Delist.ru

Методы и средства повышения эксплуатационной надежности гидроприводов дорожных и строительных машин (07.09.2007)

Автор: Гринчар Николай Григорьевич

L4 1 1 1 0

Все строки попарно различимы и таблица может служить как первичный тест при поиске отказов.

Поиск отказа можно рассматривать как процесс снятия энтропии системы по мере поступления информации. Энтропию системы определим следующим образом

где Pi - вероятность того, что система находится в одном из состояний (т.е. вероятность отказа i-того элемента); N - количество элементов в системе.

Вследствие свойства аддитивности энтропия складывается из нескольких составляющих, характеризующих отдельные подгруппы гидропривода. Таким образом, на первом этапе поиска необходимо определить его тип (табл. 2) и подгруппу элементов, включающих отказ (см. гл. 1). За счет этого можно значительно понизить энтропию системы. Для локализации отказа в подгруппе могут использоваться различные методы: 1) – метод поэлементных проверок; 2) – метод средней точки (половинного деления); 3) – комбинированный, когда на каждом этапе проверок стратегия корректируется.

Первые два метода достаточно подробно описаны в технической литературе, однако отсутствуют четкие рекомендации по их применению. Автором установлено граничное значение вероятности отказа элемента Pi, при которой следует переходить от метода средней точки к проверке элемента с наибольшей вероятностью отказа

где N- количество элементов в системе.

Причем, как очевидно, должно быть N ?3. Графическая интерпретация представлена на рис. 2. В общем случае следует также учитывать затраты времени и стоимость проверок. Взаимное влияние этих факторов может быть учтено комплексным критерием эффективности

Kэ=I/t?C,

где I - информативность проверки; t - затраты времени; C- стоимость

проведения проверки.

В этом случае оптимальный процесс поиска отказа будет характеризоваться рядом К1 > К2 > К3 >….. >Кj

Кроме информативности, на эффективность процесса диагностики влияют

При этом, очевидно, количество тест-проверок должно выступать как параметр ограничения для машин, работающих в жестком временном графике (например, в «окно» при строительстве или ремонте ж.д.).

Реализация указанного принципа предполагает, что алгоритм поиска отказов должен быть гибким, т.е. должны выполняться только те проверки, которые имеют информативную ценность. Блок-схема такого алгоритма представлена на рис.3.

Рис. 2 Оптимизация стратегии поиска отказа

Рис.3. Блок-схема поиска отказа в гидроприводах дорожных и строительных машин

В общем случае для проверки элемента необходимо произвести измерение параметров - P, Q, F, M, V, ? - на входе и выходе аппарата. Их совокупность, очевидно, не является минимальной.

Для минимизации совокупности диагностических параметров и тем самым определения минимальной и достаточной схемы размещения контрольных точек в системе воспользуемся методами логической алгебры.

Методика определения такой схемы заключается в следующем. Гидросистема представляется в виде ориентированного графа, вершины которого соответствуют элементам системы, а дуги – параметрам (расходу и давлению). Далее определяется совокупность всех возможных неисправностей для всех элементов системы.

Затем составим логические уравнения типа

Pi;Qi =(Pi-1;Qi-1)&Sj ,

где Pi;Qi - давление и расход на выходе i-того элемента; Pi-1;Qi-1 - давление и расход на входе i -того элемента; Sj - параметр характеризующий состояние i -того элемента (Sj =1 – элемент исправен, Sj = 0 – нет); &- знак конъюнкции.По полученным уравнениям строится начальная диагностическая матрица, у которой строки соответствуют всем возможным состояниям (неисправностям системы), а столбцы - параметрам. Для заполнения строк матрицы используется следующее правило: если при появлении неисправности (отказа) Si параметры

Pn;Qn (на некотором участке системы) не соответствуют допустимому уровню, то на пересечении соответствующей строки и столбца ставится «0», если соответствуют – «1».

P1;Q1 P2;Q2; P3;Q3 …………. Pn;Qn

S0 1 1 1 1

S1 1 0 1 ………………0

S3 1 0 1 …………….. 0

………………………………………………

Sj 1 1 1 ……………. 0

Для минимизации матриц такого типа обычно применяют алгоритм Яблонского-Мак-Класки, позволяющий на основе применения методов логической алгебры получить минимальное количество столбцов, с тем условием, чтобы все строки попарно различались между собой. Так как каждый столбец соответствует параметрам системы на определенном участке, то мы получаем минимальную и достаточную совокупность участков гидросистемы, где необходимо производить измерения. Алгоритм Яблонского-Мак-Класки довольно громоздкий, поэтому для сложных систем и большого количества рассматриваемых неисправностей процесс желательно автоматизировать. С этой целью была разработана программа на языке «Бейсик», предназначенная для современных ПК (приложение 3).

Третья глава посвящена вопросам разработки перспективных типов диагностического оборудования и методик их применения, а также результатам экспериментальных исследований.

При создании системы диагностики гидроприводов дорожных и строитель-ных машин, целесообразно применение единого метода диагностики и единого базового комплекта измерительных средств для его реализации. Система должна включать как стационарные средства диагностики (стенды), так и переносные (гидротестеры) и встроенные. В настоящее время в той или иной степени разработаны следующие методы диагностирования гидроприводов и гидроагрегатов: статопараметрический; термодинамический; по параметрам переходных процессов; по параметру пульсаций давления; виброакустический; аэродинамический; по содержанию продуктов износа в рабочей жидкости. Практически все они, кроме статопараметрического метода, имеют ограниченное применение, а рекомендации отдельных авторов носят отчасти противоречивый характер. Так как процесс диагностирования можно рассматривать как информационный, то в качестве критерия для сравнения методов логично принять получаемое при диагностировании количество информации (с учетом конкретных технических средств для реализации метода). Диагностирование гидроприводов может проводиться на различную глубину по уровням: определение функциональной работоспособности системы в целом – 1 уровень; определение параметрической работоспособности – II уровень; определение функциональных отказов элементов – III уровень; определение параметрических отказов элементов – IV уровень; определение причин отказа элемента - V уровень; определение конкретной величины неисправности – VI уровень. Количество возможных состояний от номинального до предельного значения диагностического параметра, которое можно различить с помощью прибора будет

N=(Xнj –Xпj)/?X ,

где N - количество возможных состояний; Xнj, Xпj - номинальное и предельное значения параметра для j -того элемента;?X -чувствительность прибора для измерения данного параметра.

Логарифмируя N по основанию 2 мы получим количество информации в битах о состоянии j -того элемента

I=log2 N=log2[(Xнj –Xпj)/?X] .

Полная информация будет складываться из информации по уровням

Суммарную информацию по каждому уровню можно оценить по формуле

где Ii - количество информации по i -тому уровню; z - число параметров, измеряемых при данном методе; Kj - количество j-тых элементов в системе.

загрузка...