8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Диагностирование технического состояния грм


Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

  1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
  2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
  3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
  4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
  5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.
Схема устройства ГРМ

Схема устройства ГРМ

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Устройство ГРМ

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

  1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

  1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
  2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
  3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

  • Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
  • Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
  • Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
  • Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

ГРМ

Неисправности ГРМ

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

  • возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
  • формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
  • неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Диагностика ГРМ

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

  1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
  2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
  3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

Ремонт ГРМ

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Контроль состояния стальных канатов автоматическими средствами технической диагностики | Статьи

Аннотация:

Техническое состояние стальных канатов в составе различных технических и подъемных устройств играет важную роль в обеспечении безопасности этих объектов. Для обеспечения безопасной эксплуатации подъемных устройств более 30 лет назад были разработаны и внедрены единые нормы отбраковки канатов на основе их контроля с использованием различных методов неразрушающего контроля.Вместе с тем, для безопасной эксплуатации различных технических и подъемных устройств необходимо обеспечить автоматизацию процессов контроля технического состояния стальных канатов в течение определенного периода времени. Необходимость такого контроля вызвана необходимостью создания системы мониторинга тросов с разработкой соответствующих устройств неразрушающего контроля, методов, обоснований, систем обработки данных и их передачи в центр управления. Контроль канатов автоматизированными средствами неразрушающего контроля создает условия для повышения безопасности работы буровых установок, шахтных подъемников, чугунных кранов металлургических заводов и других опасных объектов.При этом появляется значительный экономический эффект за счет более полного использования ресурса каната, исключения временной остановки технологического процесса для его технического контроля, а также сокращения количества квалифицированного персонала для проведения неразрушающий контроль. Создание автоматизированных средств неразрушающего контроля тросового контроля невозможно без обеспечения высокой надежности оборудования в сложных условиях эксплуатации, разработки специализированного программного обеспечения, а также решения других важных задач.В качестве примера рассмотрен автоматический магнитный дефектоскоп ИНТРОС-АВТО и опыт его применения на различных опасных объектах. Показана своевременность создания нормативно-технической базы для контроля и автоматизированной диагностики стальных канатов.

