающего персонала, облегчить эксплуатацию аккумуляторных батарей.

Внедрение результатов работы. На основе теоретических положений, обоснованных в диссертации, получены следующие практические результаты:

1. Разработана и внедрена система контроля и диагностики аккумуляторных батарей (ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «Адмиралтейские верфи», СПб., 2005 г.).

2. Разработана и реализована компьютерная обучающая программа «Система контроля параметров аккумуляторов и диагностирования АБ. Устройство, принцип работы и управление» (ООО «Центр тренажеростроения и подготовки персонала», М., 2004 г.).

3. Выполнен технический проект и реализован макетный образец тренажера «Система контроля параметров аккумуляторов и диагностирования АБ» (ФГУП «СПМБМ «Малахит», СПб., 2006 г.).

4. Создан универсальный комплекс, предназначенный для проведения испытаний различных информационно-цифровых систем. Он был использован для испытаний опытных и поставочных образцов СКД АБ (Филиал ФГУП «ПКП «Ирис», г. Новочеркасск, 2005 г.).

5. Получен на СКД АБ сертификат (ФГУ «32 ГНИИ МО РФ») утверждения типа средств измерения военного назначения.

Разработки автора и выполненные с их использованием промышленные образцы СКД АБ впервые освоены ФФГУП «ПКП «Ирис», г. Новочеркасск, 2005-2006 гг. в серийном производстве в отечественной промышленности и имеют высокий экспортный потенциал.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматика» ЮРГТУ (НПИ) в курсах лекций для специальности «Электрооборудование и автоматика судов» [17, 21, 22].

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- научно-техническом семинаре «Электропитание», Зеленоград, Ассоциация разработчиков, изготовителей и потребителей средств электропитания, 2003 г.;

- межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах», посвященном 40-летию совместной научной технической деятельности РСПКБ-ПКП «Ирис» и ФГУП «НПО «Аврора», Ростов-на-Дону, 2003 г.;

- VII международной научно-практической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2004 г.;

- межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов», Новочеркасск, Филиал ФГУП «ПКП «Ирис», 2005 г.

Публикации, патенты. Основное содержание работы отражено в двенадцати научных трудах: в восьми печатных работах (одна статья в журнале из перечня ВАК и семь тезисов докладов конференций), одном патенте РФ на изобретение и свидетельствах о регистрации трех программ.

Объем и структура работы (рис. 1): введение, четыре главы, заключение, четыре приложения, количество страниц - 180, рисунков - 55, таблиц -10, число наименований используемой литературы -159.

В Обоснование актуальности исследования

Анализ исследуемого класса объектов

Гл 1 АБ и ее роль в СЭЭС Гл 1 Обзор существующих методов и средств диагностики состояния АБ л

Гл 1 Постановка цели и задач исследования

Гл 2 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АБ

Синтез компьютерной модели АБ

Разработка методики автокоррекции канала определения плотности

Разработка методики имитационного моделирование режимов работы АБ П

Гл 3 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ АБ I УТОЧНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ АБ К1 I

Статистическая обработка данных в СКД АБ

Уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ

Адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора I

Гл 4 РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ МОНИТОРИНГА!/! ИМИТАЦИИ АБ

Реализация автоматизированной системы контроля параметров и диагностики состояния АБ (СКД АБ)

