RU112405U1 - DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE - Google Patents
DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE Download PDFInfo
- Publication number
- RU112405U1 RU112405U1 RU2011128329/28U RU2011128329U RU112405U1 RU 112405 U1 RU112405 U1 RU 112405U1 RU 2011128329/28 U RU2011128329/28 U RU 2011128329/28U RU 2011128329 U RU2011128329 U RU 2011128329U RU 112405 U1 RU112405 U1 RU 112405U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- neural network
- adjustable amplifier
- path
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Устройство диагностирования и прогнозирования технического состояния модуля движения, включающее один или несколько каналов выделения измерительной информации, каждый из которых содержит измерительный тракт контроля виброакустического сигнала, состоящий из последовательно соединенных датчиков вибрации и первого регулируемого усилителя, тракт контроля частоты вращения, состоящий из последовательно соединенных датчика частоты вращения и второго регулируемого усилителя, тракт шума, функционально законченный и пространственно расположенный в одном месте части блоков контролируемого объекта, состоящий из последовательно соединенных датчика шума и четвертого регулируемого усилителя, тракта формирования электрического сигнала, включающего бесконтактный коммутатор, регулируемый цифровой фильтр, цифроаналоговый преобразователь, программно-управляемый избирательный фильтр на основе резонансных цепей, третий регулируемый усилитель и контроллер, программируемый вычислитель, индикатор, регистрирующее устройство, прогнозирующее устройство, входы которых связаны с соответствующими выходами программируемого вычислителя, отличающееся тем, что прогнозирующее устройство содержит блок формирования исходных данных, первый вход которого соединен с пятым выходом программируемого вычислителя, а выход соединен с первым входом первого нейросетевого вычислителя, второй выход которого соединен со вторым входом блока формирования исходных данных, первый выход первого нейросетевого вычислителя соединен с входом второго нейросетевого вычислителя, выход которого соединен с входом блока сравнения, первый A device for diagnosing and predicting the technical state of a motion module, which includes one or more channels for extracting measuring information, each of which contains a measuring path for monitoring a vibroacoustic signal, consisting of series-connected vibration sensors and a first adjustable amplifier, a path for monitoring the frequency of rotation, consisting of series-connected frequency sensors rotation and the second adjustable amplifier, a noise path, functionally complete and spatially located in one place of the blocks of the controlled object, consisting of a series-connected noise sensor and a fourth adjustable amplifier, an electrical signal formation path, including a contactless switch, an adjustable digital filter, a digital-to-analog converter, software -controlled selective filter based on resonant circuits, third adjustable amplifier and controller, programmable calculator, indicator, registering its device, a predictive device, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of a programmable computer, characterized in that the predicting device contains a block for generating initial data, the first input of which is connected to the fifth output of the programmable computer, and the output is connected to the first input of the first neural network computer, the second output of which connected to the second input of the initial data generation unit, the first output of the first neural network computer is connected to the input of the second neural network computer, the output of which is connected to the input of the comparison unit, the first
Description
Полезная модель относится к средствам технической диагностики и может быть использована в системах контроля технического состояния сложных объектов, например, робототехнических комплексов (РТК), работающих с динамическими изменяющимися моментами нагружения и частотами вращения.The utility model relates to technical diagnostics and can be used in systems for monitoring the technical condition of complex objects, for example, robotic complexes (RTKs) operating with dynamically changing loading moments and rotational speeds.
Известен способ диагностирования объектов и устройство для его осуществления (описание изобретения к патенту RU №2239869, кл. G07С 11/00 опуб. 2004.11.10). Сущность предлагаемого устройства состоит в том, что выполняется контроль значений параметров технического состояния и формируется оптимальная последовательность проверок поиска отказа. Для этого выполняют последовательно многократный контроль значений сигналов параметров технического состояния и формируют математические прогнозные модели изменения сигналов контролируемых параметров, по полученным моделям оценивают значения сигналов контролируемых параметров на глубине прогноза равному сигналу минимальной разности между сигналами соответственно ресурса и наработки элементов системы, и в случае превышения одним из них сигнала допустимого значения формируют сигналы, пропорциональные величине вероятности безотказной работы элементов системы на момент времени, равный глубине прогноза, а по полученным величинам сигналов вероятности безотказной работы формируют оптимальную последовательность поиска отказа объектов.A known method for diagnosing objects and a device for its implementation (description of the invention to patent RU No. 2239869, class G07C 11/00 publ. 2004.11.10). The essence of the proposed device is that it controls the values of the parameters of the technical condition and forms the optimal sequence of checks for failure search. To do this, repeatedly control the values of the signals of the parameters of the technical state and form mathematical predictive models for changing the signals of the controlled parameters, using the obtained models, evaluate the values of the signals of the controlled parameters at the depth of the forecast equal to the signal of the minimum difference between the signals of the resource and the operating time of the system elements, and if one of them a signal of permissible value is formed by signals proportional to the magnitude of the probability of zero ase working elements of the system to a time equal to the depth of the forecast, and the obtained values of probability signals uptime form optimal search failure sequence of objects.
