Построение алгоритма обработки вибросигналов для целей диагностики двигателей и механизмов

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

В-третьих, позволяет использовать несколько вычислителей, использующих различные принципы моделирования, например численного и аналогового моделирования. Моделирование по частям также дает возможность использования реальных физических объектов в качестве собственных моделей.

Основной проблемой моделирования по частям является обеспечение устойчивости и сходимости итерационных вычислительных процедур. Устойчивость и сходимость процесса моделирования во многом зависят от способа разбиения системы на части и свойств используемой схемы сшивания. Наиболее известной и подробно описанной в литературе схемой сшивания является базовая схема сшивания, состоящая только из идеальных эквивалентных источников. Однако она обеспечивает устойчивость и сходимость только для очень узкого круга задач и режимов работы моделируемой системы и поэтому имеет скорее академический интерес, чем возможность практического применения. В связи с этим были разработаны другие варианты схем сшивания.

В докладе рассматривается последний полученный вариант схемы сшивания, основанный на обобщенной эквивалентной схеме ветви [1]. Как будет видно из анализа, эта схема всегда обеспечивает сходимость результатов распределенного моделирования к результатам обычного моделирования той же самой цепи при выполнении достаточно большого количества итераций между моделирующими средами на каждом временном шаге.

Количество итераций можно свести к минимуму (к трем итерациям, а в некоторых случаях к двум), если правильно подобрать параметры стабилизирующих элементов обобщенной схемы сшивания.

В докладе рассматривается алгоритм вычисления оптимальных параметров стабилизирующих элементов обобщенной схемы сшивания при распределенном моделировании линейных и нелинейных цепей.

В целом, предложенный метод распределенного моделирования может стать хорошим дополнением к существующим методам моделирования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Попов В.П. Основы теории цепей.: Учебник для вузов спец. «Радиотехника». М.: Высш. шк., 1985.

УДК 621. 395. 4

С.В. Кучерявенко

ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМА ОБРАБОТКИ ВИБРОСИГНАЛОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ И МЕХАНИЗМОВ

Предлагаемый алгоритм относится к классу алгоритмов параллельной диагностики технического состояния оборудования, т.е. диагностики, не требующей в процессе эксплуатации механизма его остановки и демонтажа. Состояние узлов и оборудования оценивается по результатам цифровой обработки сигналов, поступающих от датчиков виброускорений корпусов узлов (в трех плоскостях). При решении задачи ранней диагностики неисправностей возникает необходимость обеспечения анализа текущего износа сопряженных деталей, к которым невозможно прикрепить датчик вибраций, вследствие недоступности данного узла, вызванной особенностями конструкции механизма или из-за вращения тестируемого узла. Тестируемыми деталями в двигателе внутреннего сгорания могут быть, на-

Секция теоретических основ радиотехники

пример, шатунные и коренные подшипники коленчатого вала, пальцы и кольца цилиндров и т.п. Для решения такой задачи нужно построить контуры двигателя с изображениями тестируемых деталей, отметить место закрепления датчика виброускорений и далее определять неисправную деталь и степень ее износа по виб-рационно-акустическому портрету механизма. Для построения вибрационного портрета механизма на основе сигналов трехкоординатного датчика виброускорений необходимо рассчитать ковариационную матрицу выходных сигналов. Элементами этой матрицы являются дисперсии процессов на выходах датчика и взаимные моменты процессов на выходах того же датчика. После составления ковариационной матрицы находим матрицу ее собственных чисел. Далее предполагается расчет ортонормированной матрицы Эйлерова поворота. По матрице Эйлерова поворота находим направление на неисправную деталь, а по максимальному собственному числу ковариационной матрицы определяем уровень вибрации.

Применение разработанного алгоритма в автоматизированной системе контроля и диагностики неисправностей позволит предотвратить аварийные ситуаций и их последствия в процессе эксплуатации механизмов.