Создание компьютерной обучающей программы (КОП) СКД АБ

Разработка тренажера СКД АБ и имитационное моделирование АБ

Т.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

U—I

I ПРИЛОЖЕНИЯ

Рис. 1. Структура диссертационной работы

В первой главе определена роль АБ в составе корабельной энергетической системы. Проведен обзор основных параметров, характеризующих электрохимические процессы в свинцово-кислотной АБ ДЭПЛ, для различных режимов ее работы. Проанализированы существующие методы и средства контроля параметров и диагностики состояния АБ, выполнен обзор научно-технической литературы. На основе проведенного анализа определена необходимость развития существующих и создания новых методов контроля и диагностики состояния АБ, что впервые стало возможным только при реализации современной системы реального времени для автоматизации процесса эксплуатации свинцово-кислотных АБ ДЭПЛ. Для достижения этой цели автором сформулированы и обоснованы задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена развитию методов компьютерного моделирования свинцово-кислотных АБ ДЭПЛ. На основе анализа существующих моделей приведена классификация этих моделей. В ней используется компьютерная модель АБ, как совокупность моделей различного рода. Проведенный обзор публикаций показал, что модели, ориентированные на исследование параметров АБ с учетом влияния внешних воздействий на внутренние электрохимические и технологические процессы, которые связаны с эксплуатационным обслуживанием, в настоящее время развиты недостаточно для использования в цифровых системах контроля и диагностирования состояний АБ в режиме реального времени. Тем самым определена необходимость создания компьютерной модели свинцово-кислотной АБ. Предложенная автором компьютерная модель АБ является результатом синтеза математической и физической моделей и включает в себя уточненное математическое описание взаимосвязи основных параметров АБ для различных эксплуатационных режимов. Кроме этого, в главе раскрыта методика имитационного моделирования режимов работы АБ, позволяющая моделировать значения контролируемых параметров АБ в соответствии с их изменениями, происходящими в реальных аккумуляторах, используемая в компьютерной обучающей программе СКД АБ при подготовке специалистов электромеханической боевой части экипажа ПЛ.

Третья глава посвящена развитию существующих и созданию новых методов контроля параметров и диагностики состояния АБ и вопросам экспериментальной проверки компьютерной модели на адекватность реальному объекту, и ее последующему уточнению. Выработаны основные аспекты статистической обработки данных в процессе разряда и заряда АБ, применяемые в анализаторе состояний КМ АБ, для определения остаточного ресурса и диагностика состояния АБ. На основе данных экспериментальной проверки КМ

АБ автором предложены уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ, адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению для режима заряда АБ и метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений.

Четвертая глава посвящена программной реализации компьютерной модели АБ, методов контроля ее параметров, проектированию первичных преобразователей и основных узлов СКД АБ, а также созданию компьютерной обучающей программы и тренажера СКД АБ для экипажа ПЛ. Автором предложены схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяющие определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами. Приведена трехуровневая функционально-алгоритмическая структура СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня, позволившая автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени и интегрировать СКД АБ в КСУ ТС «Лена».

Алгоритмическая насыщенность программного обеспечения СКД АБ, обусловленная технологическим процессом эксплуатации АБ, требует от оператора ЭВМ верхнего уровня достаточно глубоких знаний в области эксплуатации АБ, пользовательского интерфейса и алгоритмических особенностей программного обеспечения СКД АБ. В связи с этим в конце главы рассмотрены основные аспекты связанные, с созданием компьютерной обучающей программы и тренажера СКД АБ, в которых реализована предложенная автором методика имитационного моделирования АБ.

В заключении приведены основные выводы по диссертации.

В приложениях представлены алгоритмы работы ЭВМ, БОИ, УКПА, свидетельства о регистрации ПО, патент и сертификат на СКД АБ.

Выводы по главе 4

1. Спроектированная и внедренная СКД АБ впервые позволила автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени, непрерывно регистрируя широкий ряд характеристик (в том числе и ресурс) по каждому аккумулятору (уникальному по своим параметрам)

2. С применением трехуровневой функционально-алгоритмической структуры СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня впервые стало возможным краткосрочное наращивание дополнительных блоков и любые изменения структуры АБ, что позволяет значительно сократить капиталовложения, сроки проектирования и модернизации, а также повысить надежность судовой энергосистемы в целом.

3. Схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяют определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами.

4. Комплексное определение параметров обеспечивает высокую достоверность информации о состоянии аккумулятора в процессе эксплуатации, благодаря которой впервые стало возможным создание достаточно точных моделей АБ, позволяющих определять не только качественно, но и количественно характер изменения ее параметров.

5. Универсальность и, как следствие, широкая область применения позволяют применять СКД АБ как в обслуживаемых, так и необслуживаемых аккумуляторах.

