Слайды к лекции 6, 7 на тему «Метод диагностирования бортовых электронных устройств с применением CALS-технологий и математического моделирования» Цель: Улучшение технико-экономических показателей бортовых устройств систем управления космических аппаратов, за счет повышения эффективности процесса диагностирования. Термины и определения: Диагностирование - Определение технического состояния объекта. (ГОСТ ) Техническое состояние - Состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект. (ГОСТ ) Радиотехника область науки и техники, связанная с генерированием, преобразованием, излучением и приемом электромагнитных колебаний и волн радиочастотного диапазона. В соответствии с международным регламентом границы радиочастот лежат в пределах 3 кГц...З ГГц, которым соответствуют длины волн от 100 км до 0,1 мм. CALS-технологии (англ. Continuous Acquisition and Life cycle Support непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла) современный подход к проектированию и производству высокотехнологичной и наукоёмкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной техники и современныхангл. информационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия.жизненного цикла изделия Математическое моделирование процесс построения и изучения математических моделей реальных процессов и явлений. Математическая модель это упрощенное описание реальности с помощью математических понятий. 1

ИЕРАРХИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Шкаф (пульт, стойка) На несущей конструкции (НК) 3 Блок (рама) На НК 2 электротехнические изделия (ЭТИ) Изделия электронной техники (ИЭТ) Ячейка (кассета) На НК1 2

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ БОРТОВЫХ ЭС И ДЕФЕКТЫ ВОЗНИКАЮЩИЕ В НИХ Кожух Печатный узел Шпилька соединяющая ПУ с основанием Фрезерованно е основание Рис. Эскиз блока управления антенными переключателями с установленными печатными узлами. Рис. Типы дефектов покрываемых диагностированием по АЧХ и АС Классический контроль дефектов возникающих в конструкциях бортовых РТУ проводится путем визуального осмотра 3

4 СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ Рис. Вибростенд и структурная схема виброустановки: I система управления; 2генератор испытательных сигналов; 3 усилитель мощности; 4 вибростенд; 5 стол вибростенда; 6 контрольная точка; 7 контрольный ВИП; 8 измерительная точка; 9 испытуемое изделие; 10 измерительный ВИП; 11 средства измерения, анализа и обработки результатов измерений ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ МАТЕМАТИЧЕКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АСОНИКА – М - Моделирование механических процессов в стойках и блока методом конечных элементов; АСОНИКА – ТМ - Моделирование механических и тепловых процессов в печатных узлах методом конечных разностей; ANSYS - Моделирование механических тепловых электромагнитных и др. процессов в инженерных конструкциях; NASTRAN - Моделирование механических тепловых электромагнитных и др. процессов в инженерных конструкциях; и др.

5

Диагноз p– АЧХ снятая с БРТУ экспериментальным путём. E– моделированные АЧХ для различных видов неисправностей. K – Коэффициент подобия. - Коэффициент подобия рассчитываемый для детерминированной и случайной функций. КРИТЕРИЙ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РТУ 6

7 МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ КОНТСРУКЦИИ РТУ

СТРУКТУРА ПК АСОНИКА – Д (INTEGRITY) И ЕГО СВЯЗЬ С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ И ОПЕРАТОРОМ 8

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РТУ ПО АЧХ И АС 9

СОЗДАНИЕ БАЗЫ НЕИСПРАВНОСЕТЕЙ АЧХ И АС В INTEGRITY 10

РАСЧЕТ ПОРОГОВОГО ЗНАЧЕНИЯ КРИТЕРИЯ ПОДОБИЯ В ПОДСИСТЕМЕ INTEGRITY 11

ИЗМЕРЕНИЕ АЧХ И АС 12

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ РТУ ПО АЧХ И АС В ПОДСИСТЕМЕ INTEGRITY 13

Увеличение длины по оси У Увеличение длины по оси Х ПУ ИВЭП без неисправностей Отсутствие точки крепления Изменение варианта установки ЭРИ Т1 Отсутствие ЭРЭ VD 12 Экспериментальная проверка метода диагностирования по АЧХ и АС путем математического моделирования в подсистеме АСОНИКА - ТМ 14

15

ПРОВЕРКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КРИТЕРИЯ ПУТЕМ МАТЕМАТИЧЕКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КТ VD12Крепление ПУ Рис. Внесение неисправности в ПУ: a - Расположение ЭРЭ VD12, точки крепления и КТ на ПУ питания, b - направление перемещения ЭРЭ VD12 Рис. Виброускорения ЭРИ ПУ питания на частоте 236 Гц при воздействии гармонической вибрации: a - первая сторона, b - вторая сторона. 16

РЕЗУЛЬ ПРОВЕРКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КРИТЕРИЯ Рис. Зависимость коэффициента подобия (между экспериментальной АЧХ и АЧХ с измененной массой ЭРЭ VD-12) от массы ЭРИ VD-12 для ПУ питания БУАП Рис. График зависимости коэффициента правдоподобия от перемещения ЭРЭ VD-12 от центра 17

МАКЕТ КОНТСРУКЦИИ РТУ И ДЕФЕКТЫ ВНОСИМЫЕ В НЕГО 18

АЧХ МАКЕТА РТУ СНЯТАЯ В ГЕОМЕТРИЧЕСКОМ ЦЕНТРЕ КОЖУХА 19

АЧХ МАКЕТА РТУ СНЯТАЯ В ГЕОМЕТРИЧЕСКОМ ЦЕНТРЕ ПП 20