Технічна діагностика повітряних суден і авіаційних двигунів

Рис. 6.1. Динаміка визначаючого параметра:

t напрацювання агрегату; П значення ВП; K_i моменти

контролю; ПК період контролю; ПД попереджувальний

допуск; П_max, П_min межі ВП; Т - інтервал оптимізації

Ймовірності P_р, P_пр, P_о можна розрахувати з використанням марківської моделі динаміки ВП з урахуванням показників ПК і УД.

Для визначення оптимального РК необхідно за допомогою імітаційної моделі розрахувати S_сум кожного з можливих РК. Режим контролю, питомі сумарні витрати якого мінімальні, буде оптимальним.

Важливою частиною імітаційної моделі є марківська модель динаміки ВП. Використано поглинаючий однорідний марківський ланцюг з однаковими інтенсивностями переходів за станами. Розмічений граф такого марківського ланцюга показано на рис.6.2. Кількість станів марківського ланцюга приймаємо 21, при цьому перший стан вважаємо найкращим з точки зору ТС, а двадцять перший відповідає відмові агрегату. Значення станів однакові, а значення ВП в одному із станів від першого до двадцятого дорівнює середньоарифметичному значенню меж стану.

Рис.6.2. Граф станів марківської апроксимації:

1, 2, i, n стани марківського ланцюга; _1,2=_2,3=_i-1,i=_i,i+1=_n-1,n= - інтенсивності переходу марківського ланцюга.

Математичний апарат, що дозволяє оцінити динаміку ВП при марківській апроксимації, являє собою систему рівнянь Колмогорова-Чепмена:

P₁(t)=P₁(t-1)-P₁(t-1)dt,

P₂(t)=P₂(t-1)+ P₁(t-1) dt-P₂(t-1) dt, (6.6)

P_i(t)=P_i(t-1)+ P_i-1(t-1) dt-P_i(t-1) dt,

P₂₁(t)=P₂1(t-1)+P₂₀(t-1)dt,

де P_i(t) ймовірність перебування ВП агрегату в i-му стані марківського ланцюга в момент часу t; - інтенсивність переходу ВП агрегату по станах марківського ланцюга; dt - інтервал часу [t-1,t].

У свою чергу розраховують таким чином:

=p/dt, (6.7)

де p - ймовірність переходу по станах марківського ланцюга за інтервал часу [t-1,t].

Початковими даними для моделювання є:

інтенсивності переходу ВП по станах марківського ланцюга;

сумарні витрати на проведення контролю, ПР і ліквідацію наслідків відмов для сукупності агрегатів, які досліджуються.

Опис імітаційної моделі

Імітаційна модель реалізована у вигляді пакета прикладних програм для ЕОМ, що має назву “Дослідний стенд. Оптимізація режиму багатопараметричного контролю”. В цій роботі для спрощення розглядається окремий випадок багатопараметричного контролю - однопараметричний контроль. Структурно стенд складається із трьох блоків: “параметр”, “відмова” та “оптимізація”.

Блок “параметр” дозволяє моделювати характеристики ВП. До них відносяться інтенсивність переходу марківського ланцюга, витрати на проведення контролю даного ВП та витрати на проведення ПР за результатами контролю даного ВП.

Блок “відмова” дозволяє моделювати характеристики відмов агрегатів ФС ПС. До них відноситься ВП, контроль якого дозволяє оцінити ТС даного агрегату, та витрати на ліквідацію наслідків відмови.

Блок “оптимізація” дозволяє виконувати оптимізаційні розрахунки. Інтервал оптимізації (T) дорівнює 500 крокам рахунку. Один крок рахунку дорівнює 2 год напрацювання; ОП відповідає

1-20 станам марківського ланцюга. Стан 21 є поглинальним і відповідає відмові агрегату. Стан ПР також є поглинальним і відповідає проведенню ПР за результатами контролю. Блок “оптимізація” складається із трьох частин, кожна з яких передбачає такі можливості.

Перша частина ”Аналіз відмови”:

- вибрати відмову агрегату;

- призначити ПК та УД РК. Діапазон зміни ПК[1,500[ крокам рахунку. ПК можна змінювати з мінімальним кроком, який дорівнює одному кроку рахунку. У випадку ПК=500 крокам рахунку вважаємо, що контроль відсутній. Діапазон зміни УД[0,20]. Зміни УД у цьому діапазоні відповідають станам марківського ланцюга. УД можна змінювати з мінімальним кроком, який дорівнює одному стану;

- розрахувати ймовірності перебування агрегату по станах марківського ланцюга і в стані ПР на кожному кроці рахунку;

- розрахувати динаміку графіків математичного очікування ВП і функції розподілу ймовірностей перебування агрегату по станах марківського ланцюга і в стані ПР на кожному кроці рахунку;

-розрахувати показники питомих витрат (S_к, S_пр, S_о, S_сум) та сумарне напрацювання агрегатів (Т_і) на кожному кроці рахунку.

Друга частина “Розрахунок критерію”:

- вибрати відмову;

- розрахувати величину питомих сумарних витрат (S_сум) в кінці інтервалу оптимізації для всієї множини допустимих РК:

- визначити показники оптимального РК.

Третя частина “Аналіз оптимумів”:

- переглянути показники оптимального РК (ПК, УД);

- переглянути числові значення і графіки функції питомих сумарних витрат від УД (S_сум=f(УД)) при фіксованому значенні ПК.

