Лебедева ИВ_ФРТ. Реферат на тему история развития технической диагностики тема диссертации Функциональное диагностирование динамических сетей в радиотехнических приложениях
 Скачать 141.5 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина)» (СПБГЭТУ «ЛЭТИ») Кафедра философии Реферат на тему ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Тема диссертации: «Функциональное диагностирование динамических сетей в радиотехнических приложениях» Аспирант кафедры радиотехнических систем Лебедева И.В. Научный руководитель д. т. н, проф. Подкопаев Б.П. Санкт-Петербург 2016 г. ПЛАН Введение 3 Глава 1. Понятие технической диагностики. 5 1.1 Понятие технической диагностики. 5 Основные определения и термины. 5 1.2 Задачи технической диагностики. 6 Глава 2. Основные этапы развития технической диагностики 8 2.1. Распознавание дефектов чувственными 8 и интуитивными методами 8 2.2 Распознавание дефектов при помощи измерительных приборов 8 2.3. Появление теории надежности. 10 Эмпирические методы диагностирования. 10 2.4. Развитие теории надежности. 11 Появление технической диагностики как направления в науке. 11 Глава 3. История развития теоретической технической диагностики 15 3.1 Техническая диагностика в нашей стране. 15 Основные ученые и их вклад в развитие теории технической диагностики 15 3.1.2 Пархоменко Павел Павлович 15 3.1.1 Мозгалевский Андрей Васильевич 16 3.1.3 Мироновский Леонид Алексеевич 17 3.1.4Жирабок Алексей Нилович 18 3.2 Техническая диагностика за рубежом. 20 Основные ученые и их вклад в развитие теории технической диагностики. 20 3.2.1 Rolf Isermann 20 3.2.2 Alan S. Willsky 21 3.2.2 Paul M. Frank 21 Заключение 23 Список литературы 24 ВведениеВ самых разнообразных областях практической и научной деятельности возникает задача – по исходным ограниченным данным распознать комплекс изменений, происходящих в сложной системе, выявить их причины, направленность и механизм. Задачи такого рода решаются в рамках дисциплины, называемой диагностикой. Термин «диагностика» в переводе с греческого (diagnostikos), означает определение, распознавание. Этот термин чаще всего используют в медицине как определение состояния человека, распознавание его болезней. Но с появлением и развитием технических средств подобный термин стал применяться и по отношению к определению состояния объекта технической природы. Техническая диагностика – это сравнительно молодое научное направление, которое появилось из теории надежности, теории управления и контроля. Повышенный интерес к обнаружению неисправностей без нарушения целостности технического средства возник из потребностей производства в связи с бурным развитием технических средств, автоматизации производственных процессов, управления с помощью ЭВМ. Но предпосылки становления теории диагностирования можно проследить на разных этапах развития техники, начиная с первых машин. Тогда же появляются первые измерительные приборы, которые вскоре стали использоваться не только для научных целей, но и для ремонта устройств и распознавания неисправностей в технических средствах. В реферате в первой главе излагаются основные понятия термины, используемые в технической диагностике, определены основные задачи, решаемые в рамках дисциплины. Во второй главе описаны основные этапы появления и развития технической диагностики, начиная с первых машин и далее до появления и формирования научного направления. В третьей главе представлены основные ученые, разрабатывающие теоретические основы направления технической диагностики в нашей стране и за рубежом. Глава 1. Понятие технической диагностики.1.1 Понятие технической диагностики.Основные определения и термины.Техническая диагностика – область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов. Объектом технического диагностирования является изделие, его составные части, техническое состояние которых подлежит определению. Завершением процесса определения технического состояния объекта (процесса диагностирования) является определение вида технического состояния: исправность или неисправность, работоспособность или неработоспособность, правильное функционирование или неправильное функционирование.1 Исправным называется объект, в котором отсутствуют дефекты – отклонения характеристик объекта, нарушающие нормальное его функционирование. Проверка исправности требует проведения полного комплекса испытаний для оценки технического состояния объекта. На этапе производства, например, проверка исправности позволяет узнать, содержит ли объект дефектные компоненты (детали, элементы, блоки узлы). В условиях ремонта проверка исправности позволяет убедиться, действительно ли при ремонте устранены все имевшиеся в