6. На основании экспериментальных данных, полученных в процессе эксплуатации СКД АБ и результатов компьютерного моделирования АБ впервые разработана имитационная модель АБ, используемая в КОП и тренажере СКД АБ для имитации режимов работы АБ при подготовке специалистов электромеханической боевой части экипажа ПЛ по теме «Устройство системы контроля параметров аккумуляторов и диагностики аккумуляторных батарей».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертационная работа направлена на дальнейшее развитие теории компьютерного моделирования АБ и автоматизации процесса ее эксплуатации, а также развитие принципов построения и реализации многоуровневых систем мониторинга сложных объектов в режиме реального времени, определяющих в итоге технико-экономические, эксплуатационные и оперативно-тактические показатели ПЛ. В работе научно обоснованы принципы построения и впервые предложена функционально-алгоритмическая трехуровневая структура микропроцессорной системы контроля и диагностики аккумуляторных батарей ПЛ, позволяющая сократить ручной способ контроля состояния АБ и обеспечить непрерывную диагностику ее состояния по основным параметрам (напряжению, току, емкости, уровню электролита, температуре, плотности) каждого ее элемента. Все основные результаты представленной работы непосредственно с участием автора успешно апробированы на стендовых испытаниях. Все модули СКД АБ прошли экспериментальную проверку от одного года до пяти лет. Кроме этого, на основании результатов компьютерного моделирования АБ впервые разработана методика имитационного моделирования АБ, примененная в математическом аппарате компьютерной обучающей программы и тренажере СКДАБ для подготовки специалистов электромеханической боевой части экипажа ПЛ по теме «Устройство системы контроля параметров аккумуляторов и диагностики аккумуляторных батарей».

В диссертационной работе автором разработаны:

1. Компьютерная модель АБ, включающая уточненное математическое описание взаимосвязи основных параметров АБ для различных эксплуатационных режимов, отличающаяся наличием программных средств статистической обработки данных за весь период эксплуатации АБ для выявления тенденций изменения свойств элементов АБ, а также наличием встроенного анализатора состояний АБ, выполняющего функцию самонастройки канала определения плотности электролита.

2. Методы контроля параметров АБ, позволяющие проводить мониторинг, исключив дорогостоящие ненадежные аппаратные датчики плотности, и прогнозировать состояние АБ:

- уточненный метод определения текущей и остаточной емкости АБ;

- адаптированный метод оценки плотности электролита аккумулятора к применению его для режима заряда АБ;

- модифицированный метод определения концентрации серной кислоты на базе потенциометрических измерений.

3. Трехуровневая функционально-алгоритмическая структура СКД АБ с иерархическим подчинением каждого уровня, позволяющая автоматизировать процесс эксплуатации АБ в режиме реального времени и интегрировать СКД АБ в комплексную систему управления техническими средствами (КСУ ТС) ДЭПЛ.

4. Схемотехнические и алгоритмические решения построения токового канала, позволяющие определять значение тока в эксплуатационном диапазоне его изменения с требуемой точностью в условиях электромагнитных помех, созданных корабельными комплексами.

5. Методика имитационного моделирования режимов работы АБ, позволяющая моделировать значения контролируемых параметров АБ в соответствии с их изменениями, происходящими в реальных аккумуляторах, с учетом введенного инструктором при обучении режима эксплуатации АБ, коэффициента ускорения процесса и наличия нештатных ситуаций.

Выполненные исследования позволили определить перспективы развития решений для рассматриваемых в диссертационной работе задач. С помощью СКД АБ, впервые стало возможным проведение углубленных исследований АБ на основе полномасштабного мониторинга ее состояния в режиме реального времени и создание базы данных (электронного паспорта) за весь эксплуатационной период АБ ПЛ, что определяет научную новизну и ценность представленной диссертационной работы.

В практическом отношении с применением СКД АБ за счет централизованного сбора и обработки информации по каждому элементу батареи стало возможным прогнозирование ее технического состояния и оперативное предоставление рекомендаций по принятию решений командующему составу ПЛ, что позволило повысить живучесть корабля в целом.

