Повышение достоверности вибродиагностики магистральных насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций в условиях нечеткой исходной информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Беляев, Павел Вячеславович

• Беляев, Павел Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Беляев, Павел Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ВИБРОДИАГНОСТИКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ.

1.1. Анализ источников и причин вибрации магистральных насосных агрегатов.

1.2. Средства вибродиагностики магистральных насосных агрегатов.

1.3. Диагностические модели и методы вибродиагностики магистральных насосных агрегатов.

1.3.1 Уровни систем вибродиагностики.

1.3.2. Вибросигналы и их математические модели.

1.3.3. Математические модели информационно-диагностических признаков.

1.3.4. Математические модели аддитивных помех и искажений и алгоритмы получения оценок информационно-диагностических признаков.

1.4. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ СТРАТЕГИЙ ВИБРОДИАГНОСТИКИ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕТКОЙ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ.

2.1. Синтез алгоритмов обработки информационно-диагностических сигналов методами теории оптимальной нелинейной фильтрации.

2.2. Применение теории нечетких множеств в автоматическом управлении

2.2.1. Теоретическая часть.

2.2.2. Практическая часть.

2.3. Особенности применения методов теории нечетких множеств.

2.3.1. Анализ способов математического описания нечеткого множества.

2.3.2. Общий принцип синтеза в теории нечетких множеств.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ АППРОКСИМАЦИИ РЕАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НЕЧЕТКИМИ.

3.3. Модель алгоритмов для управляющих действий в нечетких системах вибродиагностики магистральных насосных агрегатов.

3.4. Принцип построения системы вибродиагностики с нечеткой логикой.

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СВД.

4.1. Особенности построения нечеткой СВД.

4.2. Расчет и моделирование на ЭВМ нечеткой СВД для одной компоненты вектора состояния.

4.3. Переходной процесс в нечеткой СВД.

4.4. Выработка требований к аппаратным и программным средствам вибродиагностики МНА.

4.5. Программное обеспечение и алгоритмы диагностики состояния узлов и агрегатов МНА НПС.

4.6. Аппаратная реализация системы вибродиагностики.

4.7. Функциональные возможности нечетких систем вибродиагностики.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Беляев, Павел Вячеславович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе теоретических и экспериментальных исследований диагностических моделей и разработки автоматизированной системы вибродиагностики МНА НПС получены следующие новые результаты:

1. Математический аппарат обработки вибросигналов в системе вибродиагностики МНА наюснове нечёткой*логики, который позволяет повысить достоверность диагностики за счет отстройки от мешающих факторов программными средствами:

2. Алгоритм построения'функции принадлежностей нечётких вибросигналов, позволяющий за счет выбора наиболее информативных признаков повысить надежность и быстродействие системы вибродиагностики МНА.

3. Методы обработки и анализа информативных сигналов, с учётом условий нечёткой исходной информации при одновременном воздействии кавитационных процессов, на основе которых разработаны рекомендации; по повышению достоверности вибродиагностики.

Полученные новые результаты позволяют осуществить обслуживание, динамического объекта по фактическому состоянию элементов и узлов МНА, что уменьшает среднее число послеремонтных отказов и улучшает надёжностные характеристики агрегата. Обслуживанию по фактическому состоянию свойственна индивидуализация.< содержания и сроков проведения регламентных работ для каждого конкретного МНА.

Благодаря гибкому программному обеспечению, разработанным методам и алгоритмам, система показала высокую степень адаптации к влиянию внешних факторов и возможность корректировки диагностических моделей.

Ее использование позволило определить наиболее часто встречающиеся дефекты МНА на контролируемых НПС. Одним из основных практических результатов внедрения АСВД явилось заметное улучшение оценки технического состояния МНА, о чем свидетельствует характер трендов: более 80 % трендов вибрации в точках контроля^ являются "падающими'.

145 ' '

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Беляев, Павел Вячеславович, 2011 год

1. Руководство по организации эксплуатации и технологии технического обслуживания и ремонта оборудования и сооружений НПС. РД 153-39ТН-008-96, Уфа, 1997.

2. Богатенков Ю.В. Исследование диагностических моделей и разработка автоматизированной системы вибродиагностики МНА НПС. М.: МНПО «Спектр», диссертация на соискание ученой степени к.т.н., спец. 05.11.13, 1999.

3. Богатенков Ю.В., Кошель А.Г., Босамыкин В.А. и др. Виброзащита и вибродиагностика энергомеханического оборудования НПС. Контроль и диагностика, № 4.-М: Машиностроение, 1998.