Ссылки:
  1. Правила безопасности на опасных производственных объектах, на которых используются подъемные устройства: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности.2-е изд., Испр. я доп. Сер. 10. Вып. 81. М .: ЗАО НТЦ ПБ, 2019. 164 с. (На рус. Яз.).
  2. ISO 4309: 2017 (E). Краны - Тросы - Уход, техническое обслуживание, осмотр и утилизация. Доступно по адресу: https://www.sis.se/api/document/preview/922803/ (дата обращения: 29 июля 2019 г.).
  3. РД 03-348—00. Методические указания по магнитопорошковому контролю стальных канатов. Базовые принципы. Промышленная безопасность при эксплуатации грузоподъемных кранов: сб. док. (Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных кранов: Сборник документов).Сер. 10. Вып. 7. 4-е изд., Испр. М .: ЗАО НТЦ ПБ, 2019. 44 с. (На рус. Яз.).
  4. Котельников В.С., Жуков В.Г., Худошин А.А., Сухоруков В.В. Важность дефектоскопии канатов для повышения безопасности эксплуатации подъемных кранов. Безопасность труда в промышленности. 2002. № 9. С. 15–19. (На рус. Яз.).
  5. Котельников В.С., Сухоруков В.В. НК канатов как средство повышения безопасности эксплуатации кранов и лифтов. CINDE Journal. 2006. Vol. 27. № 3. С. 11–15.
  6. Сухоруков В.В., Котельников В.С., Жуков В.Г., Худошин А.А. Важность неразрушающего контроля каната для безопасного подъема кранов-манипуляторов. Труды Технического совещания OIPEEC. Ленцбург, 2003. С. 131–136.
  7. Сухоруков В.В., Воронцов А.Н., Волоховский В.Ю. Контроль износа канатов чугунных кранов на металлургических предприятиях. Черные металлы = Черные металлы. 2013. № 10. С. 56–60. (На рус. Яз.).
  8. Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н., Жирнов А.В., Рудяк А.Р. Техническая диагностика оттяжек антенно-мачтовых конструкций.Безопасность труда в промышленности. 2017. № 10. С. 33–39. (На рус. Яз.). DOI: 10.24000 / 0409-2961-2017-10-33-39
  9. Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н., Сухоруков В.В., Цуканов В.В., Шкапцов В.А., Артемьев М.С., Чернецов В.В. Оценка технического состояния воздушных линий электропередачи магнитопорошковыми методами. Энергия единой сети = Энергия единой сети. 2016. № 1 (24). С. 42–51. (На рус. Яз.).
  10. Сухоруков В.В., Воронцов А.Н., Жирнов А.V. Оценка износа канатов канатов. Дороги. Инновации в строительстве = Дороги. Инновации в строительстве. 2013. № 27. С. 102–106. (На рус. Яз.).
  11. Сухоруков В.В., Слесарев Д.А., Воронцов А.Н. Электромагнитный контроль и диагностика стальных канатов: технология, эффективность, проблемы. Оценка материалов. 2014. Т. 72. № 8. С. 1019–1027.
  12. ГОСТ 20911–89. Техническая диагностика. Термины и определения. Доступно по: http://docs.cntd.ru/document/gost-20911-89 (дата обращения: 29 июля 2019 г.).(На рус. Яз.).
  13. Правила безопасности пассажирских канатных дорог и фуникулеров: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Сер. 10. Вып. 84. 2-е изд., Испр. я доп. М .: ЗАО НТЦ ПБ, 2019. 154 с. (На рус. Яз.).
  14. EN 12927-8—2005. Требования безопасности для канатных дорог, предназначенных для перевозки людей. Веревки. Часть 8: Магнитные испытания каната (MRT). Доступно по адресу: https://www.nlfnorm.cz/en/ehn/4299 (дата обращения: 29 июля 2019 г.).
  15. Фейрер К. Канаты. Берлин – Гейдельберг: Springer Verlag, 2007.322 с.
  16. Глушко М.Р. Стальные подъемные канаты. Киев: Техника, 1966. 327 с. (На рус. Яз.).
  17. Костелло Г.А. Теория канатов. Нью-Йорк: Springer Verlag, 1997. 123 с.
  18. Гронау О., Белицкий С.Б., Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль стальных канатов с помощью магнитных дефектоскопов: документирование и интерпретация результатов. В мире неразрушающего контроля = В мире неразрушающего контроля. 2006. № 2. С. 21–23. (На рус. Яз.).
  19. Основные требования к проведению неразрушающего контроля технических устройств, зданий и сооружений на опасных производственных объектах: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности.Сер. 28. Вып. 14. М .: ЗАО НТЦ ПБ, 2019. 16 с. (На рус. Яз.).
  20. ПБ 03-440—02. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля. Сер. 28. Вып. 3. Москва: ЗАО НТЦ ПБ, 2019. 60 с. (На рус. Яз.).
  21. Сухоруков В., Мироненко А. Мониторинг канатов шахтных подъемников на предприятии «Норильский никель». Материалы международной конференции «Горный транспорт». Щирк, 2003. С. 111–118.
  22. Гронау О., Белицкий С., Сухоруков В. НК стальных канатов магнитными дефектоскопами: документирование и интерпретация результатов испытаний.Материалы 15-й Всемирной конференции по неразрушающему контролю. Рим, 2000. Доступно по адресу: https://www.intron.ru/en/img/PRESS/ARTICLE/EN/3_NDT_of_steel_ropes.pdf (дата обращения: 29 июля 2019 г.).
  23. Мариас Дж., Бестер Н. Целостный подход к непрерывному мониторингу веревки. Материалы конференции OIPEEC. Техас, 2011. С. 85–101.
  24. Слесарев Д.А., Потехин О.П., Шпаков И.И., Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н. Мониторинг технического состояния канатов буровых установок для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин: технология, эффективность, перспективы.Безопасность труда в промышленности. 2018. № 6. С. 13–22. (На рус. Яз.). DOI: 10.24000 / 0409-2961-2018-6-13-22
  25. Малиновский В.А. Стальные канаты. Т 2 части. Pt. 2. Одесса: Астропринт, 2002. 180 с. (На рус. Яз.).
  26. Потехин О.П., Шпаков И.И. Мониторинг технического состояния канатов с помощью магнитных датчиков как средства безопасности при работе буровых установок. Бурение и нефть = Бурение и нефть. 2016. № 1. С. 52–58. (На рус. Яз.).
  27. Слесарев Д.А., Сухоруков В.В., Семенов А.В. Применение неразрушающего контроля MFL для автоматизированного контроля состояния каната. Труды Европейской конференции по неразрушающему контролю. Прага, 2014. С. 64.
  28. Мироненко А., Шпаков И. Мониторинг состояния канатов: концепция и реализация. Материалы 19 Международной конференции VVaPol. Подбанское, 2016. С. 7–13.
  29. Анисимов А.В., Шпаков И.И. Мониторинг технического состояния канатов шахтных подъемных установок. Горный журнал Казахстана = Горный журнал Казахстана.2015. № 9. С. 40–43. (На рус. Яз.).
  30. Анисимов А., Шпаков И., Слесарев Д. Перспективы контроля состояния канатов шахтных подъемников. Материалы 25 Всемирного горного конгресса. Астана, 2018.
  31. Котельников В.С., Сухоруков В.В. Дефектоскопия подъемных машин. Безопасность труда в промышленности. 1998. № 5. С. 34–38. (На рус. Яз.).
  32. Котельников В.С., Сухоруков В.В. Дефектоскопия стальных канатов подъемных кранов, подверженных тепловому воздействию.Безопасность труда в промышленности. 2003. № 8. С. 19–21. (На рус. Яз.).
  33. Сухоруков В. НК стальных тросов кранов металлургических заводов. Международный журнал транспорта и логистики. 2007. Vol. 7.
  34. Воронцов А., Волоховский В., Сухоруков В. Чугунные крановые канаты: магнитный неразрушающий контроль, емкостное моделирование, прочностная безопасность, температурный критерий. Материалы конференции OIPEEC. Оксфорд, 2013. С. 33–42.
.