1. Кормилицин ЮН., Хализев О.А. Проектирование подводных лодок. СПб.: Изд. центр СПб МТУ. 2003, 344 с.

2. Губанов ЮА. Электроэнергетика кораблей // Системы управления и обработки информации: Научн.-техн. сб. / ФГУП «НПО «Аврора». СПб., 2005, Вып. 9, с. 29-43

3. В.В. Косулин. Особенности эксплуатации, методы содержания и диагностики новых типов аккумуляторных батарей. http://overview.narod.ru/accu.htm.

4. МД Маслаков. Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора // Патент № 2127010. 1999. Бюл. № 6.

5. Кафаров В В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976, 496 с.

6. Хаскина СМ., Даниленко И.Ф. Математическое моделирование разрядных кривых химических источников тока / Сб. работ по химическим источникам тока. Л.: Энергия 1981, с. 34-38.

7. Даниелъ-Бек B.C. К вопросу о поляризации пористых электродов // Журн. физ. химии, 1948, Т. 22, № 12, с. 697-710.

8. Маркин B.C. О свойствах межфазных границ в одной модели пористого тела // Изв. АН СССР, ОХН. 1963, № 11, с. 1923-1933.

9. Маделунг Э Математический аппарат физики. М.: Мир. 1961.

10. Дунаев Ю.Д., Кирьяков Г.З, Чернышова З.Н. Неоднородность поверхности и электродные процессы на пористом Pb-аноде / Сб. тр. ин-та хим. наук АН Каз. ССР. Алма-Ата: 1962, Т.9, с. 18-41.

11. Кудрявцев Ю.Д., Кунаев В.М., Сушко В.Г., Фесенко Л.Н., Заглу-боцкий В.М. Исследование распределения тока на физических моделях пористого электрода / Сб. работ по химическим источникам тока. Новочеркасск: НПИ. 1981, с. 115-122.

12. Отчет по испытаниям составных частей СКД АБ на стенде ЗАО «Электротяга». Ч. I. Новочеркасск: ФГУП ПКП «Ирис». 2003, 58 с.

13. Олафсен Юджин, Скрайбнер Кенн, Уайт К.Дэвид и др. MFC и Visual С++ 6. Энциклопедия программиста. СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2004, 992 с.

14. Кертен Р. Введение в QNX Neutrino 2. Руководство для разработчиков приложений реального времени. СПб.: БХВ-Петербург, 2005, 400 с.

15. Архангельский А Я. Программирование в С++ Builder 6. М.: БИНОМ, 2003, 1152 с.

16. Савченко А В., Зюбровский Л.Г, Пятибратов Г.Я. Повышение производительности технологической установки с учетом эффективности использования электроэнергии // Известия вузов. Электромеханика. 2003. №5, с. 46-49. Журнал входит в перечень ВАК.

17. Никифоров Б В, Шишкин Д Ю. Принципы построения КЭС перспективных ДЭПЛ // Судостроение. № 4, 2000.

18. Кормилицин Ю.Н., Никифоров Б.В., Шишкин Д.Ю. Развитие систем полного электродвижения // Судостроение. № 1. 1999.

19. Ясаков Г.С. Корабельные электроэнергетические системы. Ч. 1. СПб.: Военно-морская академия Кузнецова. 1999. 640 с.

20. Nikiforov В., Sokolov V., New fuel cell plants mid power sources for submarines. Third international symposium AES 2000, p. 120-125.

21. Власов В. П Подводные лодки. История развития. / Сборник статей. Екатеринбург, 2003. httD://belinka.ur.ru/elib/pl/2.htm30. 12 Вольт. №2, №6, 1999. http://www. 12voltsmagazine.com/ indexr.php

22. Аккумуляторы подробное описание по устройству, обслуживанию, зарядке, http://auto.msk.ru

23. Аккумуляторные батареи. http.V/all-faq.narod.ru/auto/akum 1 .htm#a

24. Дасоян М.Я., Тютрюмов О.С., Аранчук Е.С., Бирюк К.И. Эксплуатация и ремонт стартерных аккумуляторных батарей. М.: Транспорт, 1977.