Для реализации описанного устройства используют устройство для диагностирования объекта, состоящее из блока преобразования и хранения значений контролируемых параметров состояния объекта, блока ключей, элемента ИЛИ, содержащее, кроме того, блок регистрации времен наработки функциональных блоков контролируемого объекта, блок задания времен ресурса функциональных блоков, блок суммирования, генератор тактовых импульсов, блок задания периода следования тактовых импульсов, двух элементов задержки времени, элемент выбора минимального значения разности ресурса и наработки, блок прогнозирования параметров состояния объекта, блок вычисления времени прогноза, блок вычисления текущих времен наработки, блок определения выхода контролируемых параметров за допустимые значения и блок вычисления вероятностей безотказной работы функциональных блоков контролируемого объекта.To implement the described device, a device for diagnosing an object is used, consisting of a block for converting and storing values of the controlled parameters of the state of the object, a key block, an OR element, which contains, in addition, a unit for recording operating hours of functional blocks of a controlled object, a block for setting resource times for functional blocks, a block summation, clock generator, block for setting the period of repetition of clock pulses, two time delay elements, element for selecting the minimum Achen resource difference and operating time, the block prediction object state parameters calculation block prediction time calculating unit current operating time, the determination unit outputs the controlled parameters for valid values and probability calculating unit uptime functional blocks controlled object.
Основными недостатками этого устройства является отсутствие измерительной системы, то есть набора датчиков, характеризующих объект диагностирования.The main disadvantages of this device is the lack of a measuring system, that is, a set of sensors characterizing the object of diagnosis.
Из известных наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство виброакустической диагностики циклически функционирующих объектов (описание изобретения к патенту RU №2289802 С1, кл. G01М 13/00 опубл. 2006.12.20), включающее по меньшей мере один канал выделения измерительной информации, содержащий измерительный тракт контроля виброакустического сигнала, состоящий из последовательно соединенных первого преобразователя виброакустического сигнала и первого регулируемого усилителя, тракт контроля частоты вращения, состоящий из последовательно соединенных датчика частоты вращения и второго регулируемого усилителя; тракт контроля звукового шума объекта, состоящий из датчика шума (измерительный микрофон) и четвертого регулируемого усилителя; тракт формирования электрического измерительного сигнала, состоящий из бесконтактного коммутатора, регулируемого цифрового фильтра, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), программно-управляемого фильтра на основе резонансных цепей, третьего регулируемого усилителя и контроллера; программируемый вычислитель, индикатор и регистрирующее устройство, соответствующие выходы которых соединены с соответствующими выходами программируемого вычислителя; прогнозирующее устройство автономно выполняющее расчет вероятностей безотказной работы функциональных блоков объекта. Принцип действия и связи между блоками прогнозирующего устройства являющегося прототипом описаны в патенте RU №2239869, кл. G07С 11/00 опуб. 2004.11.10, а принцип действия и связи между основными блоками устройства описаны в патенте RU №2289802 С1, кл. G01М 13/00 опуб. 2006.12.20.Of the known closest to the proposed utility model is a device for vibro-acoustic diagnostics of cyclically functioning objects (description of the invention to patent RU No. 2289802 C1, class G01M 13/00 publ. 2006.12.20), including at least one channel for extracting measurement information containing measurement a path for controlling a vibroacoustic signal, consisting of a series-connected first transducer of a vibroacoustic signal and a first adjustable amplifier, a path for controlling the speed of rotation, consisting of edovatelno connected the speed sensor and the second adjustable amplifier; the sound noise control path of the object, consisting of a noise sensor (measuring microphone) and a fourth adjustable amplifier; a path for generating an electrical measuring signal, consisting of a proximity switch, an adjustable digital filter, a digital-to-analog converter (DAC), a software-controlled filter based on resonant circuits, a third adjustable amplifier and controller; programmable calculator, indicator and recording device, the corresponding outputs of which are connected to the corresponding outputs of the programmable calculator; Predictive device autonomously calculates the probability of failure-free operation of the functional blocks of the object. The principle of operation and communication between the blocks of the predictive device being a prototype are described in patent RU No. 2239869, class. G07C 11/00 publ. 2004.11.10, and the principle of operation and communication between the main units of the device are described in patent RU No. 2289802 C1, class. G01M 13/00 publ. 2006.12.20.
Устройство ориентировано на анализ виброакустических характеристик объектов в основном при стендовых испытаниях, диагностирование циклически функционирующих объектов, работающих с динамическими изменяющимися моментами нагружения и частотами вращения, является узко специализированным, выполнено на устаревшей элементной базе (имеются электромеханические устройства), является громоздким в исполнении, обладает низкой надежностью и не глубоко анализирует полученную информацию.The device is focused on the analysis of the vibro-acoustic characteristics of objects mainly during bench tests, the diagnosis of cyclically functioning objects working with dynamically changing loading moments and rotational speeds is narrowly specialized, performed on an outdated element base (there are electromechanical devices), it is cumbersome in execution, has a low reliability and does not deeply analyze the information received.
