Розв'язано задачу автоматичної ідентифікації імпульсних сигналів в електронних системах керування, що в процесі діагностування двигунів за реєстрованими параметрами є визначальним для ефективності діагностування. Розглянуто спосіб ідентифікації послідовності імпульсів у електронних системах керування авіаційними газотурбінним двигунами за допомогою вейвлет-аналізу. Описано ідею кратномасштабного аналізу на найпростішому прикладі - вейвлетах Хаара. Наведено процедуру пірамідального розкладу, а також її практичну реалізація на прикладі вейвлета Добеші.

Досліджено питання розробки сучасних моделей і алгоритмів з використанням вейвлетів і нейронечітких мереж для обробки інформації в електронних системах керування авіаційних газотурбінних двигунів. Розглянуто комбінацію нейронних мереж і систем нечіткого логічного виводу для навчання нечіткої вейвлет-нейронної мережі; структуру вейвлет-нейрона, а також алгоритм його навчання, використовуючи градієнтну процедуру. На основі алгоритму Сугено наведено застосування нечіткого логічного виводу під час вейвлет-аналізу сигналів для початкового вибору материнського вейвлету.

Розглянуто один із підходів побудови нечіткої експертної системи для оцінки технічного стану вузлів авіаційних газотурбінних двигунів. Запропоновано алгоритм контролю і діагностики технічного стану ГТД на основі модифікованого методу діагностичних матриць і правил нечіткої логіки. Розроблену інженерну методику можна застосувати на етапі випробування авіаційних двигунів.

Разработаны современные диагностические системы с использованием вейвлет-преобразования вибрационных сигналов элементов авиационных газотурбинных двигателей. Рассмотрен динамический анализ роторных систем на примере подшипников качения. Алгоритм непрерывного вейвлет-преобразования позволяет построить диагностические карты дефектов узлов газотурбинных двигателей. Приведено сравнение расчета коэффициентов вейвлет-разложения и Фурье-преобразования для эффективного выбора метода анализа вибрационных сигналов в режиме реального времени.

Розв'язано задачу підвищення ефективності оцінювання технічного стану вузлів газотурбінних двигунів (ГТД) за рахунок використання новітнього методу обробки віброакустичної інформації. Зазначено, що на відміну від звичайних спектральних перетворень вейвлет-аналіз вібраційних сигналів ГТД дозволяє з однаковою точністю апроксимувати як гладкі, так і функції з різкими випадами; є згорткою сигналу з вейвлет-функцією, що зміщується відносно координат. Розглянуто питання про побудову автоматизованої системи вібродіагностування, яка дозволить виявляти дефектні властивості вузлів ГТД: дисбаланс, напівшвидкісний вихор, ударну дію. Проведено поетапний аналіз вібраційних сигналів турбогвинтовентиляторного двигуна в польоті за рівнем віброшвидкості у вузлах передньої та задньої підвісок. Розроблено адаптивний вейвлет-фільтр для обробки сигналів в ЕСК ГТД, на прикладах різних форм сигналів подано алгоритми та структуру вейвлет-аналізу, вейвлет оцінювання з використанням різної порогової обробки (трешолдинг).

Мета роботи - розробка методики прогнозування технічного стану роторних елементів авіаційних газотурбінних двигунів з використанням вейвлет-перетворення вібраційних сигналів від штатної системи контролю вібрації СА-191 на прикладі двигуна Д-27. Розроблено структурну схему методики прогнозування вібраційного стану двигуна Д-27 за параметрами неперервного вейвлет-розкладу. Як прогностичні ознаки обрано кількість ліній розподілу максимальних значень вейвлет-коефіцієнтів вузлів передньої та задньої підвіски авіаційного двигуна Д-27. Встановлено, що кожному типу дефекту двигуна відповідає певна кількість ліній розподілу максимальних значень вейвлет-коефіцієнтів.

Розглянуто перспективний метод адаптивного управління пристінною динамікою турбулентних течій з використанням перспективної технології, що грунтуються на мікроелектромеханічних системах (MEMS). Висвітлено переваги і недоліки відомих пасивних та активних методів управління турбулентним обміном, проаналізовано принципи організації та функціонування MEMS, визначено пріоритети побудови математичних моделей цих систем на основі методу моделювання великих вихорів (LES - Large Eddy Simulation). Залежно від рівня досконалості MEMS системи запропоновано подальшу реалізацію кількох рівнів складності та довершеності стратегій управління.