объекте неисправности, а в условиях хранения – не возникли ли какие-либо неисправности во время хранения объекта Работоспособным объект является, если он выполняет все функции во всех предусмотренных технической документацией режимах. Проверка работоспособности объекта предполагает анализ правильности выполнения функций и режимов работы объекта. Такая проверка может быть менее полной, чем проверка исправности, так как может оставлять необнаруженными дефекты, не препятствующие применению объекта по назначению. Например, резервированный объект может быть работоспособным, несмотря на наличие неисправностей в резервных компонентах или связях. Проверка правильности функционирования выполняется в рабочем режиме с той целью, чтобы следить за тем, не появились ли неисправности, нарушающие его нормальную работу в режиме реального времени. Во время проверки оценивается работа объекта в данный момент времени и при конкретном входном воздействии. Такая проверка является наименее полной, но наименее затратной. В правильно функционирующем объекте могут быть неисправности, которые не позволяют ему правильно функционировать в других режимах. 1.2 Задачи технической диагностики.Задачами технического диагностирования являются:
Существуют два метода решения этих задач: метод тестового диагностирования и метод функционального диагностирования. Решение о техническом состоянии в первом методе диагностирования принимается по реакции объекта входные воздействия (тесты), подбираемые специальным образом.При этом для анализа технического состояния объекта прерывают его нормальную эксплуатацию. Во втором методе диагностирования проверяют правильность выполнения рабочего алгоритма в режиме реального времени и не прерывают нормальную работу устройства. Для каждого из методов уже существуют и вновь разрабатываются математические конструкции, которые реализуются аппаратно и программно, а затем внедряются в диагностируемое устройство. Очевидно, что появление технической диагностики, как области исследований в науке, непосредственно связано с внедрением технических средств во все сферы деятельности человека. С ростом производственных возможностей и темпов, увеличивались связи устройств друг с другом. Такие объединения становились целыми комплексами, а затем и системами. Возросли и многие параметры комплексов: мощность, напряжение, сила тока и др. Неисправная работа какого-либо устройства могла вывести из строя весь комплекс. Цена ошибки возрастала и могла достигать катастрофических последствий. Одна из таких катастроф – взрыв на Чернобыльской АЭС. Развитие технических средств, их усложнение функционально и конструктивно, усложнение их взаимосвязей друг с другом привело к тому, что необходимо было находить эффективные методы обнаружения неисправностей и их своевременное устранение. В связи с этим с середины ХХ появляются научные исследования в области технической диагностики, выстраиваются математические алгоритмы для решения задач диагностирования, разрабатываются математические методы. Глава 2. Основные этапы развития технической диагностики2.1. Распознавание дефектов чувственнымии интуитивными методамиЭтот этап развивается с XIV по конец XVIII — начало XIX вв. Характерным для этого этапа является развитие статики, как раздела механики машин. На этом этапе преобладает мануфактурный способ производства. Техническими средствами этапа, были простые и сложные орудия, приводимые в действие руками человека, животными или силами природы. Основным звеном машины был двигатель, и она выполняла в основном энергетическую функцию.1 На этапе создания первых машин обслуживающий персонал, ориентируясь только на свои ощущения, прежде всего слуховые и зрительные, пытался обнаруживать дефекты и отклонения в работе машин. Точность диагноза определялась накопленным опытом обслуживающего персонала, который совмещал в себе функции как измерителя, так и эксперта. Измерение параметров производилось простейшими измерительными инструментами: штангенприборами, микрометрами, различными масштабными линейками, рулетками, циркулями, калибрами и др. Устранение неисправностей производилось методом замены дефектной детали на новую или более усовершенствованную. При этом техническое средство необходимо было разобрать и затем собрать, вследствие чего могли возникать новые неполадки. 