Задачей полезной модели является повышение оперативности и объективности результатов диагностирования модулей движения различного назначения, расширение функций устройства и углубление анализа диагностирования.The objective of the utility model is to increase the efficiency and objectivity of the results of diagnosing motion modules for various purposes, expanding the functions of the device and deepening the analysis of diagnostics.
Решение поставленной задачи достигается тем, что предложено устройство диагностирования и прогнозирования технического состояния модулей движения включающее один или несколько каналов выделения измерительной информации, каждый из которых содержит измерительный тракт контроля виброакустического сигнала, состоящий из последовательно соединенных датчиков вибрации и первого регулируемого усилителя, тракт контроля частоты вращения, состоящий из последовательно соединенных датчика частоты вращения и второго регулируемого усилителя, тракт шума функционально законченный и пространственно расположенный в одном месте части блоков контролируемого объекта, состоящий из последовательно соединенных датчика шума и четвертого регулируемого усилителя, тракта формирования электрического сигнала, включающего бесконтактный коммутатор, регулируемый цифровой фильтр, цифроаналоговый преобразователь, программно-управляемый избирательный фильтр на основе резонансных цепей, третий регулируемый усилитель и контроллер, программируемый вычислитель, индикатор, регистрирующее устройство, прогнозирующее устройство входы которых связаны с соответствующими выходами программируемого вычислителя включает прогнозирующее устройство содержащее блок формирования исходных данных первый вход которого соединен с пятым выходом программируемого вычислителя, а выход соединен с первым входом первого нейросетевого вычислителя, второй выход которого соединен со вторым входом блока формирования исходных данных, первый выход первого нейросетевого вычислителя соединен с входом второго нейросетевого вычислителя, выход которого соединен с входом блока сравнения, первый выход блока сравнения соединен с входом счетчика периодов, а второй его выход соединен с блоком индикации периодов функционирования контролируемого объекта, второй выход счетчика периодов соединен со вторым входом первого нейросетевого вычислителя, а первый его выход соединен с первым входом блока индикации периодов функционирования, выход которого соединен со вторым входом индикатора устройства.The solution to this problem is achieved by the fact that a device for diagnosing and predicting the technical condition of motion modules is proposed, including one or more channels for extracting measurement information, each of which contains a measuring path for controlling a vibro-acoustic signal, consisting of series-connected vibration sensors and a first adjustable amplifier, a speed control path consisting of a series-connected speed sensor and a second adjustable amplifier, the noise path is functionally complete and spatially located in one place of a part of the blocks of the controlled object, consisting of a noise sensor and a fourth adjustable amplifier, a path for generating an electrical signal including a proximity switch, an adjustable digital filter, a digital-to-analog converter, a program-controlled selective filter based on resonant circuits, the third adjustable amplifier and controller, programmable calculator, indicator, registering with a device, a predictor, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the programmable calculator, includes a predictor device containing a source data generating unit, the first input of which is connected to the fifth output of the programmable computer, and the output is connected to the first input of the first neural network calculator, the second output of which is connected to the second input of the source formation unit data, the first output of the first neural network transmitter is connected to the input of the second neural network transmitter, the output to It is connected to the input of the comparison unit, the first output of the comparison unit is connected to the input of the period counter, and its second output is connected to the display unit of the periods of operation of the monitored object, the second output of the period counter is connected to the second input of the first neural network computer, and its first output is connected to the first input a block indicating operation periods, the output of which is connected to the second input of the device indicator.
Предлагаемая структура прогнозирующего устройства позволяет перенастраивать нейросетевые вычислители на различные типы модулей движения, что повышает универсальность системы.The proposed structure of the predictive device allows you to reconfigure neural network computers for various types of motion modules, which increases the versatility of the system.
За счет того, что устройство позволяет выполнять множество шагов прогнозирования на равные интервалы времени и на любую глубину прогноза, можно построить оптимальные графы диагностирования и технического обслуживания системы, состоящей из многих модулей движения.Due to the fact that the device allows you to perform many steps of forecasting at equal time intervals and at any depth of the forecast, it is possible to construct optimal graphs for diagnosing and maintaining a system consisting of many motion modules.
Предлагаемая полезная модель устройства прогнозирования выполнена на базе современных вычислительных устройств и представляет собой программу вычислений, поэтому обладает максимальной надежностью в работе, особенно, по сравнению с электромеханическими устройствами.The proposed utility model of the prediction device is based on modern computing devices and is a calculation program, therefore, it has maximum reliability in operation, especially compared to electromechanical devices.
Сущность предлагаемого устройства в виде функциональной схемы показана на фиг.1.The essence of the proposed device in the form of a functional diagram is shown in figure 1.
