Структура системы виброакустического диагностирования

Большой объём вычислений, связанный с обработкой текущей информации, формированием эталонных диагностических признаков, формированием пороговых значений и формированием правил распознавания ТС, требует построения многоцелевой системы диагностирования на базе вычислительной техники в модульном исполнении (рис. 3.3). Основными элементами её являются:

– объект диагностирования с набором классов ТС, подлежащих распознаванию;

– блок управления;

– блок формирования диагностических признаков;

– блок формирования эталонов;

– блок принятия решений.

Блок измерения 2 поставляет информацию о ТС объекта, содержащуюся в виброакустическом сигнале. Он содержит:

– датчики, преобразующие механическую энергию колебаний объекта в электрический сигнал;

– усилитель;

– фильтры;

– регистраторы, предназначенные для долговременного хранения информации с целью последующей оценки тенденции изменения ТС.

Рис. 3.3. Структурная схема виброакустического диагностирования

Блок 3 формирования диагностических признаков технических состояний предназначен для преобразования исходной информации в соответствии с алгоритмами диагностирования, разработанными на этапе обучения системы.

Для формирования диагностических признаков иногда используют операцию моделирования, облегчающую процесс поиска информативных компонент виброакустического сигнала (блок 9).

В процессе обучения для каждого класса распознаваемых ТС формируются эталоны (блок 4) – определённым образом усредненные внутри класса значения диагностических признаков, а также формируются пороговые значения диагностических признаков (блок 5), соответствующие предельным значениям диагностируемых параметров ТС.

На основании сравнения текущих (блок 3) и эталонных (блок 4) диагностических признаков, хранящихся в блоке 6 долговременной памяти, производится операция принятия решения (блок 7) о принадлежности к тому или иному классу ТС, т.е. ставится диагноз, на основании которого осуществляется операция управления объектом диагностирования (блок 10).

Анализ трендовых характеристик параметров ТС позволяет осуществить прогнозирование остаточного ресурса (блок 8).

Процедура диагностирования состоит из следующих взаимосвязанных этапов:

– обучения системы диагностирования;

– распознавания.

На этапе обучения анализируют свойства виброакустических процессов при нормальном ТС объекта и при наличии дефектов, составляется словарь информативных признаков неисправностей, подлежащих диагностированию. Выбирают вид классифицирующих функций и устанавливают решающие правила распознавания ТС. Для этого в признаковом пространстве формируют области, соответствующие нескольким градациям параметров ТС:

– норма;

– предельно допустимое значение;

– предаварийная ситуация;

– поломка.

Таким образом, разрабатывают алгоритм диагностирования.

На этапе распознавания решают обратную задачу: на основе разработанных алгоритмов текущим характеристикам виброакустического сигнала ставят в соответствие текущее ТС, т.е. проводят диагностирование.