2.2 Распознавание дефектов при помощи измерительных приборовНа этом этапе (XVIII — начало XIX в. до 70-х гг. XIX в.) развивается прикладная механика машин. Также в этот период времени преобладает фабричный способ производства. В качестве технических средств служили системы машин, имеющие один двигатель. Основными элементами машины были двигатель, передаточные устройства и рабочий орган; машина выполнял энергетические и транспортные функции.1 В конце XVIII и первой половине XIX вв. в связи с распространением паровых двигателей и развитием машиностроения резко повысились требования к точности обработки деталей машин, что обусловило быстрое развитие измерительных приборов. В это время совершенствуются приборы для определения размеров, появляются измерительные машины. В XIX в. были созданы основы теории метрологии; получила распространение метрическая система мер, обеспечившая единство измерений в науке и производстве. Огромное значение для будущих теорий надежности и диагностики имели труды по теории вероятности, теории случайных чисел, статистике. Благодаря открытиям и достижениям в области электромагнитных исследований появляются первые измерительные приборы: гальванометр, амперметр, вольтметр и др. В дальнейшем эти приборы стали использоваться не только для научных целей, но и для ремонта устройств и распознавания неисправностей в технических средствах Усложнение конструкций технических средств и процессов, происходящих в них, порождало необходимость поиска методов качественного ремонта и предотвращения дальнейших поломок. Ремонтом машин и поиском неисправностей занимались стали заниматься специально обученные люди. Для этого специалисты использовали составленные разработчиками описания эксплуатации машин и их возможные неполадки, которые случались ранее. На втором этапе наметилось разграничение: функции измерения стали выполнять с применением измерительных приборов, ремонтом и поиском неисправностей занимались специалисты с различной степенью подготовки. 2.3. Появление теории надежности.Эмпирические методы диагностирования.Этот этап (в период с 70-х гг. XIX в. до 50-х гг. XX в.) связан с развитием теории машин автоматического действия, электроники и военной техники. Основными элементами машины были рабочий орган, передаточный механизм, двигатель; машина выполняла технологические, энергетические и транспортные функции. На этом этапе устройство машин претерпевает большие изменения в связи с появлением и развитием нового научного направления – электроники. Составные части машин становились меньше по габаритам и сложнее по конструкции. Это позволило внедрять технически сложные устройства в различные сферы деятельности: промышленность, транспорт, вооружение, средства связи. Особенный рост и развитие техники с электронными компонентами наблюдался во время Второй мировой войны. В связи со сложными условиями эксплуатации и необходимо было разрабатывать устройства с высокими показателями надежности и отказоустойчивости. Наиболее низкой надежностью обладала именно электронная аппаратура, которая позволила автоматизировать многие процессы. Этот факт послужил толчком для первых работ по исследованию надежности и методикам поиска неисправностей в этом виде техники. Основы науки о надежности зарождаются в начале ХХ века в СССР. Первые работы (1929-1931 гг.) в этой области относятся к теории надежности механических систем и были посвящены применению теоретико-вероятностных методов по расчету прочности. В 30-40 гг. разрабатываются статистические методы строительной механики. Было показано, что вследствие вероятностного характера свойств материалов и внешних нагрузок расчеты элементов конструкций на прочность имеют статистический характер. Расчет надежности технических средств производился по интенсивностям отказов, входящих в систему или комплекс элементов, полученных по статистике отказов. Первыми организациям, развернувшими исследования в области надежности и диагностирования, были специально созданные Комитет развития электронных ламп (1943), Управление по электронным лампам (1946), Управление по аэронавигационной радиоаппаратуре (1946), Управление по авиационным материалам (1947), Управление по исследованиям и развитию в области авиации (1950). 1 На этом этапе сформировались три составляющие диагностического обслуживания машин: измерения параметров машин во время экспериментальных запусков для сбора статистики отказов, обработка статистических данных, разработка общих закономерностей, фиксирование отказов во время эксплуатации объектов. Возникает необходимость тестовых запусков перед эксплуатацией, благодаря которым можно выявить дефекты, возникшие, например, при транспортировании устройства или во время его хранения. Диагностирование на этом этапе носит эмпирический характер, и диагноз заключался вследствие накопленных статистических данных о работе устройства. Диагностика отождествлялась с контролем при техническом обслуживании машины. Устранение же неисправностей происходило во время ремонта устройства. В этот период времени появляется необходимость не только правильно обслуживать машины, но и рассчитывать эксплуатационные характеристики и срок службы как самих машин, так и их составных частей для предотвращения появления дефектов и неисправностей. 