4. Вибрация энергетических машин. Справочное пособие. Под ред. Н.В.Григорьева.-Л.: Машиностроение, 1974.

5. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин.- Л.: Энергия, 1969.

6. Иоффе Р.Л., Панченко В.И. К исследованию влияния чисел лопастей рабочих колес гидродинамических машин на их виброакустические характеристики. Машиноведение, №1.- М.: 1972.

7. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В. Подшипники качения.- М.: Машгиз,1960.

8. Ковальский В.Н., Гречинский Д.А., Рыгалин В.Г. Информационно-измерительные системы технической диагностики. Информприбор, №2.- М.: 1989.

9. Вибрации в технике. Справочник, в 6-ти томах. Измерения и испытания, том 5. Под ред. М.Д.Генкина.- М.: Машиностроение, 1981.

10. Ивченко В.Д., Ивченко Н.К. Диагностика технических систем.- М.: МГАПИ, 1998.

11. Биргер И.А. Техническая диагностика.- М.: Машиностроение, 1978.

12. Гусенков А.П., Айраметов Э.Л., Генкин М.Д., Соколова А.Г. Отчет о НИР "Создание средств вибродиагностики и обеспечение вибронадежности". ИМАШ им. А.А.Благонравова АН СССР, инв. № АЛ-1093 от 14.12.1987.

13. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов.- М.: Машиностроение, 1987.

14. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков^ Е.И. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов.- М.: Наука, 1984.

15. Карасев В.А., Ройтман А.Б. Доводка эксплуатируемых машин. Виброакустические методы.- М.: Машиностроение, 1986.

16. Александров A.A., Барков A.B., Баркова H.A., Шафранский В.А. Вибрация и вибродиагностика судового электрооборудования.- Л.: Судостроение, 1986.

17. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания.- М.: Высшая школа, 1984.

18. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. Пер. с англ. под ред. Журавлева Ю.И.- М.: Мир, 1977.

19. Фу К. Структурные методы в распознавании образов.- М.: Мир, 1977.

20. Колмогоров А.Н., Фомин C.B. Элементы теории функций и функционального анализа.- М.: Наука, 1972.

21. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. -М.: Мир, 1974.

22. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.: Мир, 1976.

23. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. — М.: Наука, 1981.

24. Репин А.И., Давыдов Ю.Т. Основы оптимизации и комплексирования бортовых информационных систем. М.: МАИ, 1996.

25. Борисов А.Н. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989.

26. Мамдани Е., Ассилиан С. Эксперимент по лингвистическому описанию устройства управления с размытой логикой. Int. J. Man-Machine Studies (1975), 1-13.

27. Прикладные нечеткие системы. Под ред. Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугэно. -М.: Мир, 1993.

28. Беляев В.П., Шатерников В.Е. Постановка задачи диагностики элементов и узлов; магистральных насосных агрегатов. М.: «ВЕСТНИК МГУПИ» № 29, 2010.

29. Попков В.И., Мышинский Э.А., Попков О.И. Вибродиагностика в судостроении.- JI.: Судостроение, 1989.

30. Богатенков Ю.В., Репин А.И., Ковальский В.Н".,. Босамыкин В.А. Особенности информационно-диагностической оценки, состояния МНА в условиях кавитационных явлений. Контроль и диагностика, №1.-М.: 1999.

31. Радиотехника, №1 (стр. 54), 1983.

32. Богатенков ТО.В., Орлов Н.А., Ковальский В.Н. Основные принципы построения системы НПС с использованием запоминающих виброметров. Научные труды 14-й Российской НТК "Неразрушающий контроль и техническая диагностика", 23-26 июня 1996 г., г. Москва.

33. Bogatenkov J.V., Orlov N.A. and Kovalsky V.N. Computer vibrodiagnostics application oil pumping station equipment. Manuscripts forproceeding of 14"' World Conference on non-destructive testing. New Delhi, India, 1996.

34. Богатенков Ю.В., Орлов H.A., Ковальский B.H., Текин А.И. Экспертная система вибродиагностики оборудования НПС. Научные трудысеминара "Энергосбережение и диагностика в нефтяной отрасли", 12-15 ноября 1996 г., г. Тюмень.

35. Акимов В.М. Основы надежности газотурбинных двигателей. М., Машиностроение, 1981.

36. Арефьев Б.В., Ковалев И.А. Исследование влияния теплового состояния фундамента и опор на вибрацию ГТУ типа ГЕ-100-3. -Энергомашиностроение, 1978, № 5, с. 47-48.

