Функциональная и структурные модели АСД ППР типового объекта АТ

В общем случае для построения алгоритмов работы АСД ППР необходимы: - наличие формального описания объекта как объекта эксплуатации:

- его поведение в исправном и неисправном состоянии.

В этом случае АСД ППР можно представить как гибридную динамическую систему совместимую с существующее системой контроля и диагностики объекта АТ. Состояние такой системы определяется значениями следующих показателей:

- |х| - n-мерного вектора, компонентами которого есть значения входных переменных (х₁, х₂, …, х_n), т.е. текущие значения контролируемых параметров из базы текущих данных штатной встроенной СКД объекта АТ и расчетные значения диагностических признаков узлов;

- |у| - m-мерного вектора, компонентами которого есть соответствующие входные заданные номинальные У_ном или граничные У_m значения контрол. парам. и диагн. признаков объекта АТ (У₁, У₂, …, У_m) из базы знаний автоматизированной системы;

- |z| - к-мерного вектора, компонентами которого есть значения вых. функций (z₁, z₂, …, z_k) из антерпритатора АСД ППР как резултат сравнения и анализа соответств. знаний х_і и у_і.

Опираясь на вышесказанное, прикладная гибридная динамическая АСД ППР объекта АТ должна соответствовать функционально-аналитической модели (рис. 3.1),

Информационная область Информационная область

штатной СКД АСД ППР

Рис. 3.1. Функционально-аналитическая модель работы АСД ППР совместно со штатной СКД объекта АТ в процессе его диагностирования

а также удовлетворять следующим аналитическим моделям его технического состояния:

1. Аналитическая модель рабочего процесса объекта АТ для исправного (эталонного) технического состояния:

2. Аналитическая модель рабочего процесса объекта АТ для неисправного технического состояния:

или

3. Аналитическая модель рабочего процесса объекта АТ для текущего состояния:

Граничными являются следующие условия:

- множество неисправностей ТС объекта АТ конечно

- множество отдельных экспл. неисправностей объекта АТ конечно

- обеспечивается полная совместимость АСД ППР со штатной СКД, т.е. имеет место соотв. базы знаний, которые содержаться в АСД ППР, базы текущих данных сформированных штатной СКД.

БЗ_{|АСД ППР {Уном, Уmax, Уmin}}= БТД_{|СКД{Хi(ti)}}

- все отдельные экз. объектов АТ, которые диагностируются, принадлежат к классу объектов диагностики неисправного действия, т.е. значения контроля параметров и диагностики признаков меняются по времени непрерывно

- решения-рекомендации для авиаперсонала по вопросам ЛТЭ и ТО во время работы АСД ППР зависят от значения функционала Z_i(t_i), который оценивает вид текущего ТС объекта АТ:

Известно, что процесс эксплуатации типового сложного авиационного объекта составляет:

- процессы его летной эксплуатации, которые определяют выбор и реализацию режимов работы данного объекта АТ, поддержки его работоспособности в полете;

- процессы ТО, которые обеспечивают поддержку или восстановление исправности и летной годности объекта АТ в земных условиях.

В связи с этим, эффективность использования АСД ППР в совокупности со штатной СКД объекта АТ в процессе его эксплуатации имеет следующие особенности:

- управление процессом ЛТЭ объекта АТ, сводится к выбору оптимального режима его работы, ограничению некоторых режимов в случае превышения предупредительного или граничного уровня контролируемых параметров;

- основные операции по оценке ТС объекта АТ, расшифровка и анализ полетных данных осуществляются в наземных условиях в процессе ТО;

- концептуальной особенностью использования прикладных гибридных динамичных АСД ППР объектов АТ есть усовершенствование технологии сбора, обработки и анализа больших массивов диагностической информации, которая формируется в процессе эксплуатации.

Т.о. использование прикладных АСД ППР в реальных процессах эксплуатации объектов АТ направлено на органичное дополнение и повышение эффективности штатных встроенных систем контроля и диагностики и тех., которые проектируются без значительных конструктивных доработок.

11 Разработка структурно-информационных моделей практического использования АСД ППР «Эксперт – объект АТ» в процессе эксплуатации типовых авиационных объектов.