25. Изгарышев НА. Электрохимия и ее технические применения. JL: Науч. хим.-техн. изд-во, науч.-техн. управление ВСНХ. 1929, с. 412.

26. Автоматизированное устройство контроля режимов заряда и разряда аккумуляторной батареи // Патент № 93013031. МПК Н01М10/42. 1997. Бюл. № 36.

27. Способ определения параметров аккумуляторной батареи. // Патент № 95100125. МПК Н01М10/48. 1997. Бюл. № 22.

28. Устройство для контроля аккумуляторной батареи // Патент № 2025836. МПК Н01М10/48. 1994, Бюл. № 38.

29. Способ импульсного заряда аккумуляторов и устройство (система) для его реализации. 1997. Бюл. № 25.

30. Устройство для контроля заряда аккумуляторной батареи. // Патент № 1711630. 1994. Бюл. № 33.

31. Устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи. // Патент № 2131158. МПК G01R31/36. 1999. Бюл. № 15.

32. Устройство для контроля параметров функционирования сложных технических объектов // А.с. СССР № 690 448. МПК G 05 В 23/02, G 05 F 15/46. 1979. Бюл. № 37.

33. Устройство для контроля сопротивления изоляции электрических цепей // А.с. СССР № 783 724. МПК G 01 R 31/02, G 01 R 27/16. 1980. Бюл. № 36.

34. Автоматизированная система контроля // А.с. СССР № 792 224. МПК G 05 В 23/02, G 06 F 15/46. 1980. Бюл. № 48.

35. Устройство для централизованного контроля параметров // А.с. СССР № 962 864. МПК G 05 В 23/02. 1982. Бюл. № 36.

36. Устройство для контроля параметров // А.с. СССР № 1 275 472. МПК G 06 F 15/46. 1986. Бюл. № 45.

37. Устройство для автоматизированного контроля электрических параметров РЭА // А.с. СССР № 1383306. . МПК G 06 F 15/46. 1988. Бюл. № 11.

38. Устройство для контроля работы технологического объекта // А.с. СССР № 1 651 689. МПК G 06 F 15/46, G 05 В 23/02. 1994. Бюл. № 25.

39. Способ контроля параметров многоканально-резервированной системы управления // А.с. СССР №1 736 270. МПК G 05 В 23/00. 1996. Бюл. №21.

40. Стенд контроля и диагностики электронной системы управления газотурбинным двигателем // А.с. СССР №1777490. МПК G 05 В 23/00. 1995. Бюл. № 29.

41. Устройство контроля многоканальной системы управления // Патент №1802 607. МПК G 05В 23/02. 1994. Бюл. № 23.

42. Устройство для программного контроля / Харьковское приборостроительное конструкторское бюро «Авиаконтроль» // Патент №2015523. МПК G 05 В 19/18, 23/02 G 06 F 11/00. 1994. Бюл. № 19.

43. Устройство для контроля и регулирования технологического параметра // Патент №2028654 . МПК G 05 В 23/02. 1995. Бюл. № 4.

44. Устройство управления и контроля параметров // Патент №2029345. МПК G 05 В 23/02. 1995. Бюл. № 5.

45. Устройство для контроля параметров // Патент №2030781. МПК G 05 В 23/02. 1995. Бюл. № 7.

46. Способ топологического контроля многопараметрических динамических объектов и устройство для его осуществления // Патент №2036504. МПК G 05 В 23/02 G 06 F 3/153. 1995. Бюл. № 15.

47. Устройство для проверки работоспособности объектов // Патент №2036505. МПК G05 В 23/02. 1995. Бюл. № 15.

48. Устройство диагностирования состояния объекта, имеющего электронную систему мониторинга функциональных параметров // Патент №2036509 . МПК G05 В 23/02. 1995. Бюл. № 15.

49. Способ диагностирования преддефектного состояния технического объекта // Патент №2050577. МПК G 05 В 23/02. 1995. Бюл. № 38.