Устройство диагностирования и прогнозирования технического состояния модулей движения содержит:A device for diagnosing and predicting the technical condition of motion modules contains:
1 - канал выделения измерительной информации о виброакустических параметрах, частоте вращения и звуковом шуме;1 - channel allocation of measurement information about vibro-acoustic parameters, speed and sound noise;
2 - программируемый вычислитель;2 - programmable computer;
3 - регистрирующее устройство;3 - recording device;
4 - индикатор;4 - indicator;
5 - прогнозирующее устройство;5 - predictive device;
6 - датчик вибраций;6 - vibration sensor;
7 - первый регулируемый усилитель;7 - the first adjustable amplifier;
8 - датчик частоты вращения;8 - speed sensor;
9 - второй регулируемый усилитель;9 - the second adjustable amplifier;
10 - датчик шума;10 - noise sensor;
11 - четвертый регулируемый усилитель;11 - the fourth adjustable amplifier;
12 - коммутатор;12 - switch;
13 - регулируемый цифровой фильтр;13 - adjustable digital filter;
14 - цифро-аналоговый преобразователь;14 - digital-to-analog converter;
15 - программно-управляемый избирательный фильтр;15 - software-controlled selective filter;
16 - третий регулируемый усилитель;16 - the third adjustable amplifier;
17 - контроллер;17 - controller;
18 - блок формирования исходных данных;18 - block forming the source data;
19 - первый нейросетевой вычислитель;19 - the first neural network transmitter;
20 - второй нейросетевой вычислитель;20 - the second neural network transmitter;
21 - блок сравнения;21 is a comparison unit;
22 - счетчик периодов;22 - period counter;
23 - блок индикации периодов функционирования.23 - block display periods of operation.
Устройство (фиг.1) состоит из канала выделения измерительной информации 1, программируемого вычислителя 2, регистрирующего устройства 3, вход которого связан с первым выходом программируемого вычислителя 2, индикатора 4, первый вход которого связан со вторым выходом программируемого вычислителя 2 и прогнозирующего устройства 5, первый вход которого соединен с пятым выходом программируемого вычислителя 2, а выход прогнозирующего устройства 5 соединен со вторым входом индикатора 4.The device (Fig. 1) consists of a channel for extracting measurement information 1, programmable calculator 2, a recording device 3, whose input is connected to the first output of programmable calculator 2, indicator 4, the first input of which is connected to the second output of programmable calculator 2 and predictive device 5, the first input of which is connected to the fifth output of the programmable calculator 2, and the output of the predictive device 5 is connected to the second input of the indicator 4.
Канал выделения измерительной информации 1 включает:The channel for the allocation of measurement information 1 includes:
- измерительный тракт контроля виброакустического сигнала, состоящий из последовательно соединенных датчика вибраций 6 и первого регулируемого усилителя 7, первый вход которого, связан с выходом датчика вибраций 6, а выход с первым входом бесконтактного коммутатора 12;- measuring path for controlling a vibro-acoustic signal, consisting of a series-connected vibration sensor 6 and a first adjustable amplifier 7, the first input of which is connected to the output of the vibration sensor 6, and the output with the first input of the proximity switch 12;
- измерительный тракт для контроля частоты вращения, состоящий из последовательно соединенных датчика частоты вращения 8 и второго регулируемого усилителя 9, первый вход которого связан с выходом датчика частоты вращения 8, а выход связан со вторым входом коммутатора 12;- a measuring path for monitoring the speed, consisting of series-connected speed sensor 8 and a second adjustable amplifier 9, the first input of which is connected to the output of the speed sensor 8, and the output is connected to the second input of the switch 12;
- измерительный тракт для контроля шума функционально законченной и пространственно расположенной в одном месте части блоков контролируемого объекта, состоящий из последовательно соединенных датчика шума (измерительный микрофон) 10 и четвертого регулируемого усилителя 11, первый вход которого связан с выходом датчика шума 10, а выход связан с третьим входом коммутатора 12;- a measuring path for noise control of a functionally complete and spatially located in one place part of the blocks of the monitored object, consisting of a series-connected noise sensor (measuring microphone) 10 and a fourth adjustable amplifier 11, the first input of which is connected to the output of the noise sensor 10, and the output is connected to the third input of the switch 12;
- тракт формирования электрического сигнала, включающий бесконтактный коммутатор 12, первые три входа которого связаны с соответствующими выходами регулируемых усилителей измерительных трактов, регулируемый цифровой фильтр 13, первый вход которого связан с выходом коммутатора 12, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 14, вход которого и первый выход связаны с соответствующими третьим выходом и первым вход программируемого вычислителя 2, программно-управляемый избирательный фильтр на основе резонансных цепей 15, первый вход которого связан со вторым выходом ЦАП 14, третий регулируемый усилитель 16, первый вход которого связан с третьим выходом ЦАП 14, второй вход третьего регулируемого усилителя 16 связан с выходом программно-управляемого избирательного фильтра на основе резонансных цепей 15, выход третьего регулируемого усилителя 16 связан со вторым входом регулируемого цифрового фильтра 13;- an electric signal generating path, including a proximity switch 12, the first three inputs of which are connected to the corresponding outputs of the adjustable amplifiers of the measuring paths, an adjustable digital filter 13, the first input of which is connected to the output of the switch 12, a digital-to-analog converter (DAC) 14, the input of which the first output is connected with the corresponding third output and the first input of programmable computer 2, a program-controlled selective filter based on resonant circuits 15, the first input of which is connected n with a second output of the DAC 14, a third adjustable amplifier 16, the first input of which is connected to the third output of the DAC 14, the second input of the third adjustable amplifier 16 is connected to the output of a program-controlled selective filter based on resonant circuits 15, the output of the third adjustable amplifier 16 is connected to the second the input of an adjustable digital filter 13;
