Введение. Государственный университет аэрокосмического приборостроения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Санкт-Петербургский

Государственный университет аэрокосмического приборостроения

Ю.П. Иванов, В.Г. Никитин, В.Ю. Чернов

КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА

ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

КОМПЛЕКСОВ

Учебное пособие

Санкт- Петербург

УДК 529.735.083

ББК

И

Иванов Ю.П., Никитин В.Г., Чернов В.Ю.

И Контроль и диагностика измерительно-вычислительных комплексов: Учеб. пособие /СПбГУАП. СПб., 2004. 120 с. ISBN

Изложены основные понятия, задачи, методы и способы контроля и диагностики технического состояния измерительно- вычислительных комплексов (ИВК) летательных аппаратов. Описаны обобщенная структура и основные характеристики систем контроля, основные показатели достоверности контроля и ее составляющие, а также выбор допусков на параметры контроля и методы принятия решений в процессе контроля. Рассмотрены методы, аппаратные и программные средства контроля цифровых ИВК с помощью систем встроенного контроля и диагностики.

Предназначено для студентов специальности 190300 «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы», изучающих дисциплину «Контроль и диагностика измерительно-вычислительных комплексов», а также аналогичных курсов специальности 131000 «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов» и магистров по направлению 5515 «Приборостроение».

Резензенты:

Кафедра процессов управления Балтийского государственного университета;

кандидат технических наук доцент С.Г. Кучерков

Утверждено

Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ã Санкт-Петербургский

государственный университет

аэрокосмического приборостроения,

ã Ю.П. Иванов, В.Г. Никитин,

В.Ю. Чернов, 2004

Введение

Эффективность использования летательных аппаратов (ЛА) определяется главным образом безопасностью полётов, их регулярностью, себестоимостью перевозок, вероятностью выполнения поставленных целей. Указанные свойства ЛА во многом зависят от таких факторов, как надёжность и правильность их эксплуатации. В свою очередь, надёжность техники в процессе эксплуатации, регулярность полётов, себестоимость перевозок и вероятность выполнения поставленных задач в значительной степени зависят от качества технического обслуживания, производительности труда технического персонала и от своевременности обнаружения отказов [1-5]. Современные измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) являются объектами с высокой степенью интеграции, комплексирования, функционального резервирования и включают в себя системы с аналоговой и цифровой обработкой первичной измерительной информации, а также специализированные многопроцессорные вычислители.

Несмотря на систематическое увеличение надёжности элементной базы систем, все же непрерывное возрастание объёма и сложности ИВК является одной из причин появления отказов в его системах. Поэтому повышение надёжности и сокращения длительности простоев бортового оборудования может быть достигнуто увеличением достоверности, а также быстрым определения состояния ИВК, поиском места и своевременным устранением отказов. Эта проблема может быть решена путём исследований, разработки и внедрения в эксплуатацию прогрессивных методов и средств контроля и диагностики технического состояния ИВК[6-9].

Актуальной является задача автоматизации процессов контроля и диагностики путём использования новых информационных технологий и вычислительных средств, создание встроенных средств контроля измерительно-вычислительных комплексов (ИВК) ЛА. В учебном пособии рассмотрены основные понятия, принципы и задачи контроля, обобщенная структура, основные характеристики и свойства систем контроля. В пособии значительное место уделено вопросу достоверности контроля ее составляющим, принятию оптимальных решений о состоянии объекта контроля. Приведены основные определения задач диагностики, рассмотрены методы и алгоритмы поиска отказа. Значительное место уделено методам и средствам контроля и диагностики цифровых ИВК, позволяющими осуществлять контроль на земле и в полете. Разработчик измерительно-вычислительных комплексов должен иметь необходимые знания и навыки проектирования встроенных и внешних средств контроля и диагностики. Такие знания нужны и специалистам, которые занимаются эксплуатацией ИВК и средств контроля и диагностики. Учебное пособие написано на основе материалов соответствующих курсов лекций, которые на протяжении ряда лет читались студентам Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Данное учебное пособие предназначено для студентов обучающихся по специальностям 190300 «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы», 131000 «Техническая эксплуатация авиационных электросистем пилотажно-навигационных комплексов», а также магистров по направлению 5515 «Приборостроение» при изучении соответствующих курсов.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ПРИНЦИПЫ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Основные понятия и задачи контроля

В процессе эксплуатации ИВК на ЛА их технические характеристики могут меняться, что может приводить к отказам авиационной техники, оценка состояния бортового оборудования путем контроля позволяет уменьшить вероятность появления таких отказов[2]. Основные понятия, термины и определения по контролю устанавливаются государственными и отраслевыми стандартами ГОСТ 20911-75, ГОСТ 19919-74, ГОСТ16504-81, ГОСТ 19838-82 [10-14] рассматриваются в данной главе.

Техническое состояние – совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определённый момент времени признаками, установленными технической документацией на этот объект. Признаками технического состояния могут быть области значений качественных и количественных характеристик свойств объекта. В зависимости от фактических значений признаков видами технического состояния являются: исправность, работоспособность, неисправность, неработоспособность, правильное функционирование, неправильное функционирование.

Исправность - состояние, при котором объект соответствует всем требованиям, установленной нормативно-технической документацией.

Неисправность - состояние, при котором объект не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации.

Работоспособность - состояние, при котором объект способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных выходных основных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. При этом остальные характеристики объекта могут не соответствовать требованиям (наличие коррозии, нарушение лакокрасочного покрытия и т.д.). Следовательно, работоспособный объект может быть неисправным. Исправный объект – всегда работоспособен.

Неработоспособность - состояние, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, определяющего способность объекта выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации. Переход изделия из работоспособного в неработоспособное состояние в заданных условиях применения называется отказом. При одном и том же существующем техническом состоянии объект может быть работоспособным для одних условий применения и неработоспособным для других. Каждый объект в общем случае может находиться в одном из многих работоспособных и неработоспособных состояний. Однако при дальнейшем изложении целесообразно считать, что объект обладает только одним работоспособным состоянием. Число неработоспособных состояний объекта определяется числом возможных отказов элементов и их групп (сочетаний).

Правильное функционирование означает, что применяемый по назначению объект в текущий момент времени выполняет предписанный алгоритм функционирования. Объект может находиться в таком неработоспособном состоянии, при которых он правильно функционирует в одних режимах работы и неправильно в других. Работоспособный объект правильно функционирует во всех режимах работы. Для выявления технического состояния объектов используются специальные методы и технические средства контроля. Под контролем технического состояния понимается процесс определения вида технического состояния объекта. В общем случае контроль технического состояния объекта есть совокупность операций по проверке работоспособности, локализации и прогнозированию отказов объекта. Составные элементы контроля являются измерение и оценка контролируемых параметров объекта, обработка полученных данных с целью распознавания вида состояния и места отказа с заданной подробностью (глубиной), управление процессом контроля.

Исследование методов обработки полученных при контроле состояния объекта данных с целью распознавания вида состояния и места отказа является предметом научной дисциплины “техническая диагностика ”. Степень детализации при техническом диагностировании, указывающая, до какой составной части объекта определяется место отказа, называется глубиной поиска дефекта.