Элементы теории технической диагностики2 (Лекции (Word)), страница 4

где

y(t) – выходной сигнал

функция числителя – входной сигнал

функция знаменателя – передаточная функция.

По аналогии с электрической системой получили:

7.3.( Дискретные модели в СТД.

В общем виде решение для колебательной системы м.б. представлено:

(1)

(по аналогии с электрическими цепями)

(1) получаем из решения интеграла Фурье, примененного к полигармоническому сигналу:

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Так определяются базовые контролируемые частоты и записывается выражение для СДП в аналоговой форме.

Для перехода к дискретным моделям необходимо сделать предельный переход от интеграла Фурье к ДПФ, т.е. к конечной сумме:

,

где

,

Если

,

т.е. воздействие на систему носит полигармонический характер, то

,

где

k – количество гармонических составляющих .

На основе дискретных представлений сигнала в дискретные модели м.б. включены низшие и высшие статические моменты -

Лекция №8

8.1. Графотопологические модели (ГТМ).

1. ГТМ конструкций.

2. ГТМ процессов.

3. ГТМ структур:

а) функциональных

б) вычислительных.

Узел – функциональное воздействие.

Ветвь:

1) определяет связь между системами

2) направленные, ненаправленные, ненаправленные.

Однонаправленный граф отражает процессы и устройства, которым не свойственны обратные связи.

Графо-топологическая модель позволяет установить вид и характер связи между структурой системы и ее количественными характеристиками.

Структурному графу соответствует матричное уравнение. Функционал связи – это матрица, определяющая передаточную характеристику системы «вход-выход», т.е. получаем решения вида:

z = W*r [z] = [W]*[r],

z – режимный параметр

r – технологический параметр.

Это прямая задача.

Возможно и решение обратной задачи, т.е. получение матрицы [w]^-1 = [L], это значит [r] = [L]*[z]. Матрица [L] получается операцией дополнения и трансформации элементов матрицы [W] относительно главной диагонали.

Такая операция справедлива лишь для графов, определяющих системы с симметричными обратными связями. Т.е. когда операцию «вход-выход» можно заменить операцией «выход-вход». Это неосуществимо для однонаправленного графа.

На основе этих уравнений можно установить однозначную связь между показателями качества функционирования.

Например:

Связь между вибрациями и технологическими погрешностями, вызванными:

1) отклонением размеров

2) отклонением формы

3) свойствами металлов (усталость, !!!!!!!!!).

На этом разговор о моделях закончен.

8.2. Источники шумов гидромеханических систем на примере 1-го контура АЭС.

8.2.1. Типы шумов.

1) Собственные колебания.

а) в/а – это шумы механических вибраций конструкций !!!!!!!!

- конструктивные !!!!!!!!!!

- режимные !!!!!!!!!!!!

б) г/д – это вибрации теплоносителя, которые определяются:

- конструктивными параметрами

- режимными параметрами

ПП – датчики пульсаций давления контактного типа (тоже пьезоэлектрическое преобразование

2,3 Гц – 200 кГц).

в) нейтронные шумы (камера нейтронного поглощения 0 – 250 Гц).

г) Температурные шумы (0 – 5 кГц).

В основном оцениваются как !!!!!!!!!!!! функции от нейтронных шумов и термопары.

2) Вынужденные колебания.

а) устойчивые колебания (вынужденные)

б) резонансные (собственные и вынужденные).

Задача при проектировании устройства:

1) Выбор режимов работы (когда )

2) Уход от за счет особенностей конструкции.

Например:

(ГЦН) (ГЦН) – определяется общей массой и конструкцией.

3) Введение в конструкцию.

а) балансировочных масс

б) растяжений

в) платформ

г) крепежей и т.д.

Если для а), б), в) свойственны такие показатели:

1) активные точки

2) функции распределения по контуру

3) импульсные воздействия,

то для г) характерно плавное распределение по контуру. Параметр медленно !!!!!!!!!!!!! определяется:

- коэффициентом теплопроводности среды

- коэффициентом перехода между среду.

8.2.2. Источники шумов 1-го контура АЭС.

Для в/а шумов вообще характерны !!!!!!!!!!! источники вибраций (технологические и конструктивные).

Технологические:

1) вращающиеся узлы и механизмы (двигатели !!!!!!!!!!!!!!!!!!)

2) пульсации давления, передаваемые на корпус

3) износ деталей (высокое трение).

