Особенности метрологического обеспечения современных гидроакустических комплексов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Долгов А.Н., Кудрявцев Н.Н., Сыротюк А.П. Компьютерный гидроакустический тренажер для рыбопоискового комплекса “Сарган-К” // Современные морские тренажеры - средство подготовки специалистов и инструментарий для создания перспективной рыбопоисковой аппаратуры // Обзорная информация. Сер. Актуальные научно-технические проблемы отрасли. ВНИЭРХ. - М.: Рыбное хозяйство. Вып.1. 1997. - С. 20 -28.

2. Долгов А.Н., Кудрявцев Н.Н., Сыротюк А.П. Разработка имитатора сигналов для рыбопоискового эхолота “Сарган” и создание на его базе гидроакустического тренажера // Современные морские тренажеры - средство подготовки специалистов и инструментарий для создания перспективной рыбопоисковой аппаратуры. Рыбное хозяйство. Обзорная информация. Сер. Актуальные научно-технические проблемы отрасли. ВНИЭРХ - М., Вып.1. 1997. - С. 30 - 34.

3. Долгов А.Н., Зинченко В.П., Сыротюк А.П., Козлов А.А. Рыбопромысловый тренажер нового поколения // Тезисы докладов Международной конференции “Морские обучающие тренажеры”. - С.- Петербург: МГА им. адм. Макарова, 1999. - С.73-75.

ОСОБЕННОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

СОВРЕМЕННЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

В. В. Волянский, В. Г. Гаркушенко

ОАО «Таганрогский завод "Прибой"»

Среди комплекса организационно-технических мероприятий, направленных на решение задач по поддержанию значений основных технических параметров образца и включающих систему подготовки, систему пополнения ЗИП, организацию оперативных и плановых ремонтов и др., одно из важнейших мест принадлежит метрологическому обеспечению ГАК.

Метрологическое обеспечение ГАК - это установление и применение комплекса научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, направленных на достижение единства, требуемой точности измерений и повышения достоверности контроля в целях обеспечения заданной эффективности ГАК.

Метрологическое обеспечение ГАК включает в себя:

1) определение состава параметров, измеряемых при контроле технического состояния, при поиске места отказа, при настройках и регулировках, а также определение допусков на них и норм точности их измерения;

2) определение состава средств измерений для обеспечения эксплуатации и технического обслуживания ГАК ;

3) разработку и аттестацию методик выполнения измерений, реализуемых в системах измерительного контроля;

4) проведение метрологических экспертиз разрабатываемого ГАК.

Метрологическое и диагностическое обеспечение влияет как на потенциальную эффективность ГАК (за счет измерения, настройки и регулировки параметров, определяющих эффективность боевого применения), так и на его боеготовность (за счет оперативного определения и прогнозирования технического состояния образца, а также обеспечения оперативного восстановления работоспособности). Следовательно, обобщенным показателем метрологического обеспечения является боевая эффективность образца или ее приращение за счет разработки и внедрения эффективных методов метрологического обеспечения.

Эффективность метрологического обеспечения определяется:

- показателями достоверности диагностирования: достоверностью контроля технического состояния, поиска места отказа и прогнозирования технического состояния;

- полнотой и глубиной контроля;

- быстродействием системы технического диагностирования при контроле технического состояния и поиска отказа;

- обоснованностью функциональных задач, решаемых системой технического диагностирования, достаточностью информации, выдаваемой оператору по результатам диагностирования;

- качеством решения задач метрологического обслуживания технических средств метрологического обеспечения, метрологической надежностью ( стабильностью) измерительных устройств системы.

Показателями достоверности контроля являются условные вероятности ложного (Рло) и необнаруженного (Рно) отказов.

Под условной вероятностью ложного отказа понимается вероятность принятия по результатам контроля решения «комплекс неработоспособен» при условии, что фактически он находится в работоспособном состоянии.

Под условной вероятностью необнаруженного отказа понимается вероятность принятия по результатам контроля решения «комплекс работоспособен» при условии, что фактически он находится в неработоспособном состоянии.

Условные вероятности ложного и необнаруженного отказов вычисляются по формулам, приведенным в [1]:

Рло =1-П (1 -а У

1=1

п [ •(1 - а)+(1 - Р)• в]- ПР •( а) п . .

Рно = ----------------------—-----------° + (1 -а)Й(1 -а1) ,

1 -п Р 1=1

1=1

где П - полнота контроля, определяемая условной вероятностью обнаружения отказа объекта контроля, при условии, что он действительно отказал (при идеальных средствах контроля);

Р, - вероятность нахождения 1-го параметра аппаратуры в допуске;

а, в - одиночные показатели достоверности контроля;

п - количество контролируемых параметров.

Значение полноты контроля рассчитывается по формуле, приведенной в [2] :

п

1 -п Р

П =-----*=^- ,

б

где б - вероятность отказа аппаратуры.