Оценка энергоэффективности транспортных средств по результатам технической диагностики

E3S Web of Conferences 21 , 03013 (2017)

Оценка энергоэффективности транспортных средств по результатам технической диагностики

Антон Шалков и Мария Мамаева

Прокопьевский филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т. Ф. Горбачева, Россия, 653039, г. Прокопьевск, ул. Ноградская, 19а,

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы применения неразрушающих методов контроля редукторов конвейерных лент как транспортных средств.Особое внимание уделяется таким видам диагностики технического состояния, как термоконтроль и анализ состояния смазочных материалов. Актуальность проведения представленных в статье видов неразрушающего контроля обусловлена ​​повышением энергоэффективности транспортных систем угольных и горнодобывающих предприятий, в частности редукторов ленточных конвейеров. Периодическая углубленная спектрально-эмиссионная диагностика и контроль температурного режима работы масла в работе контрольно-измерительной аппаратуры и ее технического состояния, а также предотвращения наработки на отказ, позволяет контролировать фактическое техническое состояние редуктора ленточного конвейера.В свою очередь, тепловизионная диагностика выявляет дефекты на самой ранней стадии их образования и развития, что позволяет планировать объемы и сроки ремонта оборудования. Представленная диагностика технического состояния позволит вовремя контролировать техническое состояние оборудования и избежать его преждевременного выхода из строя. Таким образом, это повысит энергоэффективность как транспортной системы, так и предприятия в целом, а также предотвратит необоснованное увеличение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание.

© Авторы, опубликовано EDP Sciences, 2017


Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License 4.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

.

Рефераты статей журнала «Мехатроника, автоматизация, управление» №7, 2014

Филимонов А.Б. , профессор, [email protected] , Российский государственный технологический университет «МАТИ», Филимонов Н.Б. , профессор, [email protected] , МГУ им. М.В. Ломоносова

Гибридная схема решения задач линейного действия на основе формализма многогранной оптимизации

Обсуждаются проблемы применения гибридных систем управления для решения задач линейной скорости.Гибридные системы включают аналоговые и дискретные компоненты, динамика которых описывается дифференциальными и разностными уравнениями соответственно. В предлагаемой схеме гибридного управления используется механизм амплитудно-импульсной модуляции аналоговых сигналов управления с целью дискретизации задачи управления. Дискретизация модели объекта управления позволяет применять методы математического программирования для оптимизации дискретных процессов управления.
Представлена ​​многогранная методология формализации дискретных задач линейной скорости.Полиэдральный формализм охватывает все ключевые элементы постановки задачи управления, а именно: цель управления, критерий оптимальности и ограничения ресурсов для управления. В его основе лежат полиэдральные конструкции выпуклого анализа, то есть полиэдральные функции и полиэдральные нормы. Алгоритмизация задач полиэдрального программирования основана на математическом аппарате и вычислительных методах линейного программирования.
Три теоретические конструкции, такие как: экстраполяция прогноза контролируемых движений объекта, принцип погружения задачи оптимизации входа в ряд более алгоритмически простых вычислительных задач и механизм экстремального прицеливания составляют основу предлагаемого метода решения дискретные задачи линейной скорости.
Возможность управления процессом дискретного времени в рассматриваемой гибридной системе имеет важное прикладное значение. За счет динамического изменения шага дискретизации дискретная модель объекта будет перенастраиваться в процессе управления, что дает возможность существенного уменьшения размерности решаемой задачи.
Ключевые слова: линейная скорость, гибридная схема управления, дискретизация времени, ресурсные ограничения, многоступенчатое прогнозирование, многогранная оптимизация, принцип погружения, экстремальное прицеливание

