Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств
Диссертация
Автор: Увайсов, Расул Исаевич
Название: Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств
Справка: Увайсов, Расул Исаевич. Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств : диссертация кандидата технических наук : 05.12.04 / Увайсов Расул Исаевич; [Место защиты: Моск. гос. ин-т электроники и математики] Москва, 2008 173 c. : 61 08-5/900
Объем: 173 стр.
Информация: Москва, 2008
Содержание:
Введение
ГЛАВА 1 Состояние проблемы диагностирования бортовых радиотехнических устройств
11 Особенности конструкций бортовых радиотехнических устройств
12 Виды дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств и причины их возникновения Методы контроля технического состояния и диагностирования БРТУ
13 Программные средства моделирования физических процессов радиотехнических устройств
14 Анализ методов и средств диагностирования радиотехнических устройств
15 Постановка задачи диссертационной работы
16 Выводы по главе
ГЛАВА 2 Метод диагностирования дефектов бортовых радиотехнических устройств
21 Анализ и формирование требований к методу диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств
22 Разработка метода диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств
23 Математическое моделирование влияния дефектов конструкций радиотехнических устройств на выходные характеристики
24 Критерий выявления дефектов конструкций радиотехнических устройств
25 Метод идентификации дефектов конструкций
26 Выводы по главе
ГЛАВА 3 Подсистема «Integrity» для диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств
31 Требования к подсистеме диагностирования дефектов конструкций бортовых радиотехнических устройств
32 Разработка алгоритмов функционирования программных модулей подсистемы «Integrity»
33 Определение состава и разработка структуры подсистемы автоматизированного диагностирования дефектов конструкций радиотехнических устройств
34 Описание подсистемы «Integrity»
35 Разработка руководства пользователя подсистемы «Integrity»
36 Выводы по главе
ГЛАВА 4 Методика автоматизированного диагностирования радиотехнических устройств Результаты экспериментальных исследований и внедрение в промышленность
41 Разработка методики диагностирования радиотехнических устройств
42 Установка для диагностирования дефектов конструкций радиотехнических устройств
43 Экспериментальные исследования конструкций радиотехнических устройств
44 Оценки возможностей и ограничений применения 136 разработанного метода диагностирования
45 Результаты апробации разработанных методов на примере блока космической аппаратуры
46 Выводы по главе
Введение:
Противоречие между возрастающей сложностью бортовых радиотехнических устройств (БРТУ) и необходимостью оценки их технического состояния порождает проблему диагностирования устройств.
За последние десятилетия этой проблеме посвящено значительное число работ как у нас в стране, так и за рубежом. Большой вклад в развитие теории диагностики электронных средств внесли Пархоменко П.П., Согомонян Е.С., Мозгалевский А.В., Калявин В.П., Гаскаров Д.В., Киншт Н.В., Новиков B.C., Лихтциндер Б.Я., Ксенз С.П., Синдеев И.М., Данилин Н.С. и др. ученные. Метрологичесие аспекты диагностирования разработаны в работах Сычева Е.И. Вопросы контролепригодного проектирования освещены в известных монографиях Норенкова И.П., Вермишева Ю.Х.
Диагностирование бортовых радиотехнических устройств является неотъемлемой частью процесса их разработки, производства, испытаний и эксплуатации. Целью диагностирования является поддержание качества БРТУ на требуемом уровне и обеспечение максимального эффекта от использования.
При разработке и изготовлении конкретного БРТУ ему придается ряд показателей, которые в совокупности определяют качество радиотехнического устройства. Каждому из этих показателей предъявляются определенные требования, вытекающие из условий применения БРТУ. Несоответствие хотя бы одного из этих показателей установленным требованиям свидетельствует о наличии дефекта.
Таким образом, прежде чем допустить изготовленное радиотехническое устройство к использованию необходимо проверить тем или иным способом его соответствие установленным требованиям по всей совокупности рассматриваемых показателей.
Такая проверка осуществляется путем сопоставления измеренных значений тех или иных показателей свойств БРТУ с их заданными, расчетными значениями. В дальнейшем, при эксплуатации устройства тоже необходимо диагностировать с тем, чтобы своевременно выявлять дефект в случае его возникновения и принять необходимые меры к его устранению или уменьшению его вредных последствий.
По мере возрастания сложности бортовых радиотехнических устройств функции диагностирования также значительно усложняются. Зачастую производители ограничиваются лишь контролем работоспособности (т.е. проверкой соответствия основных выходных характеристик) БРТУ, при этом возможен пропуск в эксплуатацию заведомо неисправных, потенциально ненадежных радиотехнических устройств.