- контроллер 17, первый вход и первый выход которого связан с соответствующими четвертым выходом и вторым входом программируемого вычислителя 2, второй вход контроллера 17 связан с первым выходом регулируемого цифрового фильтра 13, второй выход контроллера 17 связан со вторым входом первого регулируемого усилителя 7, третий выход контроллера 17 связан со вторым входом второго регулируемого усилителя 9, четвертый выход контроллера 17 связан с третьим входом третьего регулируемого усилителя 16, пятый выход контроллера 17 связан со вторым входом четвертого регулируемого усилителя 11, шестой вход контроллера 17 связан с третьим входом регулируемого цифрового фильтра 13, седьмой выход контроллера 17 связан со вторым входом программно-управляемого избирательного фильтра на основе резонансных цепей 15, восьмой выход контроллера 17 связан с четвертым входом коммутатора 12.- a controller 17, the first input and the first output of which is connected with the corresponding fourth output and the second input of the programmable calculator 2, the second input of the controller 17 is connected with the first output of the adjustable digital filter 13, the second output of the controller 17 is connected with the second input of the first adjustable amplifier 7, the third output controller 17 is connected to the second input of the second adjustable amplifier 9, the fourth output of controller 17 is connected to the third input of the third adjustable amplifier 16, the fifth output of controller 17 is connected to the second input of the fourth adjustable amplifier 11, the sixth input of the controller 17 is connected to the third input of the adjustable digital filter 13, the seventh output of the controller 17 is connected to the second input of the program-controlled selective filter based on resonant circuits 15, the eighth output of the controller 17 is connected to the fourth input of the switch 12.
Прогнозирующее устройство 5 содержит: блок формирования исходных данных 18, два последовательно соединенных нейросетевых вычислителя 19 и 20, блок сравнения 21, счетчик периодов 22 и блок индикации периодов функционирования 23. Прогнозирующее устройство 5 состоит из блока формирования исходных данных 18 первый вход которого соединен с пятым выходом программируемого вычислителя 2, а выход соединен с первым входом первого нейросетевого вычислителя 19, первый выход первого нейросетевого вычислителя 19 соединен с входом второго нейросетевого вычислителя 20 выход которого подан на вход блока сравнения 21, первый выход блока сравнения 21 соединен с входом счетчика периодов 22, а второй его выход соединен с блоком индикации периодов функционирования объекта 23, выход счетчика периодов 22 соединен со вторым входом первого нейросетевого вычислителя 19, а первый его выход соединен с первым входом блока индикации периодов функционирования 23, выход которого соединен со вторым входом общего индикатора системы 4.The predictive device 5 includes: a source data generating unit 18, two neural network calculators 19 and 20 connected in series, a comparison unit 21, a period counter 22, and a period display unit 23. The predictive device 5 consists of a source data generating unit 18 whose first input is connected to the fifth the output of programmable computer 2, and the output is connected to the first input of the first neural network computer 19, the first output of the first neural network computer 19 is connected to the input of the second neural network 20, the output of which is fed to the input of the comparison unit 21, the first output of the comparison unit 21 is connected to the input of the period counter 22, and its second output is connected to the display unit of the operating periods of the object 23, the output of the period counter 22 is connected to the second input of the first neural network calculator 19, and its first output is connected to the first input of the period display unit 23, the output of which is connected to the second input of the general indicator of system 4.
Предлагаемое устройство (фиг.1) может быть снабжено одним, двумя и более каналами выделения измерительной информации, идентичных каналу 1.The proposed device (figure 1) can be equipped with one, two or more channels for the allocation of measurement information identical to channel 1.
Устройство работает следующим образомThe device operates as follows
При диагностировании модулей движения, электрический аналоговый сигнал, снимаемый в течение минимально возможного интервала времени (времени 2-3 оборотов выходного вала) с датчика вибрации 6, который углубленно контролирует отдельный механизм объекта, поступает в первый регулируемый усилитель 7, где усиливается до заданного уровня (определение требуемого уровня усиления осуществляется с использованием программируемого вычислителя 2), через бесконтактный коммутатор 12, управляемый контроллером 17, отфильтровывается регулируемым цифровым фильтром 13, настроенным на полосу пропускания, охватывающую весь возможный Δf1 диапазон наиболее информативных частот диагностирования fmin1≤Δf1≤fmax1, где fmin1 (fmax1) - наименьшая (наибольшая) из информативных частот диагностирования для вибраций.When diagnosing motion modules, an electrical analog signal recorded during the shortest possible time interval (time 2-3 revolutions of the output shaft) from the vibration sensor 6, which in-depth controls a separate mechanism of the object, enters the first adjustable amplifier 7, where it is amplified to a predetermined level ( determination of the required gain level is carried out using a programmable calculator 2), through a contactless switch 12, controlled by a controller 17, is filtered by an adjustable digital filter 13 tuned to a bandwidth covering the entire possible range Δf 1 most informative diagnosis frequency f min1 ≤Δf 1 ≤f max1, where f min1 (f max1) - the lowest (highest) frequency of the informative diagnosis for vibration.