с.39

К содержанию


Ширяев В.И. , профессор, зав. Кафедрой систем управления, [email protected] , Подивилова Е.О. , аспирант кафедры систем управления, [email protected] , федеральный Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет)

Приближение допустимого множества в задаче гарантированного оценивания состояния динамической системы в условиях неопределенности

В статье описывается гарантированная оценка вектора состояния динамической системы в условиях неопределенности, когда статистическая информация о возмущениях, шумах и начальном состоянии неизвестна, но доступны наборы их возможных значений.В этом случае оценка состояния выполняется минимаксным фильтром, который состоит из построения допустимых множеств. Представлен алгоритм построения допустимых множеств аппроксимации многогранником любой формы, когда множества возмущения, шума и начального состояния являются многогранниками, заданными системами линейных неравенств. В статье описывается построение аппроксимации допустимого множества с использованием текущего измерения и сохраненной для нескольких предыдущих шагов информации без выполнения трудноразрешимых операций с множеством.Алгоритмы основаны на неявном описании допустимого множества с помощью уравнений состояния динамической системы и линейных неравенств, описывающих возмущения, шумы и начальное состояние. Построение аппроксимации сводится к решению ряда задач линейного программирования. Алгоритмы продемонстрированы на численных примерах для двухмерной системы и шестимерной системы истребителя F-16. Проведено сравнение аппроксимаций допустимых множеств и оценок фильтра Калмана.
Ключевые слова: динамические системы, гарантированное оценивание, минимаксный фильтр, системы линейных неравенств, аппроксимация допустимых множеств

С. 1016

К содержанию


Потапов В.И. , профессор, заведующий кафедрой информатики и вычислительной техники, [email protected] , Омский государственный технический университет

Математическая модель и алгоритм оптимального управления подвижным объектом в конфликтной ситуации

Математическая модель и алгоритм численного решения оптимального управления, задействованного в конфликтных ситуациях, мобильная управляемая по каналам связи система с резервированием задействована, частота отказов компонентов в зависимости от времени и пространства, в которое вы перемещаетесь, перемещается система .
В состав математической модели движущегося объекта (системы) входит математическая модель каналов связи для управления объектом и математическая модель движущегося объекта, движущегося в трехмерном евклидовом пространстве. Подвижный объект состоит из основных и резервных блоков, разделенных на количество групп, каждая из которых может быть заменена вышедшими из строя во время конфликта базовыми модулями, избыточными в этой группе. Эта замена осуществляется командами, передаваемыми по каналам связи, от которых можно просто отказаться.Понятие интенсивности отказов на единицу длины одиночного канала связи. Интенсивность отказов основного и резервного модулей зависит от времени и пространства, в котором движется мобильная система.
Резервирование вектора переменно во времени. В соответствующие моменты времени, называемые точками, команды конфигурации системы могут быть соединены модулями между группами (настройка системы). Каждый раз из конфигурации вектора соответствует вектор избыточности системы. Количество настроек при движении системы в заданной точке пространства ограничено.
Поведение вовлечено в конфликтную ситуацию: движущаяся система аппроксимируется марковским случайным процессом с конечным числом состояний, соответствующих количеству отказов в системе, и описывается дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами.
В работе ставится задача оптимизации выбора и траектории движения и резервирования специальной временной стратегии мобильной системы, участвующей в конфликте, с целью максимизации ее вероятности безупречной работы при движении по выбранной траектории, включая конечную точку движения.
Задача сводится к задаче оптимального управления мобильной системой, где максимально возможное функциональное управление качеством - это вероятность безотказной работы и используются контроль качества, траектория системы и конфигурации векторов и резервирование при соответствующих ограничениях на управление и В качестве контроля используются параметры движения движущейся системы.
Задача решается приближенным численным методом на основе метода выборки и целочисленного программирования.Алгоритм численного решения используется для принципа последовательной оптимизации.
Ключевые слова: математическая модель , алгоритм, подвижная система, конфликтная ситуация