Это связано с тем, что возможны неисправности бортовых радиотехнических устройств из-за дефектов в виде выхода значений внутренних (например, электрических или конструктивных) параметров БРТУ за допустимые границы. Подобного рода дефекты в начальный момент эксплуатации устройств могут не сказаться на его основных выходных характеристиках вследствие их взаимной компенсации, однако электрические, температурные и механические режимы работы элементов радиотехнических устройств будут нарушены, вследствие чего возрастет их интенсивность отказов. Такие отклонения внутренних параметров БРТУ называют скрытыми дефектами и, как правило, требуют разработки специальных методов их диагностирования, так как традиционными методами не выявляются.
Таким образом, актуальной является задача выявления дефектов бортовых радиотехнических устройств при их производстве и эксплуатации. Решение этой задачи предполагает наличие математической модели диагностируемого БРТУ и методов и средств ее исследования, которые зависят от свойств бортового радиотехнического устройства, целевого содержания процедуры диагностирования и условий его осуществления.
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эксплуатационной надежности бортовых радиотехнических устройств путем выявления скрытых дефектов БРТУ методами диагностирования.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены задачи:
1. Анализ состояния проблемы диагностирования скрытых дефектов БРТУ.
2. Разработка метода неразрушающего диагностирования БРТУ.
3. Разработка метода идентификации дефектов бортовых радиотехнических устройств.
4. Разработка программного обеспечения для диагностирования бортовых БРТУ и рекомендаций по его применению.
5. Разработка методики диагностирования БРТУ по амплитудно-частотным и акустическим характеристикам.
6. Проведение экспериментальных исследований, апробация и внедрение результатов работы в промышленность.
Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного подхода и объектно-ориентированного программирования, теория вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, математического моделирования и технической диагностики, а также численные методы решения уравнений и экспериментальные методы исследования.
Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором.
При решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты:
1. Разработан метод автоматизированного диагностирования конструкций БРТУ, основанный на математическом моделировании устройств и отличающийся от известных совместным использованием электрических, амплитудно-частотных и акустических диагностических признаков.
2. Разработан метод идентификации дефектов конструкций БРТУ, отличающийся от известных применением коэффициента корреляции в качестве критерия сравнения измеренных в процессе диагностирования характеристик тестируемых устройств с их расчетными характеристиками, полученными ранее (на стадии проектирования) путем математического моделирования или натурного эксперимента конструкций при наличии дефектов.
3. На основе разработанных методов и программного комплекса создана методика, охватывающая стадии проектирования, производства и эксплуатации БРТУ, отличающаяся от известных формированием базы неисправностей на этапе проектирования путем математического моделирования механических характеристик, что позволяет своевременно определять эффективное размещение интегрируемых вибродатчиков в наиболее уязвимых местах конструкций устройств.
Положения, выносимые на защиту:
1. Метод диагностирования БРТУ основанный на сравнении измеренных электрических, амплитудно-частотных и акустических характеристик, и позволяющий позволяет повысить глубину выявления скрытых дефектов конструкций.
2. Метод идентификации дефектов конструкций БРТУ позволяющий определять тип дефекта за счет вычисления порогового значения критерия подобия путем математического моделирования.
3. Методика диагностирования БРТУ позволяющая выявлять скрытее дефекты конструкций устройств за счет принятых мер по обеспечению диагностируемости этих дефектов на стадии проектирования.
Практическая полезность работы состоит в том, что разработанные методы, методика и программный комплекс «Integrity» позволяют повысить качество БРТУ за счёт своевременного выявления скрытых дефектов.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, программное и методическое обеспечение использовались при выполнении гранта по хоздоговору № 8/JIT на кафедре «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы» Московского государственного института электроники и математики.
Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования и производства ФГУП «НИИЭМП», РКК «Энергия» им. С.П. Королева, Избербашский радиозавод им. Плешакова П.С., а также в учебный процесс Московского государственного института электроники и математики.
Апробация результатов работы. Работа в целом и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 3 международных и 5 российских конференциях, а также ежегодной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ с 2006 г. по 2008 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в т.ч. 15 тезисов докладов и материалов конференций по итогам научных мероприятий, 3 статьи, из них 1 в журнале, рекомендованном в списках ВАК.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений, включающих в себя акты внедрения. Общий объем диссертации доставляет 163 страниц с 6 таблицами и 126 иллюстрациями (рисунки, диаграммы экранные формы и т.д.). Список литературы содержит 122 наименования. Приложения — 5 страниц.