50. Способ контроля производственного процесса и устройство для его осуществления // Патент №2 053 535. МПК G 05 В 13/00, 23/00. 1994. Бюл. № 3.

51. Устройство для контроля параметров // Патент №2062502. МПК G 05 В 23/02. 1996. Бюл. № 18.

52. Устройство для комплексного контроля датчиков пилотажной информации (варианты) // Патент №2063647. МПК G 05 В 23/02. 1994. Бюл. №20.

53. Устройство для контроля радиоэлектронных изделий // Патент №2071107. МПК G 05 В 23/02. Бюл. № 39.

54. Способ автоматического функционального диагностирования периодически управляемого технологического оборудования // Патент2080647. МПК G 05 В 23/02. 1994. Бюл. № 15.

55. Способ диагностирования неисправностей динамических объектов и устройство для его осуществления // Патент №2084945. МПК G 05 В 23/02. 1997. Бюл. №21.

56. Способ функционального диагностирования линейных систем управления // Патент №2099766. МПК G 05 В 23/02. 1997. Бюл. № 38.

57. Устройство для контроля построителя вертикали и датчиков угловых скоростей // Патент №2106006. МПК G 05 В 23/02.1998. Бюл. № 6.

58. Автоматизированная система контроля параметров электронных схем // Патент № 2106677. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 7.

59. Устройство контроля параметров // Патент №2106679. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 7.

60. Способ диагностирования апериодических звеньев и устройство для его осуществления // Патент №2110828. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 14.

61. Устройство диагностики состояния электромагнитного механизма// Патент №2115151. МПК G 05 В 23/02, G 06, G 7/52, G 01 R 35/00, 29/08. 1998. Бюл. № 20.

62. Устройство для контроля построителя вертикали и датчиков угловых скоростей // Патент №2122230. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 35.

63. Способ контроля и диагностики пневмогидравлического объекта // Патент №2133055. МПК G 05 В 23/02. 1999. Бюл. № 20.

64. Способ контроля параметров звеньев систем управления и устройство для его осуществления // Патент №2133975 G 05 В 23/02. 1999. Бюл. №21.

65. Способ контроля динамического блока в составе системы управления и устройство для его осуществления // Патент №2136033. МПК G 05 В 23/02. 1999. Бюл. № 24.

66. Способ диагностирования динамического объекта с обратной связью и устройство для его осуществления // Патент №22138072. МПК G 051. В 23/02. 1999. Бюл. №26.

67. Способ контроля технического состояния автоколебательных рулевых приводов и устройство для его осуществления // Патент №2145052. МПК F 42 В 15/01, В 64 С 13/36, G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 3.

68. Система контроля параметров // Патент № 2150729. МПК G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 17.

69. Автоматизированная система контроля // Патент №2150730. МПК G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 17.

70. Способ диагностирования динамических объектов // Патент №2153188. МПК G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 21.

71. Автоматизированная система контроля // Патент №2156493. МПК G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 26.

72. Способ контроля параметров звеньев систем управления и устройство для его осуществления // Патент №2156494. МПК G 05 В 23/02.2000. Бюл. № 26.

73. Система контроля параметров // Патент №2157559. МПК G 05 В 23/02. 2000. Бюл. № 30.

74. Устройство для контроля параметров // Патент № 2160919. МПК G 05 В 23/02. 2000, Бюл. № 35.

75. Способ испытания электронного прибора // Патент №2173872. МПК G 05 В 23/02. 2001. Бюл. № 28.

76. Устройство для контроля параметров звеньев системы управления // Патент №2106006. МПК G 05 В 23/02. 2001. Бюл. № 28.

77. Способ и устройство для контроля системы с несколькими функциональными блоками // Патент №2175451. МПК G 05 В 23/02, G 07 С 3/00.2001. Бюл. №30.

78. Устройство для контроля параметров // Патент №2187142. МПК G 05 В 23/02. 2002. Бюл. № 22.

79. Способ централизованного контроля п объектов // Патент №2198418. МПК G 05 В 23/02. 1994. Бюл. № 4.

80. Способ поиска неисправного блока в динамической системе // Патент №2199776. МПК G 05 В 23/02. 2003. Бюл. № 6.