П. 1622

К содержанию


Кулаков Ф.М. , профессор, Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, А.С.Шмыров , профессор, Д.В. Шиманчук , доцент, [email protected] ,
Санкт-Петербургский государственный университет

Роботизированное управление космическим аппаратом с использованием неустойчивой точки освобождения

В статье рассматриваются задачи управления навигацией космического корабля-робота, функционирующего как в окрестности неустойчивой точки либрации системы Земля-Солнце, так и в околоземном космическом пространстве.Движение космического корабля рассматривается в приближении круговой ограниченной задачи трех тел. Понятие специальной функции фазовых переменных, именуемой в данной статье «функцией опасности», анализируется на основе линеаризованной системы уравнений движения. Численный анализ управляемых траекторий проводится с учетом значения «функции опасности». В рамках рассматриваемой математической модели показана возможность маневрирования в околоземном космическом пространстве с возвратом в окрестности коллинеарной точки либрации и стабилизации орбитального движения.В связи с этим предлагается использовать свойство нестабильности коллинеарной точки либрации как положительный фактор, позволяющий существенно изменить траекторию движения при воздействии небольшого управляющего воздействия. Результаты исследований, полученные в данной работе, могут быть полезны при разработке проектов, связанных с решением проблем опасности столкновения с астероидами и кометами. Полученные результаты численного моделирования проиллюстрированы графически.
Ключевые слова: космический робот , круговая ограниченная задача трех тел, коллинеарная точка либрации, околоземное пространство, мониторинг, орбитальное движение

с.2328

К содержанию


Филаретов В.Ф. , профессор, зав. Лабораторией, [email protected] , Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, А.Ю. Коноплин , ассистент, [email protected] , Дальневосточный федеральный университет

Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме стоянки с работающим многозвенным манипулятором.Часть 2

В статье описан метод синтеза комбинированной замкнутой автоматической системы стабилизации положения и ориентации подводного аппарата в режиме стационарного удержания. Устойчивость подводного аппарата к внешним воздействиям, создаваемым работающим подводным манипулятором, обеспечивается за счет тяги его винтов. Эти толчки пропорциональны указанным внешним воздействиям, рассчитанным в реальном масштабе времени. Для точного расчета этих эффектов была разработана модификация рекурсивного алгоритма решения обратной задачи динамики подводного манипулятора.Представленная модификация позволяет учесть все особенности воздействия вязкой среды на звенья манипулятора, совершающие случайные движения с большой скоростью. Для повышения точности стабилизации подводного аппарата была синтезирована дополнительная замкнутая система автоматики при всех линейных и угловых перемещениях этого аппарата. Указанные системы могут использовать данные, полученные от высокоточных навигационных бортовых датчиков и устройств.
Результаты проведенного численного моделирования подтвердили высокую эффективность разработанного подхода к стабилизации подводного аппарата в стационарном режиме при высокоскоростном перемещении подводного манипулятора по сложным пространственным траекториям.
Ключевые слова: подводный аппарат , многозвенный манипулятор, система навигации, пространственная траектория, система стабилизации

П. 2934

К содержанию


Ю. В. Турыгин , профессор, Ю. Зубкова В.А. , старший преподаватель, [email protected] , Ижевский государственный технический университет им. Калашникова, Р. Хартянский, , кандидат технических наук, доцент, рен[email protected] , Словацкий технологический университет в Братиславе

Исследование точности позиционирования выходного элемента манипулятора автоматизированного комплекса производства электронного пучка

В статье представлена ​​математическая модель позиционирования электронного луча при электронно-лучевой сварке. Особенностью модели является учет отклонений электронного пучка (отклонение перпендикулярности, отклонение совместного центра пучка, погрешность мехатронных модулей) от идеального положения.
Разработанная математическая модель состоит из: обеспечения критерия позиционирования электронного луча на стыке; расчет сопряженной погрешности сварочного пистолета и / или манипулятора заготовки; анализ динамических характеристик сварочной горелки и / или манипуляторов заготовок; определение точности сплошной сферы с радиусом Dr и центром M с учетом кинематических и динамических свойств манипуляторов автоматизированного комплекса получения электронного пучка (АЭПЭ).При «недостающих» конечных точках выходных элементов всех сложных манипуляторов в полученной области сферы точности положение выходных элементов корректируется с учетом суммарной погрешности электромеханического комплекса AEBPC путем решения обратной кинематики.
Анализ результатов исследований позволяет учесть отклонение кончиков захватов от реальной траектории в процессе позиционирования манипуляторов при изменении сил, скоростей и ускорений. Включение результатов моделирования в управляющую модель процесса ЭЛС позволит обеспечить точность программных настроек основных параметров ЭЛС и тем самым улучшить качество стыков.
Ключевые слова: позиционирование, точность, манипулятор, мехатронный модуль движения, сопряженная ошибка, динамическая ошибка