37. Банах Л.Я. Уменьшение порядка многомерных динамических систем. В кн.: Колебания в машинах и прочность, М., Машиностроение, 1977, с. 72-81.

38. Bar-Joserk P., Blech I.I. The Stability of. Flexible Rotor Supported by Circum-ferentially Fed-Journal bearings. ASME, 1977, F 99, N 4, pp. 469-477.

39. Chisholm Ronald. Techniques of vibration analysis applied to gas turbines. Gas Turbine Int. 1976, 17, N6, pp. 16-22.

40. Verchaltens hydrostatischer Spindel Lager - Systeme auf Digitalrechrenanlagen. Konstruktion, 1976, 28, '7, pp. 275-287.

41. Randall L. Fox. Previntive maintenance of rotating machinery ising Vibration detection Gronaud Steel Engineer. 1977, Vol.54, N4, pp. 52-60.

42. Roth Heinz. Schwingungsmessungen an Turbinenschaufeln mit optischen Metroden Brown Boveri Mitt, 1977, 64, N1, pp. 64-67.

43. Strub R.A. Betriebsmessungen von Schaufelbeanspruchungen in Industrieturbo-mashinen, MTZ., 1977, 38, N3, pp.101-102, 105.

44. Задирака B.K. Теория вычисления преобразования Фурье.- Киев: Наукова думка, 1983.

45. Ярлыков М.С. Применение Марковской теории нелинейной фильтрации в радиотехнике.- М.: Сов. радио, 1975.

46. Федосеев В.И., Широков Ф.В. ППИ, т. ХП, № 7, АН СССР, 1976.150

47. Первачев С.В. Радиоавтоматика. М.: Сов. радио, 1982.

48. Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов.- М.: Сов. радио, 1978.

49. Тузов Г.И. Статистическая теория приема сложных сигналов.- М.: Сов. радио, 1977.

50. Давыдов Ю.Т., Репин А.И. Основы оптимизации и комплексирования бортовых информационных систем.- М.: МАИ, 1996.

51. Орфеев Ю.В. Тюхтин B.C. Мышление человека и «искусственный интеллект». М.: Мысль, 1978.

52. Кибернетика живого: Человек в разных аспектах. М.: Наука' 1985. Сборник статей.

53. Левин Р., Дранг Д., Эделсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике. М.: Финансы и статистика, 1990.

54. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления. -М.: МИР, 1981.

55. Вентцель Е.С. Элементы теории игр. -М.: Физматгиз, 1959.

56. Ламперти Дж. Вероятность. -М.: Наука, 1973.

57. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Наука, 1979.

58. Репин А.И. Формализация процедуры принятия* решений в условиях нечеткой исходной информации. — Радиотехника, N11, 1991, с. 15-18.

59. Репин А.И. Расчет адаптивных систем управления. — Радиотехника, N 5-6,1992, с. 90-94.

60. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Модель алгоритмов для управляющих действий и модели процессов в нечеткой системе вибродиагностики магистральных насосных агрегатов. М.: МЕЖДУНАРОДНАЯ НТК, НПО «СПЕКТР», июнь 2010.

61. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Модель алгоритмов для управляющих действий в нечетких системах вибродиагностики магистральных насосных агрегатов. М.: «Контроль. Диагностика», № 9, 2010.

62. Калабеков Б.А., Мамзелев И.А. Основы автоматики и вычислительной техники. -М. Связь, 1980.

63. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Принцип построения системы вибродиагностики с нечеткой логикой. -М.: «ВЕСТНИК МГУПИ» № 29, 2010.

64. Ориентация и навигация подвижных объектов. Под ред. Алешина Б.С., Веремеенко К.К., Черноморского А.И. М.: Физматлит, 2006.

65. Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. -М.: Наука,1979.

66. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Об исследовании ЦАП применительно к нечетким системам управления. М.: XII ВСЕРОССИЙСКАЯ НТК «НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ», МГУПИ, апрель 2010.

67. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Об ошибках аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования в нечетких системах управления. М.: XII ВСЕРОССИЙСКАЯ НТК «НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ», МГУПИ, апрель 2010.

68. Беляев П.В. Об исследовании АЦП применительно к нечетким системам управления. Сочи: Международная научно-техническая конференция, октябрь 2010.

69. Беляев П.В., Шатерников В.Е. Особенности расчета нечеткой системы вибродиагностики. М.: «Контроль. Диагностика», № 8, 2010.