Учитывая, что эксплуатация объекта АТ включает процессы его использования в полете и ТО на земле, это приводит к необходимости обработки достаточно больших массивов разрозненной информации. Объединение этой информации для обработки в АСД ППР позволяет более оперативно выявлять закономерности изменения параметров и обеспечивать не только интегральную оценку ТС отдельного экземпляра, но и дифференцировать ее по отдельным конструктивным узлам.

Повышение эффективности процесса диагностирования за счет улучшения качества анализа параметрической информации возможно лишь при учете тенденции изменения контролируемых параметров и диагностики признаков при наработке объекта АТ. Поэтому алгоритмы обработки диагн. информации в области автоматизированных систем предусматривает анализ структуры временных рядов параметров, и в частности, выявлении их количественного изменения, что позволяет конкретизировать управление процессом ТО каждого отдельного экземпляра объекта АТ.

Обобщенная структурно-информационная модель функционирования прикладной АСД ППР типа «Эксперт-объект АТ» в совокупности со встроенной системой измерения и регистрации текущих значений контролируемых параметров объекта АТ в процессе его диагностики на рис. 3.2.

Диагностирование в процессе ТО должно не только подтвердить изменение ТС, которое зарегистрировано с помощью бортовых систем в полете при анализе временных диагностических рядов, но и обеспечить увеличение глубины диагноза. Оно лежит в переходе от интегральной оценки ТС объекта АТ до дифференцированного определения состояния его конструктивных узлов и даже элементов. Этот процесс осуществляется за счет реализации экспертизы по трем основным направлениям:

- получение диагностической информации от дополнительных источников;

- анализ состояния экземпляра объекта АТ по данным специальных диагностических влияний;

Область АСД ППР

«Эксперт-объект АТ»

Рис. 3.2.

- анализ структуры изменения значений контролируемых параметров и диагностики признаков.

Использование дополнительных источников диагн. информации связано с их существенно различной информативностью к характерным видам неисправностей и степени их развития. Особую ценность здесь приобретают различные вмонтированные диагн. устройства во внутренние полости объекта АТ.

Применение спец. диагностических влияний связано с тем, что в наземных условиях невозможно обеспечить в полной мере эксплуатационный спектр влияния на экземпляр объекта АТ. Другой особенностью этого направления является выявление «скрытных» дефектов и определение запасов различных характеристик этого объекта по разным параметрам (например газодинамическая устойчивость).

Анализ структуры изменения значений контролируемых параметров и диагностирования признаков позволяет устранить инвариантность в определении вида текущего ТС объекта АТ за счет формирования более четких и логичных браузеров его эксплуатационной неисправностей.

Реализация обозначенных направлений обеспечивается за счет использования специальных алгоритмов учета дополнительной информации в АСД с последующим анализом ее влияния на интегральную или дифференциальную характеристику объекта АТ, которая интересует авиаспециалиста.

Процесс распознавания вида неисправных ТС объектов АТ включает оценку автоматизированный системой текущих значений комплексных информационно-диагностических показателей и сравнения их с характеристиками моделей неисправных состояний. Проведенная таким образом идентификация ТС объектов позволяет конкретизировать управление процессами их ЛТЭ и ТО.

При этом процесс идентификации выполняется в 2 этапа.

На первом этапе используется информация полученная и обработанная в полете, рис. 3.3.

Схема поддержки и принятия экипажем эксплуатационного решения в условиях полета специализированной АСД ППР «Эксперт-объект АТ» базируется на методике идентификации автоматизированной системой вида текущего ТС объекта по данным текущей информации и выдачи рекомендаций экипажу для принятия решения в условиях ограниченного промежутка времени.

Рис. 3.3. Схема использования АСД ППР в процессе ЛТЭ типового авиационного объекта (І этап диагностирования)

Это так называемый ускоренный алгоритм определения эксплуатационного решения. При этом различаются три основные вида развития неисправностей:

- ускоренный;

- замедленный;

- перемещающийся.

На втором этапе по результатам идентификации текущего ТС объекта в полете осуществляется его углубленное диагностирование и назначается программа диагностических воздействий.

Рис. 3.4. Схема использования АСД ППР в процессе ТО авиационного объекта (ІІ э тап диагностирования)