Файл: Уманский А.И. Обнаружение неисправностей в сложных электротехнических системах учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 33
Скачиваний: 0
621.311 У 521
Л. И. УМАНСКИЙ
ОБНАРУЖЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В С Л О Ж Н Ы Х ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ЛВИКА
им.А.Ф. Можайского
ЛЕНИНГРАДСКАЯ ВОЕННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени А. Ф. МОЖАЙСКОГО
Ленинград-^-1969
УДК 621.31.019.3(075.8) |
Г00. ОуЗли ,1<&Я |
: |
|
иаучно - тф,*н,т- |
'■ -жя * |
||
|
в и 4 л и о т » к а < |
C'-.JP |
i |
|
Э Ц З * ^ и .1 ‘ |
. . . . |
. j |
|
ЧИТАЛЬСОГ^ |
||
|
|
|
- _____ i
f l > №
5 bZZZ>
|
Технический редактор В. М. Никитина |
|
|
|
|
Корректор Н. Ю. Рубинова |
|
|
|
Подписано к печати 8.7.69 |
Печ. л. 5,75 |
Уч.-изд. листов 5,5 |
||
Зак. 6318 |
Для внутриведомственной продажи цена 37 |
коп. |
Г-651196 |
|
|
Типография ЛВИКА имени А. Ф. Можайского |
|
3
ВВЕДЕНИЕ .
Всевозрастающее значение боевой готовности вооружения тре бует непрерывного повышения его эксплуатационной надежности. Высокая эксплуатационная надежность большинства объектов в на стоящее время не может быть обеспечена только за счет повыше ния их безотказности. По этой причине особое внимание должно быть обращено на своевременное и качественное восстановление отказавших объектов, на повышение их ремонтопригодности. Это утверждение может быть аргументировано следующим образом:
- всевозрастающая сложность оборудования, обусловленная потребностью решения все более сложных задач и тенденцией автоматизации различных процессов, создает непреодолимые труд
ности в обеспечении его безотказности даже в условиях, когда комплектующие элементы имеют вероятность безотказной работы,
близкую к единице;
-принципиально невозможно обеспечить, чтобы элементы,ком плектующие сложный объект, в различных условиях эксплуатации имели одинаковую долговечность, а следовательно, отпала потреб ность в устранении постепенных отказов;
-вряд ли когда-либо исчезнут субъективные факторы, кото рые приводят к ошибкам, допускаемым личным составом в ходе эксплуатации различных объектов и преждевременному выводу их из строя;
-с экономической точки зрения обеспечение заданной на дежности объекта только за счет повышения его безотказности в целом ряде случаев является малоэффективным.
Важным средством улучшения эксплуатационной надежности раз личных объектов является повышение их ремонтопригодности, кото рая обеспечивает эффективное восстановление этих объектов после их отказа.
4
Одним из существенных факторов, обеспечивающих высокую восстанавливаемость объектов, является их контролелриспособленность, т .е . то, как они приспособлены к определению их тех нического состояния и в том числе к процессу локализации неис правностей. В общем случае время восстановления Ге , которое является случайной величиной, может быть представлена как сум ма
|
|
|
Т6 |
Т + |
Т + Т |
« |
1 |
|
|
|
л |
У |
|||
где |
Т |
- |
время, |
потребное на |
обнаружение отказавших элемен- |
||
|
А |
|
тов; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
- |
время, |
потребное на устранение неисправностей; |
|||
|
тк |
- |
время послеремонтного |
контроля. |
Контролеприспособлеяность объекта определяет значение вре мени ТА и Тн . Наиболее трудоемкой работой по восстановлению сложных электроте хнических и радиоэлектронных систем является отыскание отказавших элементов. Согласно статистическим дан ным время Т длячэлектроприборного оборудования в настоящее время составляет 60 - от общего времени восстановления. Улучшение контролеприснособлеяности объектов, а также совер шенствование организации процессов локализации неисправностей является реальным путем использования имеющихся резервов и сокращения общего времени восстановления электроприборного оборудования.
К решению проблем эффективного поиска отказавших элемен тов в сложном оборудовании привлечено в настоящее время особое внимание советских и зарубежных ученых. В связи с этим в ряде трудов [3,53 делается попытка обобщить и представить воцросы, связанные с локализацией неисправностей, в качестве самостоя тельной области знаний - технической диагностики. Она призва на исследовать формы проявления отказов в технических устрой ствах, разработать методы их обнаружения, выработать рекомен дации по проектированию ремонтнопригодного оборудования (в от ношении его контролеприспособленаостита также установить прин ципы конструирования диагностических систем. Для решения этих задач могут использоваться два подхода:
-конкретно-прикладной;
-общетеоретический.
Тесная связь прикладного и теоретического подхода очевид на. Теоретические разработки возможны только на базе обобщения
5
большого опыта решения задач конкретно-прикладного характера. В свою очередь, эти разработки дают рекомендации по решению этих задач и поднимают прикладные исследования на более высо кий научный уровень.
