Схема влияния объектно-эксплуатационных факторов

Рис.15. Схема влияния объектно-эксплуатационных факторов

Составляется априорная схема эксплуатации объекта (обобщенная схема априорного анализа).

X_i - факторы, контролируемые, измеряемые, коррелируемые, некоррелируемые (корреляция - это взаимосвязь).

X_i_ш - неконтролируемые и неизмеряемые факторы. Погрешность от шумовых воздействий в среднем в 10 раз меньше, чем погрешность от основных факторов.

Для выбора основных факторов воздействия из всего перечня существует два метода:

- метод априорного ранжирования,

- метод случайного баланса.

По результатам отбора факторов проектируют испытательные стенды (климатическая камера - температура, влажность, давление).

Результаты блока априорного анализа

Рис.16. Схема объекта

В априорной моделе будут записаны: X_i, ∆ X_i, X_i_н, X_i_в, X_i₀.

Таким образом, в результате априорного анализа получаем:

- описание объекта;

- описание выходных параметров;

- описание существенных воздействий.

Имеем описание Y_j, характер изменения Y_j, DY_j, Y_j_н Y_j_в (для подбора прибора).

Постановка задачи

1. Уточнение цели исследования. Здесь может иметь место выявление дополнительных существенных факторов, новые условия эксплуатации и т.д. Таким образом конечной целью является: математическая модель процесса или объекта; технологический процесс; конструктивно-технологические рекомендации к объекту или процессу.

2. Определение конкретных задач (задачи - это действия, описанные в обобщенной схеме):

- конструктивно - технологическое оснащение исследований;

- выбор модели;

- планирование экспериментальных исследований;

- организация и проведение экспериментальных исследований,

- контроль;

- обработка данных;

- анализ и интерпретация;

- конструктивно - технологические рекомендации к объекту и процессу.

3.Определение перечня внешних воздействий и выходного параметра, их номиналов и допусков: Y_опт, У_зад, У_min. Y_max математическая модель, график.

БЛОК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ (БТО)

На выходе блока априорного анализа получена матрица X_i = │X₁, Х₂,..., Х_n│

Находим . После испытания получаем данные, которых в априоре не существует:

Технологическое оснащение

Технологическое оснащение - это контрольно-испытательное оборудование, технологическая оснастка установки и крепления объекта, контрольно- измерительная аппаратура, описание технологических процессов (методики и алгоритмы). В первую очередь необходимо отобрать контрольно-испытательное оборудование и измерительную аппаратуру.

На входе имеем: │X_i│, Y_i, конструктивно-технологический анализ.

Конструктивно-технологический анализ позволяет определить для конструктивно-испытательного оборудования:

- размеры, форму, положение в пространстве,

для установочных и фиксированных элементов конструктивно-испытательного оборудования, также:

- предельное F_пр - усилие,

- σ_пр - направление,

- P_пр - давление,

- Q_пр - расход,

для элементов конструкции и рабочих режимов эксплуатации:

- P, Q, I – ток, U – напряжение, n – перемещение механических элементов.

В соответствии с описанием выходного параметра отбирается вид и тип измерительного оборудования с учетом Y_н, Y_в и - скорость изменения выходного параметра.

При выборе технологического оснащения необходимо обратить внимание на:

- изменение воздействий в процессе эксплуатации ([X_н, X_в]);

- ∆ X_i диапазон, ;

- существенность фактора;

- независимость от других факторов (отсутствие коррелированности);

- измеряемость факторов;

- управляемость факторов.

Измеряемость определяется наличием конструктивного или технологического датчика и возможностью его измерения по физической природе;

Управляемость необходима для воспроизведения повторов исследований и определяется оптимальным режимом работы объекта. Эксперименты могут быть управляемые и неуправляемые. Наземные испытания – управляемые. Реальная эксплуатация – неуправляемые воздействия, но контролируемые.

Для оценки управляемости и независимости факторов существуют специальные матрицы оценки взаимодействия факторов.

Факторы:

- среды (Ф_с_р)

- космоса (Ф_к)

- режима полета (Ф_рп)

- конструкции (Ф_констр)

- шума (Ф_ш).

Ф_ср ( X_i_ср)- факторы измеряемые, изменяемые, частично коррелированные (взаимозависимые), в природе не управляемые (статический, наблюдаемый эксперимент). Например, температура - влажность, давление - влажность, вибрация - влажность.

Ф_к - солнечная радиация, температура, планетная радиация, вакуум- температура. При наличии таких пар в математическую модель целесообразно закладывать соответствующий физический закон - взаимодействие этих параметров.

Ф_рп - измеряемые, управляемые, частично коррелированные (пары: расход топлива - температура струи двигателя, расход топлива - вибрация, давление в камере сгорания - температура на выходе). В данных случаях один из факторов в математической модели удаляется, т.й. не всегда можно найти физический закон.

Ф_кон - измеряемые, для конкретного изделия не изменяемые.

Ф_ш - неизмеряемые, переменные, несущественные, случайные. Наличие этих факторов определяется рассчитываемой дисперсией значения выходного параметра. В математической модели дают случайную составляющую погрешности. Для их минимизации при экспериментальных исследованиях применяются термостаты, изолирующие лаборатории и технические приспособления для устранения колебаний атмосферных параметров, снижения фоновой вибрации, повышения чистоты воздуха и т.п.

Виды взаимодействия факторов космического полета

1. вакуум;

2. высокая температура;

3. низкая температура;

4. солнечная радиация;

5. заряженные частицы;

6. микрометеориты;

7. шум, акустика;

8. вибрация;

9. инерционные нагрузки;

10.ударные нагрузки.

++ - сильное взаимодействие;

+ - умеренное взаимодействие;

Обозначения по таблице:

- - слабое взаимодействие;

— - факторы несовместимы или не взаимодействуют;

... -техническая несовместимость или не взаимодействуют (Таблица 3)

N
	--	-	-	+	--	+	++	++	+	++
	++	++	++	++	++	+	++	++	--
	--	++	+	++	-	+	-	-
	++	-	-	-	-	+	++
	-	-	-	-	-	-
	--	-	-	-	--
	--	+	+	+	+
	++	++	++
	++	++
	++

Модуль отбора факторов

Рис.17. Модуль фактора отбора

- X_i;

- критерий отбора:

- измеряемость (контроль пригодности)

- - независимость (коррелированность)

- - влияние шумовых воздействий

- техническая воспроизводимость.

Отсюда необходимо выбрать k (k=3-5) факторов и учитывать их физический закон, который описывается математически (для каждого фактора). Информационно-технологический модуль разрабатывается для каждой единицы контрольно-испытательного оборудования. Погрешности измерения и изменения фактора должны быть одного порядка, т. е. = .

Погрешность шумового фактора может быть на порядок выше, чем погрешность контролируемого фактора: .

Погрешности бывают: имитационные δ_и; контролирующего устройства δ_к.

Рис.18. Схема «факторы и погрешности»

По каждому каналу имитации и контроля устанавливаются информационно-метрологические модули.

⇐ Назад

Далее ⇒