П. 3541

К содержанию


Будко П.А. , профессор, [email protected] , А.И. Литвинов , окончил военную академию, [email protected] , Военную академию связи Маршала Советского Союза С.М. Буденного, Санкт-Петербург

Кинетический метод управления и диагностики технических средств

В статье рассмотрены основные подходы, связанные с разработкой кинетического метода контроля и диагностики технических средств. Отмечены основные ограничения и недостатки действующих систем контроля и диагностики, связанные с тем, что по мере повышения сложности управляемых систем функции контроля также значительно усложняются.При этом возникают проблемы выбора рационального набора контролируемых параметров и организации процедур контроля в соответствии с реальными задачами. Сущность этих проблем определяется развитием технических средств в направлении усложнения схемотехники и функциональных коммуникаций. Технические средства порождают значительные трудности для обеспечения необходимой надежности, а также сопровождаются резким увеличением временных, материальных и трудозатрат при обслуживании. к чему возросшие потенциальные возможности технических средств не могут быть полностью реализованы.На основе анализа существующих научных средств диагностики сформулированы основные недостатки и противоречия рассматриваемой области. Определенные решения, на основе которых предлагается предложенный кинетический метод - технология мониторинга и диагностики неба. Сформулировано основное направление развития систем бесконтактного контроля и диагностики технических средств.
Ключевые слова: технический инструмент, контроль и диагностика, техническое состояние, кинетика, идентификация, электрооборудование.

С. 4247

Тупиков Д.В. , аспирант кафедры «Системная инженерия» Саратовского государственного технического университета, А.Ф. Резчиков , директор Института точной механики и управления РАН, Саратов, Иващенко В.А., , ведущий научный сотрудник Института точной механики и управления РАН, Саратов, iptmuran @ san.ru

Подход к прогнозированию значений факторов пожарной опасности

Предложен подход к прогнозированию значений факторов, вызывающих пожароопасные ситуации на пожароопасных и взрывоопасных производствах. Такими факторами считаются: температура в помещении, оптическая плотность воздуха, сопротивление проводки, сопротивление изоляции проводки и плотность воздуха в помещении. Прогноз значений этих факторов основан на использовании искусственной нейронной сети, в качестве которой принят многослойный персептрон.Архитектура, функция активации и алгоритм обучения персептрона, которые в совокупности позволяют не только отличать входные данные от обучающей последовательности, но и прогнозировать тенденции их изменения с допустимой точностью на временных интервалах, достаточных для принятия разумных решений и мер также предлагается предотвращение пожароопасных ситуаций. При существенном изменении условий работы производств обеспечивается адаптация перцептрона к этим условиям путем его переобучения на новые ретроспективные данные в реальном времени.
Предлагаемый подход к прогнозированию значений факторов пожароопасных ситуаций может быть использован в составе автоматизированных систем управления на взрывоопасных и пожароопасных производствах. Это позволит значительно улучшить условия эксплуатации этих производств за счет принятия решений по своевременному устранению возможных пожароопасных ситуаций и, как следствие, снизить ущерб, который они получают в случае возникновения пожара.
Ключевые слова: пожарная безопасность, ситуация пожарной опасности, автоматическое управление, искусственная нейронная сеть, прогноз

с.4851

Лукасевич В.И. , генеральный директор, [email protected] , ЗАО «ЦЕНТРОМАШПРОЕКТ», Соколов С.В. , профессор, [email protected] , Ростовский государственный университет путей сообщения,

Решение задачи инерциальной навигации по Земле с использованием информации электронных карт