81. Комплекс для проверки бортовых систем беспилотного летательного аппарата // Патент №2106006. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 5.

82. Способ контроля и диагностики функционально сложных объектов // Патент №2219572. МПК G 05 В 13/00. 2003. Бюл. № 35.

83. Устройство для контроля датчиков системы автоматического управления самолета// Патент №2103718. МПК G 05 В 23/02. 1998. Бюл. № 3.

84. Устройство для контроля параметров звеньев системы управления // Патент №2173873. МПК G 05 В 23/02. 2001. Бюл. № 26.

85. Устройство оценки технического состояния передатчика радио- и видеосигналов ракетного оружия класса «воздух-поверхность» // Свидетельство РФ на полезную модель № 29 159. МПК G 05 В 23/00. 2003. Бюл. № 12.

86. Устройство оценки технического состояния приемных антенн радио- и видеосигналов контейнеров ракетного оружия класса «воздух-поверхность» // Свидетельство РФ на полезную модель № 29 160. МПК G 05 В 23/00. 2003. Бюл. № 12.

87. Устройство оценки технического состояния приемника радио- и видеосигналов ракетного оружия класса «воздух-поверхность» // Свидетельство РФ на полезную модель № 29 161. МПК G 05 В 23/00. 2003. Бюл. № 12.

88. Устройство оценки технического состояния передатчика радио- и видеосигналов контейнера ракетного оружия класса «воздух-поверхность» // Свидетельство РФ на полезную модель № 29 162. МПК G 05 В 23/00. 2003. Бюл. № 12.

89. Система диагностирования пусковых устройств авиационных ракет // Патент №31 006. МПК G 05 В 23/02, F 41 F 3/06. 2003. Бюл. № 19.

90. Руднев П., Шелковников Д., Шиляев С. Один компьютер вся измерительная лаборатория" // Электроника: Наука, Технология, Бизнес, 1998г., №5-6, стр.23

91. Глазунов Л.П., Смирнов А.Н. Проектирование технических системдиагностирования. Л.: Энергоатомиздат, 1982. 168 с.

92. Киселев Н В., Сечкин В. А Техническая диагностика методами нелинейного преобразования. JI. Энергия, 1980. 112 с.

93. Milani Mawro. Un collaudo di qualita per il controllo di qualita. Compon e processi texnol.: Suppelemento a Apparecchi elettrodomestisi nella casa moderna export-import, 1999, Giug.Iugl., c.40-42. Итал.; рез. Англ.

94. Гаркави А. и др. Мобильная измерительная система для проведения гарантийных испытаний турбоустановок // Современные технологии автоматизации. 2003. № 3. с. 22-26.

95. Информационная система «Нева» // Современные технологии автоматизации». 2004. № 1. с. 92.

96. Автоматизированная аппаратура контроля радиоэлектронного оборудования (вопросы проектирования). М.: «Сов. радио». 1975. 328 с.

97. Авах Ю.А. Универсальные машины автоматического контроля (Экономическая эффективность и основные устройства). М.: «Энергия», 1976. 145 с.

98. Долгов В.А. и др. Радиоэлектронные автоматические системы контроля (Системный анализ и методы реализации). М.: «Сов. радио», 1978. 384 с.

99. Пархоменко П.П., Сагомонян Е.С. Основы технической диагностики: Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства. М.: «Энергия», 1981. 320 с.

100. Мобильный пульт контроля МПК. Буклет ЗАО «Индустриальные компьютерные системы», М.: 2003. 2 с.

101. Налимов В.В., Чернов НА. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука. 1967. 340 с.

102. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука. 1971.

103. Романовский ИВ Математическая статистика. Ташкент: изд. Узб. ССР. 1961.

104. Островский ГМ, Волин Ю.М Методы оптимизации сложных химико-технологических процессов. М.: Химия. 1970.

105. Черненко А.А., Чизмаджев Ю.А. II ДАН СССР. 1963. Т. 151,с. 392.