Затем сигнал передается на контроллер 17, откуда через соответствующий интерфейсный блок (не показан) поступает в программируемый вычислитель 2, где формируется в виде файла данных с привязкой к реальному масштабу времени.Then the signal is transmitted to the controller 17, from where, through the appropriate interface unit (not shown), it enters the programmable computer 2, where it is formed in the form of a data file with reference to the real time scale.
В последующий момент времени (времени 2-3 оборотов выходного вала) в измерительный тракт контроля частоты вращения с датчика частоты вращения 8 аналоговый электрический сигнал поступает на второй регулируемый усилитель 9, где усиливается до заданного уровня и, через коммутатор 12 и фильтр 13, преобразуется в цифровой вид, передается на контроллер 17 и через него на программируемый вычислитель 2, где формируется в виде файла данных.At a subsequent point in time (time 2-3 revolutions of the output shaft), the analog electrical signal is fed to the second adjustable amplifier 9, where it is amplified to a given level and, through the switch 12 and filter 13, is converted to digital view, is transmitted to the controller 17 and through it to the programmable calculator 2, where it is formed as a data file.
В последующий момент времени (времени 2-3 оборота выходного вала) в измерительный тракт контроля шума объекта с датчика шума 10, который контролирует работу функционально законченной и пространственно расположенной в одном месте части блоков контролируемого объекта, аналоговый электрический сигнал поступает на четвертый регулируемый усилитель 11, где усиливается до заданного уровня (определение требуемого уровня усиления осуществляется с использованием программируемого вычислителя 2), передается через коммутатор 12, отфильтровывается регулируемым (от контроллера 17) цифровым фильтром 13, настроенным на полосу пропускания, охватывающую весь возможный Δf2 диапазон наиболее информативных частот диагностирования fmin2≤Δf2≤fmax2, где fmin2 (fmax2)- наименьшая (наибольшая) из информативных частот диагностирования для шума.At a subsequent point in time (time 2-3 turns of the output shaft) into the measuring path for monitoring the noise of the object from the noise sensor 10, which controls the operation of the functionally completed and spatially located in one place part of the blocks of the controlled object, an analog electrical signal is supplied to the fourth adjustable amplifier 11, where it is amplified to a given level (the determination of the required gain level is carried out using programmable calculator 2), is transmitted through the switch 12, and p is filtered an adjustable (from controller 17) digital filter 13 tuned to a passband that covers the entire possible Δf 2 range of the most informative diagnostic frequencies f min2 ≤Δf 2 ≤f max2 , where f min2 (f max2 ) is the smallest (largest) of the informative diagnostics frequencies for noise.
Затем передается на контроллер 17, откуда через соответствующий интерфейсный блок (не показан) поступает в программируемый вычислитель 2, где формируется в виде файла данных с привязкой к реальному масштабу времени.Then it is transmitted to the controller 17, from where, through the corresponding interface unit (not shown), it enters the programmable computer 2, where it is formed in the form of a data file with reference to the real time scale.
С помощью контроллера 17 осуществляется управление процессом съема и преобразовательной обработки диагностических данных.Using the controller 17, the process of removal and conversion processing of diagnostic data is controlled.
После завершения формирования файла исходных данных приступают к его обработке и в начале анализируют сигналы датчика шума объекта. Если сигнал шума диагностируемой части объекта не превышает допустимых норм, то приступают к углубленному диагностированию планируемого механизма объекта с помощью датчика вибраций, в противном случае выясняют причину шума, отыскивают шумящий механизм и углубленное диагностирование начинают с этого механизма.After the formation of the source data file is completed, they start processing it and at the beginning they analyze the signals of the object's noise sensor. If the noise signal of the diagnosed part of the object does not exceed the permissible norms, then proceed to in-depth diagnosis of the planned mechanism of the object using a vibration sensor, otherwise, find out the cause of the noise, find the noisy mechanism and begin in-depth diagnosis with this mechanism.
Углубленное диагностирование выполняют в следующей очередности. С помощью тракта формирования электрического сигнала от программируемого вычислителя 2 исходный виброакустический сигнал, зафиксированный в цифровом виде на программируемом вычислителе 2, поступает на ЦАП 14 и, посредством управления от программируемого вычислителя 2, преобразуется в электрический аналоговый сигнал, который усиливается третьим регулируемым усилителем 16, фильтруется цифровым фильтром 13, перестроенным посредством контроллера 17 и программируемого вычислителя 2 на требуемую полосу пропускания, позволяющую выделить необходимую информативную составляющую спектра. Отфильтрованный фильтром 13 преобразованный в цифровой вид сигнал передается в контроллер 17 и через него - на программируемый вычислитель 2, где фиксируется в виде файла данных с временной реализацией рассмотренного процесса в данной полосе пропускания.In-depth diagnosis is performed in the following order. Using the path for generating an electric signal from programmable calculator 2, the initial vibroacoustic signal recorded in digital form on programmable calculator 2 is fed to the DAC 14 and, through control from programmable calculator 2, is converted into an electrical analog signal, which is amplified by a third adjustable amplifier 16, filtered a digital filter 13, tuned by the controller 17 and programmable calculator 2 to the required bandwidth, allowing you to select Qdim informative component spectrum. The signal converted to digital form, filtered by the filter 13, is transmitted to the controller 17 and through it to the programmable calculator 2, where it is recorded as a data file with a temporary implementation of the considered process in this bandwidth.