Рассмотрен подход к решению задачи навигации, основанный на приближении траектории движения объекта с помощью электронных карт набором траекторий большого круга.
Для всех объектов, движущихся по известным пространственным траекториям, воздушным, наземным, морским транспортом, использование электронных карт позволяет аналитически описать траекторию объекта путем его кусочно-постоянной аппроксимации его высоты и кусочно-большого круга на сфере Земли. Поскольку траектории этих моделей формируются на основе картографической информации, они инвариантны к характеру движения объекта и его физической модели, что делает его универсальным для любого приложения к аэрокосмическим объектам.
В статье анализируется возможность использования модели траектории большого круга для решения задачи навигации с целью снижения вычислительных затрат при стохастической оценке параметров навигации, а также повышения точности позиционирования объекта.
Навигационное решение рассматривается в системе координат Гринвича с использованием аналитических соотношений, возникающих между координатами Гринвича на траектории большого круга. Применение этих соотношений значительно упрощает уравнение вектора состояния навигационной системы, уменьшая размерность наблюдаемых параметров.
Показано, что для оценки навигационных параметров фильтр Гаусса, реализованный по траектории большого круга, во-первых, имеет минимально возможную размерность, а во-вторых, в принципе обеспечивает точный подсчет привязок координат к истинной траектории движения, соответствующей электронной карте.
Ключевые слова: инерциальная навигация Земли, электронные карты, траектория большого круга, фильтр Гаусса

С. 5359

К содержанию


E.Ю. Зыбин , старший научный сотрудник, В.В. Косьянчук , главный научный сотрудник, Кульчак А.М. , начальник отдела, amku[email protected] , Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем

Аналитическое решение задачи оптимальной реконфигурации системы управления воздушным судном при выходе из строя исполнительных механизмов

В статье рассматривается алгоритм оптимального приближения аналитическими функциями для решения задачи реконфигурации управления летательным аппаратом при отказе различных исполнительных механизмов.Алгоритм основан на оптимальном аналитическом решении линейного матричного уравнения, где аналитическая форма псевдообратной матрицы формируется с помощью декомпозиции скелетной матрицы. Вводится понятие приближенных условий разрешимости, позволяющее заранее, до решения задачи реконфигурации, оценить точность решения. Условия разрешимости и точности основаны на нормах Фробениуса. Однако результаты могут быть обобщены для любого типа p-норм Шаттена из-за их инвариантности по отношению к ортогональным преобразованиям.Показано, что в случае выполнения условий разрешимости задача реконфигурации управления может быть оптимизирована аналитически в терминах нормы невязки полученной матрицы эффективности управления. Это позволяет сохранить все преимущества аналитических решений при сохранении заданной точности. Результаты успешно применяются к задаче реконфигурации управления самолетом с получением всего набора аналитических решений с наилучшей доступной точностью.
Ключевые слова: оптимальная аналитическая реконфигурация , приближенное решение линейных матричных уравнений, приближенное условие разрешимости

с.5966

К содержанию


Я. Г. Сапунков , старший научный сотрудник лаборатории «Механика, навигация и управление движением», А.В. Молоденков , старший научный сотрудник лаборатории «Механика, навигация и управление движением», [email protected] Precision Институт проблем механики и управления РАН, Саратов,

Алгоритм оптимального в смысле совмещенного функционального поворота космического аппарата в классе конического движения

В кватернионной постановке рассматривается задача оптимального поворота сферически-симметричного космического аппарата как твердого тела с произвольными граничными условиями ориентации и произвольным направлением начальной угловой скорости без ограничений на управление.В качестве критерия оптимальности используется комбинированный функционал, объединяющий время и энергию, затрачиваемую на поворот космического корабля. На основе принципа максимума Понтрягина получено новое аналитическое решение этой задачи в классе конических движений. Найдено явное выражение для постоянного по величине оптимального вектора угловой скорости космического аппарата. Траектория движения сферически-симметричного космического аппарата - регулярная прецессия. Вектор оптимального управления КА перпендикулярен угловой скорости и постоянен по величине.Сформулированы условия на модуль начального и вида конечных значений вектора угловой скорости КА, позволяющие аналитически решать задачу в классе конических движений. Конечный вектор угловой скорости КА должен находиться на конической поверхности, порожденной произвольно заданными постоянными условиями задачи. Приведен алгоритм оптимального разворота космического корабля. Представлен числовой пример.
Ключевые слова: оптимальное управление, космический аппарат, сферически-симметричное твердое тело, регулярная прецессия

с.6772

.

Техническая диагностика | Статья о технической диагностике в The Free Dictionary

- это научная и инженерная дисциплина, изучающая и устанавливающая признаки дефектов в техническом оборудовании, а также методы и средства, используемые для поиска и обнаружения дефектов. Основной задачей технического диагностирования является организация эффективной проверки надлежащего рабочего состояния и функционирования оборудования - отдельных компонентов, узлов, блоков, инвентаря, устройств, агрегатов и систем - а также проверки процессов передачи, обработки и т.д. и хранение материала, энергии и информации.Таким образом, техническая диагностика в основном касается организации процессов диагностики технического состояния объектов в процессе производства и эксплуатации, в том числе до, во время и после использования объектов, а также при профилактическом обслуживании, ремонте и хранении. Техническая диагностика - одна из важнейших мер, используемых для обеспечения и поддержания надежности оборудования.