106. Ксенжек О. С. Капиллярное равновесие в пористых средах с пересикающимися порами // Журн. физ. химии. 1963. Т. 37, № 6, с. 1297-1304.

107. Сергеева JJC, Семецкий И А. Распределение тока в пористом электроде свинцового аккумулятора // Журн. физ. химии. 1965. Т.39, с. 204206.

108. Шейдеггер А.Е Физика течения жидкостей через пористые среды. М.: ГТТИ. 1960

109. Дасоян М. А., Агуф И. А. Современная теория свинцового аккумулятора. JI.: Энергия, 1975

110. Вайнел Дж. Аккумуляторные батареи. M.-JL: Госэнергоиздат, 1960. 480 с.

111. Бабаев А.И. Стартерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. М., Воениздат, 1967, 173 с.

112. Вайлов А М, Эйгелъ Ф.И Автоматизация контроля и обслуживания аккумуляторных батарей М.: Связь, 1975

113. Теория и технология источников тока. Химические источники тока / Отчеты о научно-исследовательской работе. Новочеркасск: НПИ, 1977.

114. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1998, 336с.

115. Колде Я.К Практикум по теории вероятностей и математической статистике. М.: Высшая школа, 1991. 157 с.

116. Герасимович А.Н Математическая статистика. Минск.: Вышая школа, 1983. 280 с.

117. Большее JI.H., Смирнов ИВ. Таблицы математической статистики М.: Наука, 1983.

118. Бабаев А.И Стартерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. М.: Воениздат, 1967. 172 с.

119. Шукшунов В.Е. и др. Тренажерные системы. М.: «Машиностроение», 1981.256 с.

120. Бичаев Б П и др. Морские тренажеры (структуры, модели, обучение). Л.: Судостроение, 1986. 232 с.

121. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Филинъ, 2003. 616 с.

122. Карандашов А.Ю., Никифоров Б.В., Шишкин Д. Ю., Юрин А.В.

123. Развитие электрических защит ДЭПЛ // Судостроение, 2000. № 3.

124. Никифоров Б.В. Электродвижение на ПЛ. // Электричество. 2001.8.

125. Никифоров Б.В. Электрохимические источники электроэнергии для ПЛ // Электротехника, 2001. № 4.

126. Никифоров Б.В., Новое в светотехнике ПЛ // Светотехника, 2001.3.

127. Никифоров Б.В., Соколов В. С., Юрин А В Новые источники электроэнергии для неатомных подводных лодок // Судостроение, 2000. №5.

128. Никифоров Б.В. К вопросу о параметрах напряжения на ПЛ // Электромеханика, 2000. №4.

129. Игнатьев КЮ., Карпенко Ю.И., Никифоров Б.В., Пироженко ПА Использование новых информационных технологий при создании сложного объекта подводного судостроения // Судостроение, 2001. №4

130. Максимова ИН., Никольский В.А., Сергеев С.В. Свойства электролитов химических источников тока. Л.: Энергия, 1975.

131. Любиев ОН Численные методы в электрохимии Новочеркасск: НПИ, 1982.

132. Моделирование химических источников тока. / Отчеты о научно-исследовательской работе. Новочеркасск: НПИ, 1981.

133. Устинова П.И. Аккумуляторные батареи Л.: Госэнергиздат, 1952.

134. Салем P.P. Теоретическая электрохимия. М.: Вузовская книга,2001.

135. Коровин НВ., Скундин A.M. Химические источники тока. Справочник М.: МЭИ, 2003.

136. Измайлов Н.А Электрохимия растворов. М.: Химия, 1976.

137. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика, М.:, Энергоиздат,1991.

138. Лидоренко Н.С., Мучник Г.Ф Электрохимические генераторы. М.: Энергоиздат, 1982.

139. Шукшунов В.Е., Циблиев В.В., Потоцкий С.И. и др. Тренажерные комплексы и тренажеры. Технология разработки и опыт эксплуатации. М.:

140. Машиностроение, 2005. 384 с.

141. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976

142. Красовский А.А. Математическое моделирование, компьютерные системы обучения и тренажа. М.: ВВИА, 1986