2.4. Развитие теории надежности.Появление технической диагностики как направления в науке.Этот этап (с 50-х гг. XX в. до настоящего времени) связан, прежде всего, с появлением и развитием цифровой электроники и ЭВМ. Цифровая электроника позволяла упростить различные процессы в устройствах и заменить большое количество аналоговых элементов несколькими цифровыми. Уменьшались размеры устройств, но их производительность становилась больше. Это позволяло создавать технические устройства по небольшой цене, что способствовало внедрению различных устройств в бытовую деятельность человека. Появление ЭВМ значительно увеличивало темпы в производстве: процессы стали не только автоматизированы, но и управляемы компьютером. Все это порождало необходимость автоматического диагностирования неисправностей и правильного расчета отказоустойчивости цифровых узлов. Также возникает необходимость исследовать формы проявления отказов, разрабатывать методы определения технического состояния и прогнозирование ресурса работы технических устройств без их разборки. Все это предполагало дальнейшее развитие теории надежности и появление нового теоретического направления – техническая диагностика. В 60-е годы при оценке надежности объектов стали учитывать влияние функциональных связей между элементами системы, влияние режимов работы и факторов окружающей среды – температуры, влажности, давления, вибраций, излучений и т.п. В этот период расчеты и оптимизация надежности объектов получили распространение во всех отраслях техники. Со второй половины 70-х годов наблюдается рост числа исследований, связанных с решением задач прогнозирования надежности объектов и оценки сложных систем. Большое внимание уделяется решению проблемы надежности в приборостроении, машиностроении, энергетике и других отраслях техники. В связи с необходимостью получать возможность устранять отказы техники в процессе технического обслуживания и раннего обнаружения дефектов, зарождались основы теории техническогой диагностики. Благодаря работам по исследованиям в этой области появляется возможность повысить надежность и эффективность эксплуатации технических систем. Основной задачей технической диагностики являлась распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации. Анализ состояния проводился в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено. Задачей теории диагностирования стало изучение средств и методов получения диагностической информации, ее обработку при помощи автоматизированного контроля состояния устройства во время его эксплуатации. Теория диагностирования также предполагала разработку алгоритмов поиска неисправностей, диагностических тестов, минимизацией процесса установления диагноза. Наряду с разработкой режимов тестового диагностирования ученные стали заниматься исследованиями функционального диагностирования. Технический объект стал рассматриваться как динамическая система, для которой разрабатывались различные методы моделирования процессов диагностирования: методы аналитической избыточности, методы на основе наблюдателей состояния, методы на основе оценивания параметров, методы на основе соотношений паритетности и др. Интерес ученных увеличивался в связи с возрастающими требованиями по качеству сложных технических систем, таких как бортовые навигационные системы, комплексы управления авиационно-космическими объектами и др. В последние десятилетия вопросы диагностики динамических систем привлекли внимание специалистов по всему миру. Ученные представляли свои доклады о достижениях в области аппаратного контроля и диагностики на Всемирных конгрессах The International Federation of Automatic Control (IFAC). Математическим аппаратом теории диагностирования являлись теория информации, математическая статистика, теория вероятности, теория случайных процессов, математическая логика, теория автоматического управления и др. Четвертому этапу свойственно повышение степени автоматизации диагностических работ, когда не только измерения, но и их трактовка поручены техническим средствам. Конечно, такие системы сегодня строятся так, чтобы человек (эксперт) в любое время мог взять управление системой на себя. Важнейшей частью подготовки такого эксперта является освоение физических основ диагностики и ее математического аппарата. Глава 3. История развития теоретической технической диагностики3.1 Техническая диагностика в нашей стране.