Диагностика проводится либо непосредственно человеком, например, визуальный осмотр или осмотр «на слух», либо с помощью оборудования.Обследуемый объект и используемые диагностические средства вместе образуют диагностическую систему и, взаимодействуя, создают диагностический алгоритм. Результатом является заключение о техническом состоянии объекта - техническая диагностика, например, «радиоприемник в рабочем состоянии», «станок не в рабочем состоянии» или «отказал частотный детектор в телевизоре. приемник."

Различают автономные и оперативные диагностические системы.Первые используются при изготовлении, ремонте и хранении объекта, при профилактическом обслуживании, а также до и после использования объекта, когда важно проверить правильность рабочего состояния объекта и выявить дефекты. В этом случае можно проводить специально организованные тесты объекта. Системы оперативной диагностики применяются, когда объект используется по назначению, когда необходимо проверить правильность функционирования объекта и выявить дефекты, нарушающие такое функционирование.В этом случае объект может подвергаться только тем действиям, которые предусмотрены алгоритмом его функционирования.

Разработка диагностической системы включает изучение объекта, возможных дефектов объекта и указаний на такие дефекты; составление математических моделей (формализованных описаний) исправно функционирующего объекта и объекта в нефункционирующем состоянии; построение диагностических алгоритмов; и настройка и тестирование системы.

При изучении исследуемых объектов первостепенное значение имеет классификация объектов по различным характеристикам: например, по характеру изменения значений параметров или по типу требуемой энергии.Дефекты изучаются с целью определения их природы и причин, вероятности и физических условий их возникновения, а также условий их обнаружения.

Математическая модель - детерминированная или вероятностная модель - объекта диагностики - это описание объекта в надлежащем рабочем состоянии и в нерабочем состоянии. Он устанавливает формальную взаимосвязь между возможными действиями, применяемыми к объекту, и реакциями объекта на действия. Модели, используемые при техническом диагностировании - даже те, которые описывают объект в надлежащем рабочем состоянии - могут отличаться от моделей, используемых при проектировании того же объекта.Например, модели, используемые при диагностике технического состояния шумообразующих объектов, могут представлять собой кривые шума или вибрации, которые используются для акустических методов технического диагностирования. Модели, используемые в микроэлектронике и сварке, могут быть рентгеновскими изображениями объектов, которые используются для неразрушающего контроля.

Диагностический алгоритм предусматривает выполнение условной или безусловной последовательности конкретных экспериментов с объектом. Каждый эксперимент характеризуется тестовым или операционным действием и составом отслеживаемых характеристик, которые определяют реакцию объекта на действие.Различают алгоритмы тестирования и алгоритмы поиска. Первые позволяют обнаружить наличие дефектов, нарушающих исправное рабочее состояние объекта или его правильное функционирование. Результаты экспериментов, проведенных с помощью поисковых алгоритмов, показывают, какой дефект или группа дефектов из числа исследованных присутствует в объекте.

Средства диагностики являются носителями диагностических алгоритмов. Они хранят возможные реакции объекта на действия, генерируют и применяют тестовые действия к объекту, считывают фактические ответы объекта и ставят диагноз, сравнивая фактические ответы с возможными ответами.Средства диагностики делятся на инструментальные, программные и программно-инструментальные; две последние категории используются для диагностики технического состояния компьютеров, работающих по заданной программе. Инструментальные средства могут быть внешними (по отношению к объекту) или встроенными. Внешние инструменты в основном используются в автономных диагностических системах; встроенные приборы используются в системах оперативной диагностики. Внешние инструментальные средства могут быть автоматическими, автоматизированными или управляемыми вручную; они также могут быть универсальными или специализированными.

По своей методологии техническая диагностика имеет много общего с медицинской диагностикой. Техническая диагностика, которая определяет техническое состояние объектов в реальном времени, тесно связана с техническим прогнозированием и технической генетикой, которые определяют как будущее, так и предыдущие технические состояния на основе вероятного развития текущего технического состояния и предыдущих характеристик.

СПРАВОЧНИК

Продавцы, Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ . Москва, 1972.(Пер. С англ.)
Основы технической диагностики . Москва, 1976.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970–1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Смотрите также