При необходимости, исходный виброакустический сигнал многократно воспроизводится программируемым вычислителем 2 и ЦАП 14, усиливается третьим усилителем 16 и фильтруется регулируемым цифровым фильтром 13, что обеспечивает его «сканирование» по частоте фильтрации с различной шириной полосы пропускания без каких-либо ограничений по времени и на абсолютно идентичных режимах функционирования диагностируемого объекта, что существенно расширяет возможности анализа.If necessary, the initial vibro-acoustic signal is repeatedly reproduced by a programmable calculator 2 and DAC 14, amplified by a third amplifier 16 and filtered by an adjustable digital filter 13, which ensures its “scanning” by filtering frequency with a different bandwidth without any time limits and absolutely identical modes of functioning of the diagnosed object, which significantly expands the possibilities of analysis.
При сложности выделения «слабых» по амплитуде, но информативных, с позиции диагностирования, частот сигналов используются программно-управляемый избирательный фильтр на основе резонансных цепей 15, который позволяет за счет управления от программируемого вычислителя 2 через контроллер 17 настроить резонансный контур на требуемую конкретную частоту f0, выделить ее из общего спектра, усилить третьим усилителем 16, преобразовать в цифровой вид фильтром 13 и через контроллер 17 передать на программируемый вычислитель 2 с формированием на нем файла данных с временной реализацией колебаний на анализируемой частоте. Это также расширяет возможности анализа диагностируемого сигнала.If it is difficult to distinguish “weak” in amplitude, but informative, from the diagnostic point of view, signal frequencies, a program-controlled selective filter based on resonant circuits 15 is used, which allows tuning the resonant circuit to the required specific frequency f through control from programmable calculator 2 through controller 17 0 , select it from the general spectrum, amplify it with a third amplifier 16, digitalize it with a filter 13 and transfer it through a controller 17 to a programmable calculator 2 with the formation of Data file with the temporary implementation of oscillations at the analyzed frequency. It also enhances the analysis of the diagnosed signal.
В целом анализ диагностических данных осуществляется с учетом реального масштаба времени и частот вращения механизмов диагностируемого объекта.In general, the analysis of diagnostic data is carried out taking into account the real time scale and frequency of rotation of the mechanisms of the diagnosed object.
При выявлении, в процессе анализа диагностических данных, необходимости изменения алгоритма обработки исходного сигнала, использование предлагаемого устройства позволяет это сделать без повторного съема контролируемых параметров.If you identify, in the process of analyzing diagnostic data, the need to change the algorithm for processing the original signal, the use of the proposed device allows you to do this without re-taking the controlled parameters.
После комплексной обработки диагностической информации в программируемом вычислителе 2 она представляется в удобном для потребителя виде на индикаторе 4 и фиксируется в регистрирующем устройстве 3.After complex processing of diagnostic information in programmable calculator 2, it is presented in a convenient form for the consumer on indicator 4 and is recorded in the recording device 3.
Прогнозирующее устройство 5 работает следующим образом.Predictive device 5 operates as follows.
Из программируемого вычислителя 2 извлекаются N последних диагностических сигналов, снятых через равный интервал времени, и передаются в блок формирования исходных данных 18, где происходит формирование входной матрицы РN=[τ1, … τN-3; τ2, … τN-2; τ3, … τN-1] и вектора цели НN=[τ4, … τN], которые подаются на вход нейросетевого вычислителя 19, вычисляющего значения диагностирующих сигналов в следующий момент времени. Полученные сигналы подаются на вход второго нейросетевого вычислителя 20, вычисляющего состояние модуля движения в следующий интервал времени, выходной сигнал которого подается на вход блока сравнения 21, с которого, в случае положительного значения функции прогнозирования, сигнал подается на вход счетчика периодов 22, где происходит наращивание количество периодов работоспособности (Т=Т+1), текущее значение которого отображается на блока индикации периодов функционирования 23. Сигнал, снимаемый со второго выхода счетчика периодов 22, подается на второй вход нейросетевого вычислителя 19, после чего вычисленные значения диагностирующих сигналов в следующий момент времени передаются в блок формирования исходных данных 18, где формируются новые векторы входа РN+1=[τ1, … τN-2; τ2, … τN-1; τ3, … τN]и цели HN+1=[τ4, … τN+1]. Весь процесс прогнозирования повторяется до тех пор, пока функция прогнозирования положительна. Если функция прогнозирования отрицательна или равна нулю, то управляющий сигнал со второго выхода блока сравнения 21 подается на второй вход блока индикации периода 23, текущее значение счетчика периода 22 поступает на вход индикатора 4, отображающего число интервалов работоспособной работы объекта диагностирования.From the programmable calculator 2, the last N diagnostic signals are taken, taken at an equal time interval, and transmitted to the source data generating unit 18, where the input matrix P N = [τ 1 , ... τ N-3 ; τ 2 , ... τ N-2 ; τ 3 , ... τ N-1 ] and the target vector N N = [τ 4 , ... τ N ], which are fed to the input of the neural network calculator 19, which calculates the values of the diagnostic signals at the next time. The received signals are fed to the input of the second neural network calculator 20, which calculates the state of the motion module in the next time interval, the output signal of which is fed to the input of the comparison unit 21, from which, in the case of a positive value of the prediction function, the signal is fed to the input of the period counter 22, where the build-up the number of working periods (T = T + 1), the current value of which is displayed on the display unit of the operating periods 23. The signal taken from the second output of the period counter 22, tsya the second input of the neural network calculator 19, whereupon the computed values diagnosing signal in a next time transmitted in the initial data generating unit 18, where the new generated input vectors P N + 1 = [τ 1, ... τ N-2; τ 2 , ... τ N-1 ; τ 3 , ... τ N ] and goals H N + 1 = [τ 4 , ... τ N + 1 ]. The entire forecasting process is repeated until the forecasting function is positive. If the prediction function is negative or equal to zero, then the control signal from the second output of the comparison unit 21 is fed to the second input of the period display unit 23, the current value of the period counter 22 is fed to the input of indicator 4, which displays the number of intervals of working operation of the diagnostic object.