Порядок проведення роботи

1. Ознайомитись зі змістом роботи.

2. Ознайомитись з початковими даними свого варіанта (табл.6.1). Номер варіанта відповідає порядковому номеру студента за списком групи.

3. Запустити на ЕОМ (завантаженій в режимі MS-DOS) драйвер шрифтів “gamma.com” та програму “Дослідний стенд”. Для цього встановити курсор на файлі “gamma.com” і натиснути клавішу (ENTER). Після чого встановити курсор на файлі “Clab1.pas” і натиснути клавішу (ENTER). Повинно з'явитись основне меню стенда. Для керування стендом необхідно натискати клавіші, які вказані в меню. При цьому натискання клавіші (ESC) приводить до виходу на попередній рівень програми.

4. Послідовно натиснути клавіші 2 і 3. Ознайомитись з характеристиками відмови, що досліджується, відповідно до свого варіанта.

5. За допомогою клавіші (ESC) вийти в основне меню.

6. Послідовно натиснути клавіші 1 і 3. Ознайомитись з характеристиками ВП, що досліджується.

7. За допомогою клавіші (ESC) вийти в основне меню.

8. Натиснувши клавішу 3, увійти в меню “Оптимізація”.

9. Натиснувши клавішу 1, увійти в меню “Аналіз відмови”. На екрані з'явиться таблиця з характеристиками відмов.

10. За допомогою клавіш ( і ) вибрати відмову, що досліджується, і натиснути клавішу (ENTER).

11. Вивчити динаміку ВП відмови, що досліджується, (блок ”Аналіз відмови”) як при наявності контролю, так і у випадку, коли контроль відсутній. Ввести ПК та УД можна за допомогою клавіш (,,,), підтвердивши їх натисканням клавіші (ENTER). Швидкість перегляду змінюється за допомогою клавіш (пробіл, F1,F2,F3,F4,F5). Для виходу в режим початку розгляду слід натиснути клавішу (HOME).

12. За допомогою клавіші (ESC) увійти в меню “Оптимізація”.

13. Натиснувши клавішу 2, увійти в меню “Розрахунок критерію”.

14. Провести розрахунок оптимального РК свого варіанта в першій ітерації. Для цього за допомогою клавіш ( і ) призначити відмову, що досліджується, і натиснути клавішу (ENTER). На екрані з'явиться вікно синього кольору, в якому будуть показані поточні дані рахунку. Розрахунок буде закінчено після того, як вікно погасне. В першій ітерації оптимальний ПК розраховується з точністю до 25 кроків рахунку, а УД - з точністю до 2 станів марківського процесу. Така точність розрахунків визначена часом розрахунків ЕОМ та передбачає необхідність проведення другої ітерації.

15. Вивчити динаміку S_сум=f(УД) при фіксованому значенні ПК. Для цього натиснути клавішу (3) та увійти в меню “Аналіз оптимумів”. За допомогою клавіш ( і ) можна змінювати значення ПК. Крім значень та графіка функції S_сум=f(УД) в нижній частині екрана надаються показники оптимального РК. Якщо кількість оптимумів більша за 1, то їх розгляд можна провести за допомогою клавіш ( і ).

16. Натиснувши клавішу (ESC), увійти в меню “Оптимізація”.

17. За допомогою блока “Аналіз відмови” провести визначення показників оптимального РК в другій ітерації. Для цього слід побудувати графік функції S_сум=f(ПК) при оптимальному УД за 25 кроків рахунку від значення оптимального ПК, визначеного в першій ітерації. Рекомендований крок визначення точок графіка S_сум=f(ПК) дорівнює п'яти крокам рахунку. Керування блоком “Аналіз відмови” описано в п.8-10.

18. За допомогою клавіші (ESC) ввійти в основне меню стенда.

19. Оформити звіт.

Таблиця 6.1 Початкові дані

Звіт повинен вміщувати:

назву та мету роботи;

короткі теоретичні відомості;

початкові дані свого варіанта;

показники оптимального РК, розраховані в першій ітерації;

розрахунки показників та показники оптимального РК другої ітерації;

висновки.

Запитання для самоперевірки.

1. Що таке режим контролю агрегатів повітряного судна?

2.В чому полягає задача вибору крітерію оптимального режиму контрою?

3.Як визначаються сумарні витрати на технічне обслуговування повітряного судна?

4.Наведіть динамику змінення визначаючого параметра.

Література

1.Бездифракционный анализатор рентгеновский спектральный . Техническое описание. Одесса. Завод «Красный Октябрь»: 1997

2.Биргер И.А. Техническая диагностика. Москва. Машиностроение. 1978. 238 с.

3.Чернез А.Х. Инженерные расчеты газотурбинных двигателей методом малых отклонений. М.:Машиностроение, 1975. 380 с.

4.Теория двухконтурных турбореактивных двигателей (под ред.С.М. Шляхтенко) М.:Машиностроение,1979. 279 с.

5.Биргер И.А. Определение диагностической ценности празнаков. - ВКН.:Проблемы надежности в строительной механике. Вильнюс. 1968. с.10-14

6.Вентцель Е.С. Теория вероятностей М. Физматиздат, 1962. 504 с.

Размещено на Allbest.ru