Теоретичне обґрунтування, методи і засоби узгодженого вторинного перетворення вібросигналів у системах керування енергетичними установками - Автореферат

Теоретичне обґрунтування, методи і засоби узгодженого вторинного перетворення вібросигналів у системах керування енергетичними установкамиПродовження терміну служби ЕУ великої вартості та впровадження засобів їхнього захисту в аварійних ситуаціях, повязано з розвитком систем керування і розробкою методів, алгоритмів, апаратно-програмних заходів виявлення і аналізу вібросигналів, які трансформуються вимірювальними датчиками. Для виділення із ВС інформаційних складових, що придатні для управління ЕУ, застосовують спектральні, кореляційні, кепстральні методи аналізу, які реалізуються фільтровим, послідовним або паралельним аналізаторами, а в цифровому виді розраховуються за допомогою швидкого перетворення Фурє. У звязку з вище викладеним, розробка підходу, який дозволяє виділяти інформаційні складові ВС на тлі шуму з можливістю їх використання для управління функціонування означених обєктів являється актуальним напрямком у розвязанні задач ефективної технічної експлуатації ЕУ. Методи дослідження базуються на використанні: основ теорії оптимальної фільтрації в напрямку формування узгоджених фільтрів з максимальним відношенням сигнал/шум; елементів кореляційного, ймовірносно-статистичного та спектрального аналізу; окремих критеріїв і теорем, зокрема, Пелі-Вінера, Шварца-Буняковського, Вінера-Хінчина, Фубіні та ін.; спеціальних функцій Хевісайда, Дірака, інтегралів Френеля та ін.; основ теорії сигналів і електронних схем; елементів теорії автоматичного керування; методів математичного та схемотехнічного моделювання та аналізу із застосуванням СХСАПР. Вперше розроблено методи УВПВС ЕУ зі змінним перетворенням, зокрема фільтровий метод нульового порядку, фільтровий метод першого порядку, гетеродинний метод першого порядку і сформовано та проаналізовано функціональні моделі цих методів.Для розробки методів УВПВС ЕУ у другому розділі були розглянуті властивості як сигналів цієї схеми, так і функціональних характеристик її блоків. Взаємний вплив складових ВС оцінювався через відношення сигнал/шум (С/Ш) на виході УФ: , де - середня потужність інформативної складової в момент часу ; - потужність шумової складової в той же момент часу. Залежно від методу, який використовується, у блоці додаткової обробки ВС, сигнал з виходу УФ w(t) за потребою може піддаватися функціональному перетворенню , де F[·] - деяка нелінійна функція. У фільтрових методах передбачається підстроювання параметрів узгодженого фільтра під контрольовану інформативну складову вібросигналу при постійному опорному сигналі, а для гетеродинних методів передбачається регулювання параметрів опорного сигналу. Для перевірки працездатності методу було проведено моделювання ВС і сигналів на базі функціональної моделі метода.В дисертаційній роботі вирішена важлива народно-господарча задача вдосконалення та створення елементів систем керування енергетичними установками за допомогою узгоджених вторинних перетворювачів вібросигналів, які мають високі якісні показники. Огляд літературних джерел показав, що відчутні результати по одержанню сигналів у системах керування ЕУ можуть бути отримані радіотехнічними методами при аналізі вібросигналів. Розроблено теоретичні основи узгодженого вторинного перетворення вібросигналів у рамках рішення задач керування ЕУ. Запропоновано методи узгодженого вторинного перетворення ВС для керування ЕУ: фільтровий метод нульового і першого порядків, гетеродинний метод першого порядку, дисперсійний метод. Розроблено засоби реалізації методів УВПВС для керування ЕУ: пристрій фільтровий нульового і першого порядків, пристрій гетеродинний першого порядку, пристрій дисперсійний нульового і другого порядку.

Основний зміст роботи