Методика організації технічного обслуговування за станом газоперекачувальних агрегатів газотранспортної системи

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

БЄЛЬСЬКА Олександра Арутюнівна

 

УДК 629.735.083.03(043.3)

 

 

Спеціальність 05.22.20 - Експлуатація та ремонт засобів транспорту

 

 

Київ − 2007

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Казак Василь Миколайович, Національний авіаційний університет, професор кафедри автоматизації та енергоменеджменту.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор  Терьошкін Олександр Олександрович, Український державний учбово-сертифікаційний центр ЦА, головний науковий співробітник, заступник генерального директора з науково-методичної та учбової роботи; кандидат технічних наук, Пащенко Сергій Валерійович, Державний науково-дослідний інститут авіації, начальник управління.

Захист дисертації відбудеться “31” січня 2008р. о 14:00 годині в аудиторії 1.001 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03680, м. Київ-680, просп. Космонавта Комарова, 1.

 

 

Актуальність роботи. Нині технічне обслуговування (ТО) газоперекачувальних агрегатів (ГПА) проводиться з використанням таких середньостатистичних показників, як наробіток на відмову і призначений ресурс. Така стратегія ТО призводить до неефективного використання фактичного ресурсу. У зв'язку з цим науковий і практичний інтерес має задача всебічного теоретичного обґрунтування методики організації ТО ГПА за станом.

Зв’язок дисертаційної роботи з програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень, що проводяться на кафедрі автоматизації та енергоменеджмента аерокосмічного інституту НАУ (м. Київ) протягом 2005-2007 років за темою "Обслуговування і ремонт автоматизованих систем трубопровідного транспорту".

Мета і завдання дисертаційної роботи. Метою роботи є алгоритмічний синтез інтегральної інформаційно-обчислювальної системи, що дозволяє реалізувати як ТО ГПА за станом, так і комбіноване (ТО за наробітком і прогноз передвідмовного стану).

Для досягнення зазначеної мети необхідно вирішити такі завдання:

синтез адаптивної системи неперервного моніторингу (АСНМ) параметрів, що характеризують технічний стан (ТС) газотурбінної установки (ГТУ) з відцентровим нагнітачем (ВЦН);

ідентифікація параметрів, що характеризують ТС ГТУ з ВЦН;

прогнозування параметрів, що характеризують ТС ГТУ з ВЦН.

Крім того необхідно розробити рекомендації з практичної реалізації методики організації ТО ГПА за станом.

Об'єктом дослідження дисертаційної роботи є стратегії ТО ГПА з газотурбінним приводом. Предмет дослідження − система неперервного контролю й прогнозування ТС ГПА з газотурбінним приводом .

Методи дослідження:

методи математичного аналізу, лінійної алгебри, функціонального аналізу, за допомогою яких синтезована адаптивна система неперервного моніторингу параметрів, що характеризують ТС об'єкта;

методи теорії автоматичного керування для оцінки можливості фізичної реалізації і стійкості синтезованої адаптивної системи неперервного моніторингу, а також для ідентифікації параметрів, що характеризують ТС об'єкта;

методи теорії імовірності і математичної статистики для оцінки поточного стану й індивідуального прогнозування параметрів, що характеризують ТС об'єкта;

методи газової динаміки, що використані при побудові математичної моделі одновальної ГТУ з ВЦН. 

Наукова новизна отриманих результатів:

вперше синтезована структура адаптивної системи неперервного моніторингу параметрів, що характеризують ТС об’єкта, яка дозволяє здійснювати контроль цих параметрів у реальному часі;

запропонована модифікація методу параметричної ідентифікації об’єкта ТО, яка дозволяє ідентифікувати параметри, що характеризують ТС об’єкта без втручання в штатний режим роботи ГПА;

розроблені нові алгоритми оцінки поточного ТС об’єкта й алгоритми прогнозування ТС об’єкта на визначений проміжок часу;

розроблена лінійна динамічна модель одновальної ГТУ з ВЦН, параметри якої (коефіцієнти підсилення, сталі часу) характеризують ТС ГПА.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено методику ТО ГПА, яка дозволяє прогнозувати процес зміни параметрів, що характеризують ТС, і оцінювати час їхнього виходу на границю допусків.

Одержані в дисертаційній роботі результати дають можливість:

вести неперервний моніторинг параметрів, що характеризують ТС, і прогнозувати значення цих параметрів на визначений період упередження;

одержувати кількісні значення параметрів, що характеризують ТС ГТУ з ВЦН, і оцінювати імовірність перебування цих параметрів у полі допуску;

виявляти тенденцію зміни кожного параметра, що характеризує ТС ГТУ з ВЦН.

Відмінною рисою розробленої в дисертаційній роботі методики є те, що можна організувати ТО ГПА за станом або комбіноване (ТО за наробітком і прогноз передвідмовного стану) без залучення складних систем як вбудованого, так і зовнішнього контролю в умовах штатного функціонування і відсутності статистичних даних по великій кількості однотипних об'єктів, що має місце для ГТУ з ВЦН.

Розроблена в дисертаційній роботі методика може бути використана для організації повної або часткової технічної експлуатації за станом будь-яких динамічних об'єктів без додаткових обмежень. 

Результати дисертаційних досліджень впроваджено шляхом використання в навчальному процесі НАУ на кафедрі автоматизації та енергоменеджменту.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є узагальненням результатів теоретичних та експериментальних досліджень, проведених автором особисто. Основні отримані автором результати опубліковані в [1, 2, 3, 5]:

[5] – викладено методику організації ТО ГТУ за станом;

[1] – математично обґрунтована методика формування вектора визначальних параметрів газотурбінного двигуна і алгоритм одержання чисельних значень цих параметрів;

[2] – узагальнено результати роботи [5] на випадок збігу розмірності вхідного і вихідного векторів, що