Основные ученые и их вклад в развитие теории технической диагностики3.1.2 Пархоменко Павел ПавловичПавел Павлович Пархоменко — доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник лаборатории технической диагностики и отказоустойчивости в институте проблем управления РАН. Основные направления его научных исследований — теория, методы и средства технической диагностики для изделий вычислительной техники; теория дискретных устройств, методы их анализа и синтеза.1 Руководил лабораторией технической диагностики иотказоустойчивости. Всостав лаборатории входили такие ученые как д.т.н. профессор Е.С. Согомонян, к.т.н. В.В. Карибский. Вместе с П.П. Пархоменко ученные выпустили двухтомную монографию «Основы технической диагностики». В 1976 году была опубликована первая книга, в которой излагались основные модели объектов диагностирования, методы и алгоритмы диагноза. А в 1981 году выходит в свет вторая часть монографии, в которой решаются вопросы оптимизация алгоритмов диагностирования, а также предлагаются основные аппаратурные средства диагностирования технических объектов. П.П. Пархоменко можно назвать основоположником дисциплины технической диагностики. Он сформулировал как предмет исследований данного направления, так и основные понятия и термины, использующиеся специалистами и по сей день. Также ученый определил задачи технической диагностики и обозначилвзаимосвязи с такими дисциплинами как теория управления и контроля, теория надёжности и отказоустойчивости. Ежегодные школы-семинары по технической диагностике, проводившиеся под руководством П. П. Пархоменко, привили всеобщий интерес к этому кругу проблем и стали авторитетным форумом для всех учёных и инженеров, занятых разработкой вычислительной и управляющей техники в СССР. С 1973 года проведено 18 школ. Почти 100 «выпускников» школы-семинара защитили кандидатские диссертации, а более 20 стали докторами наук. Проведено 6 Всесоюзных совещаний по технической диагностике и отказоустойчивости. П. П. Пархоменко продолжает интенсивно работать по фундаментальной тематике. Им решён ряд задач по системному диагностированию и оптимальному размещению ресурсов в многопроцессорных системах с архитектурами гиперкубов, предложен новый эффективный способ задания циклов в гиперкубах и других графах Кэли кольцевыми последовательностями весов рёбер графов. Под научным руководством П. П. Пархоменко защищено более 20 кандидатских диссертаций, ряд докторов технических наук считают себя его учениками. 3.1.1 Мозгалевский Андрей ВасильевичМозгалевский Андрей Васильевич – учёный в области диагностики и надежности технических систем, доктор технических наук, профессор, офицер военно-морского флота в звании капитан 1 ранга. В 1976 годуудостоен звания заслуженного деятеля науки и техники РСФСР. В 1956 году капитан-лейтенант А.В. Мозгалевский защитил кандидатскую диссертацию. В том же году был переведён на военно-морскую кафедру ЛЭТИ, где и начал заниматься проблемами технической диагностики и автоматического контроля. В 1966 году капитан 2 ранга А.В. Мозгалевский защитил докторскую диссертацию по автоматическому контролю. В 1967 году он стал профессором на военно-морской кафедре. В 1968 году капитан 1 ранга А.В. Мозгалевский стал начальником военно-морской кафедры ЛЭТИ. На кафедре была широко развёрнута научная работа. В эти годы была создана школа-семинар по технической диагностике в СССР, которой руководил А.В. Мозгалевский. Ученый многие годы был председателем комиссии Госстандарта по технической диагностике. С 1982 по 1988 год А.В. Мозгалевский являлся заведующим кафедры электрификации и автоматизации ЛЭТИ. С 1988 по 1995 год он был профессором этой кафедры.1 Был руководителем секции «Надёжность и контроль качества» Ленинградского Дома научно-технической пропаганды. Был также председателем научно-технического совета по специальности «электрооборудование и автоматизация судов» при Государственном комитете Народного образования. В течение многих лет он был членом научного совета АН СССР по кибернетике, который сформировал и возглавлял академик АН СССРА.И. Берг. Основные печатные труды Андрея Васильевича: – в соавторстве с А.Н. Койда – монография «Вопросы проектирования систем диагностирования»; – в соавторстве с Г.Г. Костанди и В.И Тарасенко – учебное пособие «Автоматизация процессов диагностирования при технической эксплуатации автомобилей»; – в соавторстве В.П Калявиным – учебные пособия «Системы диагностирования судового оборудования» и «Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики» и др. 3.1.3 Мироновский Леонид АлексеевичМироновский Леонид Алексеевич – профессор кафедры вычислительных систем и сетей Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (СПБГУАП), действительный член академии навигации и управления движением. Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации. Член редколлегии журнала «Автоматика и телемеханика», в котором неоднократно публикуются результаты исследований в различных областях науки, в том числе по технической диагностике и теории надежности. В 1962 г. окончил Ленинградский политехнический институт. В 1981 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. Л.А. Мироновский привнес большой вклад в теорию технической диагностики благодаря исследованиям в области теории инвариантов и канонических форм линейных систем. Является автором следующих научных печатных трудов по технической диагностике: – монография «Функциональное диагностирование динамических систем»; – учебных пособий «Инварианты математических моделей», «Моделирование конечномерных систем»; – статей «Функциональное диагностирование динамических систем (обзор)», «Функциональное диагностирование линейных динамических систем», «Функциональное диагностирование нелинейных динамических объектов», «Чувствительность контроля избыточных систем», «Диагностирование управляющих систем» и др. 3.1.4Жирабок Алексей НиловичЖирабок Алексей Нилович – доктортехнических наук, профессор, Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, Соросовский профессор, действительный член Российской инженерной академии. В 1970 г. окончил с отличием Дальневосточный политехнический институт. После чего работал ассистентом на кафедре радиоэлектроники, а затем избирается на должность старшего преподавателя. В 1975-78 гг. обучался в аспирантуре Ленинградского электротехнического института, в 1978 г. защитил кандидатскую диссертацию «Разработка методов тестового и аппаратного контроля радиолокационных и радионавигационных систем».Продолжил работу на разных должностях (ст. преподаватель, доцент, зав. кафедрой) Дальневосточного политехнического института. В 1992-95 гг. был в докторантуре ДВПИ и в 1996 г. защитил докторскую диссертацию «Разработка алгебраических методов анализа и диагностирования нелинейных управляемых систем». В настоящее время – профессор кафедры. В рамках исследований по технической диагностике ученый разработал алгебраическую теорию нелинейных динамических систем на основе оригинального математического аппарата (так называемой алгебры функций). Также А. Н. Жирабок занимается исследованием диагностирования сложных технических систем, описываемых нелинейными динамическими моделями. Опубликовано в соавторстве 3 монографии и 4 учебных пособий. В центральных отечественных журналах опубликовано более 40 статей, в зарубежных изданиях 6 статей. Соавтор 4-х изобретений. Наиболее важные печатные труды по диагностированию: – монография «Управляемость, наблюдаемость, декомпозиция нелинейных динамических систем»; – глава «Диагностирование подсистем подводных аппаратов» в книге Филаретова В.Ф. «Устройства и системы управления подводных роботов»; – статьи «Функциональное диагностирование на основе соотношений паритета», «Дуальность свойств наблюдаемости и управляемости нелинейных динамических систем», «Линейные методы при диагностировании нелинейных систем», «Алгебраическая теория функционального диагностирования нелинейных и линейных динамических систем» и др. 3.2 Техническая диагностика за рубежом.Основные ученые и их вклад в развитие теории технической диагностики.3.2.1 Rolf IsermannRolf Isermann – заслуженный профессор университета Darmstadt University of Technology, заведующий лабораторией, занимающейся разработкой техники автоматического управления и регулирования, а также автоматизации процессов в институте Institute of Automatic Control. Основные направления исследований ученого сконцентрированы в области идентификации нелинейных процессов, цифрового и адаптивного контроля, моделирующих методах процессов обнаружения дефектов в приложениях для электрических, гидравлических и пневматических сервосистем, двигателей внутреннего сгорания, автомобилей, мехатронных систем. В области функционального диагностирования динамических систем разрабатывал методы на основе оценки параметров. В 1979 году R. Isermann стал организатором пятого симпозиума The International Federation of Automatic Control (IFAC) по идентификации и оценки параметров систем в Дармштате в Германии. Возглавлял международный комитет в 1980 году в Дюссельдорфе на шестой конференции конгресса IFAC/IFIP, в 1987 на десятом международном конгрессе IFAC-World-Congress в Мюнхене, в 1991 году на первом симпозиуме по процессам безопасности IFAC-Symposium SAFEPROCESS в Баден-Бадене и в 2000 году на первой конференции по мехатронным системам IFAC-Conference on Mechatronic Systems в Дармштате. Наиболее важные печатные труды R. Isermann по диагностированию и контролю: – «Modeling of Industrial Processes» (1971), «Process Identification» (1971, 1974, 1988), «Digital Control Systems» (1977, 1981, 1987), «Mechatronic Systems» (1999, 2003, 2008), «Fault Diagnosis Systems» (1994, 2006), «Fault Diagnosis Application»s (2011), «Engine Modeling and Control» (2014). – в соавторстве с K.