Прзнание в технической диагностике, так же как и в любой другой области, не может вестись без систематизации уже полу ченных результатов и накопленных знаний. Лучшей формой систе матизации является классификация. В свете изложенного представ ляется полезной работа по разработке строгой, логически обосно ванной классификации способов (методов) локализации неисправ ностей, общая точка зрения на которую в настоящее время еще отсутствует.
Предлагаемая книга, призвана в какой-то мере решить указан ную проблему. Она может быть полезна любому специалисту в об ласти технической диагностики, а также использована слушателя ми в качестве учебного пособия при изучении соответствующих курсов.
6
7
Г л а в а I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
I . I . Техническая система
При исследовании наиболее общих закономерностей контроля и восстановления объектов различной физической природы, имею щих разнообразную структуру, целесообразно пользоваться аб страктным понятием "техническая система" (ТС), которое пред ставляет собой кибернетическую категорию "система" в отношении технических устройств самого различного назначения и принципа действия.
Практическое применение этого понятия оправдано общностью целого ряда особенностей различных технических объектов. К та ким особенностям можно отнести следующие:
-качественная определенность;
-функциональная направленность;
-целостность, полнота и законченность;
-иерархичность организации;
-эквивалентность, т .е . когда каждый объект можно рассмат ривать как состоящий из отдельных частей (подсистем) и, нао борот, несколько частей вместе могут рассматриваться как один
объект, свойства и функции которого не тождественны свойствам
ифункциям отдельных его составных частей;
-способность воспринимать воздействие и реагировать на
него; - динамическую эквивалентность, т .е . когда движение раз
личных по своей природе объектов можно описать одной и той же математической моделью.
8
Техническая система, будучи организована в пространстве и времени, может рассматриваться не только в отношении своего настоящего (эксплуатации), но также в отношении своего прош
лого (производства) и будущего (долговечности, восстановления). Кроме этого, систему можно характеризовать в отношении самой себя (множества возможных состояний ее структуры) и в отноше нии окружающей среды (взаимодействия с другами объектами).
При рассмотрении системы в отношении окружающей среды по следнюю можно представить в виде двухполюсника (рис.1 .1 .1), где вход представляет собой способность системы воспринимать воздействие, а выход - способность ее реагировать на это воз действие .
Вход |
Т ехническая |
Выход |
|
с и ст е м а |
|
Рис.1.1.1
Наряду с этим ТС допускает существование взаимодействия внутри самой системы между отдельными ее элементами.
Все технические системы по своей природе многомерные,т.е. они способны реагировать на множество входных воздействий. Од нако на практике количество входов определяется на основании структуры системы, которая всегда строго соответствует ее функциональному назначению. Так как принципы технической диаг ностики являются общими для одномерных и многомерных систем, то, не нарушая общности основных теоретических положений, в дальнейшем будем рассматривать, как правило, одномерные техни
ческие системы. |
|
|
"Техническая система" понятие широкое. |
Оно включает в се |
|
бя не только такие понятия, как "агрегат", |
"прибор", "устрой |
|
ство", но и понятие |
"система управления", |
которое согласно |
[13] означает собой |
совокупность управляемого объекта и уст |
|
ройства управления. |
|
|
1.2. Свойства и параметры технических систем
Любая система так же, как и отдельные ее функциональные элементы, обладает множеством свойств. Все свойства системы могут проявляться только во взаимодействии ее с окружающей
9
средой, т .е . чтобы какое-либо свойство технической системы проявилось, необходимо наличие соответствующего воздействия на нее. Оцределение любого свойства связано с сопоставлением реак ции системы на входное воздействие с самим воздействием.
Из множества свойств системы полезно выделить те свойства, без наличия которых последняя принципиально не может быть ис пользована в данных условиях по прямому своему назначению.
Эти свойства обычно называют функциональными или основными
[12].
Нефункциональные (второстепенные) свойства чаще всего характеризуют удобство эксплуатации системы или защищенность ее от окружающей среды (например, герметичность, виброустой чивость) .
Из изложенного выше следует, что каждое свойство техниче ской системы определяется формой преобразования ее входного
воздействия. |
Так, |
если обозначить входное воздействие, которое |
||
в общем случав является функцией времени через х |
, а реакцию |
|||
системы через |
у , |
то можно записать |
|
|
где |
|
у = R ( x ) |
, |
(2.1) |
|
</ = Y ( t ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х = X (t) |
9 |
|
R- некоторое преобразование (оператор), выражающее форму взаимосвязи между х и у , т .е . совокупность математи ческих операций, которые необходимо выполнить для оп ределения реакции системы по заданному входному воз
действию.
Входное воздействие и реакция на него представляют собой определенные физические величины, которые можно измерить коли чественно, поэтому в специальной литературе часто вместо этих терминов употребляют выражения "входная величина" и "выходная величина".
Входное воздействие и реакция на него могут характеризо ваться целым рядом показателей. К таким показателям в общем случае можно отнести следующие:
-абсолютное значение;
-полярность;
-направление изменения;