С погрешностью, не превышающей 2% при П = 0,75 ... 1 и б = 0...0,2 , в случае, когда вероятность возникновения отказов подчиняется экспоненциальному закону, полнота контроля может быть определена по формуле

П = А / А0,

где А, А0 - интенсивности отказов контролируемой части и аппаратуры в целом.

Определение одиночных показателей а и р осуществляется по формулам, приведенным в [1]:

dn

f de

f de

I f (x) \p(y - xd dx + I f(x)| jV(y - x)y

У dn____________________________/_a

V dn

dx •

dn

| f (x)dx + | f (x)dx

P = ~

dn

I f (x)l I p(y - x)dy jdx + I f (x)l I p(y - x)dy jdx

I f (x)dx

где

f(x) - плотность распределения контролируемого параметра;

(p(y) - плотность распределения погрешности измерения контролируемого параметра;

dn, de - значения нижнего и верхнего допусков на параметр.

При использовании в объекта контроля гибридный образец РТВ, а в качестве средства контроля АЦП можно использовать гипотезу о нормальном законе распределения контролируемого параметра и равномерном законе распределения погрешности его измерения.

Тогда выражения для одиночных показателей достоверности контроля примут следующий вид:

1

2• erf V-JL j-K• к4П

erf

(R -1)

K

V2.

+ erf\

K

12

k4k(r -1)

V2e

-(R-l)2 k

22

-42>e 2

p=-

Гг f TS Y -| -(r+1)2 k2 -K2 "1

erf (r+of_ - efT2 ) R +1) + V2e 2 -42e 2

2R • KVn^l - erf^K=

где K = 8/ax; S=(de- dn)/2; R = Аси/S; Аси - погрешность измерения контролируемого параметра; ax - среднее квадратическое отклонение контролируемого параметра.

При использовании в качестве средства контроля АЦП погрешность можно вычислить по формуле, приведенной в [2]:

Дси = -

Uo

2(2m -1)

где т - разрядность АЦП; По - динамический диапазон.

При расчетах достоверности учитывается, что разрядность АЦП, используемых в интересах контроля, равна 8 и 16.

При расчете показателей достоверности будем полагать, что К=3. Данное допущение основано на результатах опыта разработки аналогичных гидроакустических комплексов.

Тогда вероятность Р, находится из выражения

Р ="* (72

где

а =

+ да

2

а =

1

Контроль автоматизированной системой в современном ГАК проводится по многим параметрам. С учетом количества приборов, входящих в ГАК, их более ста. Для ускорения процесса расчета достоверности совместно с НИЦ РЭВ была разработана программа расчета достоверности работы АСТД.

Основные режимы работы АСТД приведены на рис. 1.

Рис. 1. Функциональные режимы АСТД

На рис. 2 приведена обобщенная структурная схема АСТД.

В связи с использованием в новых комплексах процессорной техники была реализована возможность оперативного контроля параметров при каждом цикле излучения. Прибор, реализующий алгоритмы АСК, осуществляет функции:

- непрерывно формирует состояние собственной аппаратуры ;

- в соответствии с временной диаграммой периферийного прибора передает ему контрольный массив и запрос на ответную передачу контрольного массива и информации о состоянии прибора ;

- анализирует время ответа и содержимое контрольного массива;

- собирает информацию от программно-аппаратных средств о состоянии магистралей ;

- по заданным критериям определяет состояние ГАК.

Анализ накопленной информации позволяет производить прогнозирование состояния ГАК и определять место возможного отказа. На монитор можно выводить решение двух задач: диагностирования и прогнозирования, что позволяет при выполнении боевой задачи учесть состояние трактов ГАС и заранее подготовить к замене ТЭЗ, в котором прогнозируется отказ. Это позволяет уменьшить время на обслуживание станции.

Во время работы ГАС непрерывно проверяется техническое состояние всех устройств ГАС. Данные проверок сохраняются в ОЗУ ЦОС. Эти данные обрабаты-

ваются по алгоритму прогнозирования отказов. Основной критерий алгоритма прогнозирования отказов это контроль изменения величины параметра во времени. Методами статистической математики оценивается время оставшегося работоспособного состояния и делается прогнозирование времени отказа ТЭЗа. Результаты анализа сообщаются оператору в виде рекомендаций на мониторе .

Рис. 2. Схема структурная электрическая устройств контроля

Наиболее сложным вопросом является метрологическое обеспечение регулировочных работ приемо-сдаточных и государственных испытаний. Использование в комплексах цифровой техники потребовало внедрения средств измерений нового поколения таких, как виртуальные стенды, анализаторы на базе ПК и другие.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Основы метрологии военной техники. - М.: Военное издательство, 1993.

2. Руководство по метрологическому и диагностическому обеспечению разрабатываемого радиотехнического вооружения ВМФ. - Санкт-Петербург, 1996.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ АКУСТИКИ В СОВРЕМЕННЫХ ГИДРОЛОКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

В. А. Воронин, С. П. Тарасов, В. И. Тимошенко

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Тенденции развития гидроакустики показывают, что использующиеся методы и средства гидроакустической локации постепенно достигают потенциально воз-