Розроблено сучасні моделі і алгоритми обробки інформації з використанням безпровідних технологій в системах керування авіаційних газотурбінних двигунів. Розглянуто технологію ZigBee для організації обміну інформацією між елементами системи автоматичного керування (САК); структура безпровідної сенсорної мережі (БСМ), вимоги до побудови її вузлів із врахуванням мережевої топології, яка підтримується стеком протоколів. На основі алгоритму проектування раціональної БСМ наведено схему розподіленої САК двигуна із поєднанням кабельних з'єднань обміну інформацією між елементами системи адаптивного керування.

Розроблено сучасні моделі і алгоритми обробки інформації для задач прогнозування, діагностування та технічного обслуговування міжелементної взаємодії в системах автоматичного керування авіаційними газотурбінними двигунами. Розглянуто модель міжвузлової взаємодії з визначенням енергетично активних точок і їх нейронних структур із візуалізацією у вигляді скейлограм. На основі алгоритму керування процесами прогнозування та діагностики за даними опитування систем наведено графік зміни вузлових енергетичних характеристик САК ГТД та гістограми розподілу практично справних станів та несправних із властивостями дефекту на шкалі коефіцієнтів впевненості.

Робота присвячена розробці системних підходів до побудови розподіленої інформаційної системи автоматичного керування (САК) авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД). Визначено, що для САК авіаційного ГТД може бути забезпечено використання комплексу математичних моделей двигуна: динамічну повузлову, багаторежимну спрощену та лінійну модель. Для спрощеної схеми процесу розробки та узгодження математичної моделі САК ГТД розглянуто використання просторового методу розрахунку розташування вузлів ГТД - гібридного підходу до побудови методів оптимізації систем керування ГТД із застосуванням генетичного алгоритму в якості "скелету" гібридного підходу і адаптивного методу оптимізації для визначеного вузла математичної моделі системи керування авіаційного ГТД. Запропоновано схему генетичного алгоритму: кодування, кодування геномів у вигляді дерев, ініціалізація, оцінювання - функція оцінювання, оцінювання - генетичні оператори, умова завершення (межа популяції та задоволення похибки) та параметри алгоритму (розмір популяції, глибина дерева, частота застосування операторів). За рахунок використання програми gatool (optimization tool) розглянуто розв'язок задачі максимізації функції Растрігіна за допомогою гібридної функції patternsearch та заданням функції користувача, кількості змінних цільової функції, матриць обмежень. Для графічної інтерпретації наведено результуючі графіки при фіксуванні параметра Best Fitness та Best Individual, що визначає кращу особину або вузол електронної системи керування авіаційного ГТД та тривимірне представлення функції Растрігіна. Після проведення чисельного експерименту запропоновано використання розподіленої інформаційної САК ГТД на базі ідеально упорядкованої області та алгоритму формування хромосоми вузла електронної системи керування авіаційного ГТД.

Розроблено системний підхід до побудови розподіленої інформаційної системи (РІС) авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД). Визначено, що суттєвим для інтеграції авіадвигунобудівної галузі у світове суспільство розробників і виробників є використання CALS-технологій (Continuons Acquisition and Life-Cycle Support), які повинні забезпечити конкурентоспроможність продукції на світовому ринку. Актуальність використання CALS-технологій пов'язано з тим, що на сьогоднішній день у відповідності з вимогами ринку провідними фірмами світу встановлені терміни створення нової конструкції двигуна цивільної авіації п'ятого і шостого поколінь. Розглянуто блочно-модульний принцип побудови двигуна - математичні моделі і програмне забезпечення - із задоволенням критеріїв дивергенції, трансформації та конвергенції. Для спрощення пошуку оптимальної технології побудови розподіленої інформаційної системи авіаційного двигуна запропоновано використання підходу нечіткої кластеризації - спосіб проектування із знаходженням нового знання про ГТД із високоефективними показниками експлуатації. За рахунок виявлення методів аналізу знань та основних методів кластеризації - К-середніх, графові алгоритми кластеризації, алгоритми сімейства FOREL, ієрархічна кластеризація, нейронна мережа Кохонена, алгоритми сімейства KRAB, алгоритми нечітких середніх, субтрактивної кластеризації - визначено застосування нечіткої кластеризації в розподілених інформаційних системах авіаційних двигунів. Для зручної реалізації визначеного методу розглянуто множину даних об'єктів інформаційної системи ГТД, які містяться в експериментальних файлах. За результатами виконання процедури нечіткої кластеризації фіксуються координати центри класів, належність кожної сукупності даних до класів, значення цільової функції, які мають наближений характер і використовуються для попередньої структуризації даних. Після проведених досліджень визначено, що об'єднання в собі алгоритмів кластеризаціїї повинно сприяти побудові більш точної моделі ГТД і підвищення її швидкодії.

