Динамика, прочность приборов и аппаратуры
О статье: поступила 19.03.2019; финансирование: грант РНФ 16-19-00046-П.
DOI: https://dx.doi.org/10.24866/2227-6858/2019-2-3
УДК 681.326
А.Н. Жирабок, А.Л. Филатов
ЖИРАБОК АЛЕКСЕЙ НИЛОВИЧ – профессор кафедры автоматизации и управления
Инженерной школы, e-mail: zhirabok@mail.ru
Дальневосточный федеральный университет,
Суханова ул., 8, Владивосток, 690091
ФИЛАТОВ АРТУР ЛЕОНИДОВИЧ – аспирант Института проблем
морских технологий ДВО РАН, e-mail: gryphon1@bk.ru
Суханова ул., 5а, Владивосток, 690091
Повышение эффективности непараметрического метода
диагностирования мехатронных систем
Аннотация. Рассмотрена задача функционального диагностирования мехатронных систем, а также различных приборов, динамика которых описывается нелинейными моделями, непараметрическим методом. Отличительная особенность таких приборов и систем состоит в том, что в описывающие их математические модели входят негладкие нелинейности, например люфт, насыщение, сухое трение, которые отражают происходящие в них реальные физические процессы. Характерная черта непараметрических методов состоит в том, что при реализации процедуры диагностирования на их основе значения некоторых, а в линейном случае – всех параметров системы могут быть неизвестными, но их отклонения от текущих значений будут зафиксированы средствами диагностирования. Этот метод реализован в настоящей работе на основе так называемого логико-динамического подхода, предложенного авторами для анализа систем, которые могут содержать негладкие нелинейности. Задача диагностирования на основе этого подхода решается в два этапа, на первом из них ищется линейное решение задачи, которое затем дополняется преобразованным нелинейным членом. Достоинством логико-динамического подхода является то, что он оперирует только методами линейной алгебры, что позволяет избежать использования сложных методов дифференциальной геометрии и пакетов прикладных программ, реализующих аналитические вычисления. В настоящей работе рассмотрены способы реализации непараметрического метода, позволяющие понизить сложность решаемых задач и получить расчетные соотношения для нелинейных систем. Полученные теоретические результаты подтверждены иллюстративными примерами.
Ключевые слова: мехатронные системы, негладкие нелинейности, дефекты, диагностирование, непараметрические методы.
Dynamics, Durability of Instruments and Equipment
DOI: https://dx.doi.org/10.24866/2227-6858/2019-2-3
Zhirabok A., Filatov A.
ALEXEY ZHIRABOK, Doctor of Engineering Sciences, Professor of Department
of Automation and Control, School of Engineering, e-mail: zhirabok@mail.ru
Far Eastern Federal University
8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690091
ARTUR FILATOV, Post Graduate Student in Institute of Marine Technology Problem, FEB RAS,
e-mail: gryphon1@bk.ru
5a Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690091
Improvement of nonparametric method
of diagnosis in mechatronic systems
Annotation: The problem of fault diagnosis in mechatronic systems and different devices, described by nonlinear dynamic models, by non-parametric method is considered. The peculiarity of such systems and devices is that their mathematical models contain such non-smooth nonlinearities as backlash, saturation, and Coulomb friction reflecting real physical processes in these systems. The feature of the non-parametric methods is that during diagnostic process the values of some parameters (in linear case – all parameters) may be unknown, but deviations from their values are detected by diagnostic tools. The logic-dynamic approach, which is used to implement this method in the present paper, is developed for diagnosis of nonlinear systems which may contain non-smooth nonlinearities. A solution of the problem based on this method is realized by two steps. On the first step, a linear solution is found which then is supplemented by nonlinear term. The feature of the logic-dynamic approach is that it uses the methods of linear algebra only that allows avoiding the use of methods of differential geometry and complex analytical mathematical packages. In this paper, we consider the methods to implement the non-parametric method allowing decreasing the computational complexity and obtaining calculating expressions for nonlinear systems. The theoretical results obtained during this studt are confirmed by illustrative examples.
Keywords: mechatronic systems, non-smooth nonlinearities, faults, diagnosis, non-parametric methods.