Конструктивные:

1) неуравновешенность масс (биения)

2) нарушения соосности

3) нарушение перпендикулярности или параллельности конструкционных узлов.

4) погрешности изготовления узлов трения

5) усталостность механизма (степень износа).

Вообще колебательный контур – это свойство 1-го контура (см. электрическую модель).!!!!!!!!!!!!

В нем имеется целый ряд источников возмущения колебаний. Необходимо предварительно изучить не только эти источники, но и свойства распространения колебаний по системе.

Это возможно через оценку взаимной спектральной плотности колебаний.

Если известна скорость распространения колебаний звуковой среды (это свойство среды), то определив время задержки прохождения волны на f_инф. Можно локализовать точку возникновения возмущения.

1. ГЦН – источник колебаний давления с оборотной частотой ротора.

2. Внутри !!!!!!!! устройства – высокочастотная часть широкополосных сигналов по теплоносителю на корпусные конструкции.

3. Парогенератор - !!!!!!!!! за счет узких каналов протечки и очень высоких скоростях теплоносителя.

8.2.3. Особенности возникновения шумов в 1-ом контуре.

1. Все механические колебательные системы решаются исходя из условия конечного числа степеней свободы.

2. Источники г/д возмущений в циркуляционном контуре энергетических установок м.б. детерминированными и случайными (широкополосными).

Детерминированные источники – оборотные и лопаточные частоты.

Случайные источники – внутрикорпусные колебания.

3. Важным фактором для контура является размах (амплитуда колебаний).

Источники в/а шумов.

1. Неуравновешенность масс.

Причина – допуска, посадки.

2. Нарушения соосности (нарушения перпендикулярности и параллельности !!!!!!!!!!!!!!).

Причина – износ.

Распределение среднего размаха колебаний давления по длине трубопровода для некоторого набора частот.

Рис.5.5. стр.254 (Самарин).

Средняя квадратичная плотность (мощность в полосе частот).

Рис.5.4. (Самарин).

Лекция №9

9.1. Алгоритм прогнозирования отказов узлов и механизмов.

Расчеты могут быть произведены на базе моделирования усталостных процессов. Основой является расчет износа на основе циклической усталости.

t_кр. – критическое время

t_пр. – время приработки

P(H) – вероятность отказов.

Время приработки определяется допусками на изготовление (несовершенством технологий).

Точки P(H) – есть !!!!!!!!! вероятность, т.е. вероятность отказа при нормативном количестве циклических нагрузок.

Этот алгоритм хорошо работает для трубопроводов и вращающихся механизмов. Вибрации приравниваются к циклическим нагрузкам, т.к. имеют амплитуду и частоту. Определение площади S – есть основная задача для оценки характера любого диагностического параметра.

Такой алгоритм м.б. использован для:

- оценки работоспособности

- расчета !!!!!!!!!!! сроков

- прогнозирования отказов

- оценки степени износа.

9.2. Использование штатной измерительной аппаратуры для проведения статистических

измерений ДП.

Перечень режимных параметров:

1) По теплоносителю:

- давление Р

- скорость протечки V

- температура Т

2) По механике:

- количество оборотов (оборотная частота)

3)

- нейтронный поток .

На измерительном устройстве стоит инерционный элемент, позволяющий выводить на измеритель не мгновенное значение , а некоторое определенное (интегральное) значение

- флуктуации параметра, его случайная н.р. составляющая (вообще – это понятие близко к среднему значению).

.

Для k = 0 получаем пропорционально постоянной составляющей.

При k = 1, N-1, это флуктуации шумов г/д, в/а, температурных, нейтронных.

Первое слагаемое – спектр случайного сигнала.

Второе слагаемое – показания штатной аппаратуры.

В этом смысл использования технологической измерительной аппаратуры. Имеет преимущества:

1. Используются !!!!!!!!!!!! каналы.

2. Нет необходимости в дополнительной !!!!!!!!!!! по реализации дополнительной измерительного канала.

3. Обеспечивается функциональная полнота измеряемых параметров.

4. Возможность совместной обработки ССП и штатных режимных параметров по номинальным характеристикам агрегата.

9.3. Математические методы обработки ССП и СДП.

В настоящее время в системах диагностики широко используются методы распознавания образов. Однако этот метод существенным образом зависит от методов построения образов (априорных сведений о системе диагностики).

Свойства методов распознавания образов:

«+»

- возможность решения многопараметровых задач

- наглядное представление процесса диагностирования.