Проаналізовано стан і тенденції розвитку авіоніки, методи підвищення надійності та системної ефективності функціонування повітряного судна (ПС). Уміщено результати з розробки статистичних моделей оцінки показників надійності й ефективності процесів технічного обслуговування та функціонування ергатичної системи "екіпаж - ПС - середовище"; математичних, напівнатурних, фізичних моделей підвищення системної ефективності функціонування систем автоматичного керування польотом, газотурбінними двигунами, закрилками, рульовими приводами, інформаційної керуючої системи сигналізації введенням у їх структури параметричного, режимного й інформаційного резервування для розкриття їх внутрішніх властивостей. Проведено експериментальні дослідження відмовостійких існуючих і перспективних систем авіоніки із застосуванням різних моделей функціонування.

Викладено основні відомості про системи електропостачання повітряних суден, розглянуто принципи дії, характеристики й особливості конструкції та функціонування приводів синхронних генераторів, регуляторів частоти і напруги, перетворювачів струму і частоти, аварійних джерел струму бортових електричних мереж, апаратів захисту і управління.

Індекс рубрикатора НБУВ: О551-034

Рубрики:

Авіаційні двигуни

Шифр НБУВ: Ж24839 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Під час оптимального проектування контурів системи автоматичного керування (САК) газотурбінним двигуном (ГТД) можна досягнути наступних цілей: підвищення точності налаштовування елементів САК ГТД; дослідження компенсатора інерційності термопар; аналіз різних способів вимірювання частоти обертання роторів; створення програмного комплексу для перевірки функціонування програмного забезпечення (ПЗ) та алгоритмів, які закладені в цифрову САК. Комплекс заходів, спрямованих на підвищення надійності роботи САК, надасть можливість із високою ймовірністю виявляти відмови каналів вимірювання та керування, за обмеженим набором параметрів повторювати дані, отримані від датчиків обчисленими за моделлю величинами. Крім цього можуть бути представлені деякі осцилограми, записані під час стендових випробувань. Комплексний підхід до побудови САК ГТД надасть змогу створити САК на сучасному рівні.

Наразі проблема прискорення процесу проектування авіаційних газотурбінних двигунів (АГТД) та їх систем керування, системи літак - авіаційний двигун (АД) - паливо та формування технічного вигляду АД, адаптація до нових умов експлуатації в межах дослідно-конструкторських бюро (ДКБ) і галузі полягає у використанні автоматизованих систем низької продуктивності обчислень і неповним описом. Інформаційні технології розробки двигунів допускають дублювання та неузгодженість даних, втрату інформації та часу під час її передачі та оброблення для прийняття параметричних і структурних рішень. Для кращої адаптації характеристик АД до завдань, які вирішує літак у польоті, необхідна інтеграція систем керування. Інтегровані системи керування особливо ефективні для керування сучасними багаторежимними літаками. На основі їх керування формуються оптимальні програми керування силової установки (СУ) з використанням критеріїв оцінювання ефективності літального апарату (ЛА). Запропоновано парадигму побудови інтегрованих контурів керування АГТД, яка може формуватися у вигляді автоматизації процесів керування, системи автоматичного керування (САК), комбінованих програм керування. Досліджено процеси побудови адаптивних контурів керування АГТД. Вивчено адаптивне керування АГТД із використанням інтегрованих контурів керування та Compute Unified Device Architecture (CUDA-архітектури). Мета роботи - вдосконалення динамічних характеристик АГТД за рахунок адаптивного керування з використанням контурів керування, враховуючи різні режими польоту ЛА та режими роботи двигуна. Задачі: визначити основні керовані елементи АД, регульовані параметри та фактори для побудови контурів керування за принципом адаптації; описати механізм об'єднаного керування ГТД; дослідити процеси побудови контуру інтеграції літак - силова установка та розробити концепцію інтегрованої САК; визначити CUDA-парадигму паралельних обчислень контурів керування.