-H. Lachmann and D. Matko опубликована в 1992 году монография «Adaptive Control Systems»; в соавторстве с M. Münchhof – «Identification of Dynamic Systems» (2011). 3.2.2 Alan S. WillskyAlan S. Willsky работал профессором электротехники и информатики лаборатории электронных систем в Массачусетском Технологическом Институте. Занимался разработкой методов обнаружения дефектов в стохастических линейных динамических системах. Одним из таких методов является построение особых чувствительных к дефектам фильтров («failure-sensitivefilters»). Другой метод, разработанный ученым совместно со своими коллегами Xi-Cheng и George C. Verghese, связан с разработкой надежностных методов диагностирования. Такие методы необходимы для приемлемого качества диагностирования при наличии неконтролируемых внешних возмущений и в ситуациях, когда параметры объекта точно не известны и могут изменяться в процессе его работы. Также ученый занимался разработкой методов функционального диагностирования динамических систем, основанных на принципах аналитической избыточности. Наиболее важные публикации по диагностированию: статьи«A survey of design methods for failure detection in dynamic systems», «Optimally robust redundancy relations for failure detection in uncertain systems» и др. 3.2.2 Paul M. FrankДругой не менее известный в области технической диагностики зарубежный ученый PaulM. Frank занимался разработкой методов, в основе которых заключены как количественные математические модели, так и качественные экспертные модели. При построении качественных экспертных моделей полагаются на качественные и эвристические обоснования. Также разрабатывал модели на основе нечеткой логики и нечетких множеств. Большой вклад ученый привнес в развитие диагностических методов, основанных на основе наблюдателей состояния. Основными статьями по технической диагностике ученого являются следующие: «Analytical and Qualitative Model-based Fault Diagnosis – A Survey and Some New Results», «Fault diagnosis in dynamic systems using analytical and knowledge-based redundancy: A survey and some new results», «Application of fuzzy logic to process supervision and fault diagnosis». Также в соавторстве с Patton R. J и Clark R. N была опубликована монография «Fault diagnosis in dynamic systems. Theory and application». ЗаключениеНаучное направление в области технической диагностики появилось совсем недавно, особенно относительно фундаментальных наук, зарождение которых происходило в античном мире. Всего за каких-то 50 лет в рамках дисциплины было решено множество задач применительно к практическим целям. Сегодня ученые в этой области продолжают исследовать различные методы математического моделирования процессов диагностирования. Одними из таких математических моделей являются: графические и логические модели, модели в виде конечных автоматов, линейные и нелинейные динамические системы. Также продолжаются работы по разработке как тестовых режимов диагностирования, так и функциональных. Одним из перспективных направлений в области технической диагностики сегодня является использование нейронных сетей для модерирования динамических систем. Такой подход к решению задач диагностирования позволяет моделировать различные процессы сложных систем. Важнейшим преимуществом нейронных сетей является их обучаемость. Это означает, что за несколько циклов обучающих тестов нейронная сеть начинает все более и более узнавать динамику системы, и это позволяет ей в дальнейшем предсказывать появление дефектов в тех или иных условиях. Отличительные свойства нейронных сетей дают обширное поле возможностей для исследовательской деятельности в области диагностики. Список литературы
1 ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения. Издательство стандартов, 1975 1 ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения. Издательство стандартов, 1975 1 История техники и технологий: Учебник/Г.Н. Зайцев и др. – СПб.: Политехника, 2007 – 416 с.: ил. 1 История техники и технологий: Учебник/Г.Н. Зайцев и др. – СПб.: Политехника, 2007 – 416 с.: ил. 1 Теория надежности: Учеб. Для вузов / В.А. Острейковский. – М.: Высш. шк., 2003. – 463 с.: ил. 1Пархоменко Павел Павлович на сайте ИПУ РАН http://www.ipu.ru 1 История кафедры систем автоматического управления СПБГЭТУ "ЛЭТИ", http://www.eltech.ru |