Таким образом, замена сложного электромеханического устройства прогнозирования, позволяющего вычислить вероятность безотказной работы, более простым и надежным устройство, осуществляющим программную обработку исходных данных и позволяющим вычислить время наступления отказа, определить причину будущей неисправности, и при этом существенно увеличить глубину анализа диагностической информации, а также повысить оперативность и объективность диагностирования сложных технических систем.Thus, replacing a complex electromechanical forecasting device that allows calculating the probability of failure-free operation, a simpler and more reliable device that performs software processing of the initial data and allows calculating the time of failure, to determine the cause of a future malfunction, and significantly increase the depth of analysis of diagnostic information, as well as increase the efficiency and objectivity of diagnosing complex technical systems.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011128329/28U RU112405U1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011128329/28U RU112405U1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112405U1 true RU112405U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011128329/28U RU112405U1 (en) | 2011-07-08 | 2011-07-08 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112405U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559401C1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Diagnostic of aircraft service systems operating conditions |
-
2011
- 2011-07-08 RU RU2011128329/28U patent/RU112405U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2559401C1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Diagnostic of aircraft service systems operating conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11855265B2 (en) | Acoustic signal based analysis of batteries | |
| JP5783808B2 (en) | Abnormal sound diagnosis device | |
| CN107948251B (en) | Android-based remote mechanical fault diagnosis system | |
| KR101025163B1 (en) | Analysis system of transfer path for vibration/noise and analysis method of transfer path for vibration/noise | |
| CN104408322B (en) | Rotating mechanical device fault diagnosis method capable of synthesizing multisource fault probability likelihood credibility | |
| CN113776794A (en) | Fault diagnosis method, device and system for embedded edge computing | |
| KR20200075148A (en) | AI system and pre-conditioning method in use with noise data for detecting noise source | |
| CN111307274A (en) | Method and device for diagnosing problem noise source based on big data information | |
| JP2019067197A (en) | Method for detecting trouble sign | |
| CN114401206B (en) | Motor state monitoring method and device, electronic equipment and storage medium | |
| JP6714462B2 (en) | Wireless sensor terminal, wireless sensor system, and sensor data collection method | |
| RU112405U1 (en) | DEVICE FOR DIAGNOSTIC AND FORECASTING OF TECHNICAL CONDITION OF MOTION MODULE | |
| CN109934136B (en) | Rolling bearing fault diagnosis method based on Duffing vibrator and eigen mode component | |
| RU146950U1 (en) | ELECTROMECHANICAL SYSTEM DIAGNOSTICS DEVICE | |
| JP2020085836A (en) | Analysis apparatus and analysis program | |
| RU2289802C1 (en) | Device for vibro-acoustic diagnostics of cyclically functioning objects | |
| JP5077847B2 (en) | Reverberation time estimation apparatus and reverberation time estimation method | |
| RU139162U1 (en) | DEVICE FOR INTELLECTUAL DIAGNOSIS OF THE MECHATRON OBJECT | |
| JP2018005269A (en) | Wireless sensor terminal, wireless sensor system, and sensor data collection method | |
| TW201339848A (en) | Self-diagnostic health status transmission system | |
| JP6711720B2 (en) | Wireless sensor terminal, wireless sensor system, and sensor data collection method | |
| JP2019117083A (en) | Vibration analysis system and vibration analysis method | |
| CN116155143A (en) | Method and device for acquiring motor parameters | |
| JP2017125836A (en) | Abnormality diagnostic device and abnormality diagnosis method | |
| WO2020054725A1 (en) | Diagnostic apparatus and diagnostic method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140709 |