Academic literature on the topic 'Діагностика об'єктів'

Показано, що діагностика об'єктів машинобудування передбачає обґрунтування розширення застосовуваних фізичних ефектів, орієнтованих, в першу чергу, на неруйнівного контролю параметрів продукції машинобудування. На підставі досліджень, які показують перспективність експериментальних і теоретичних доказів, доведена доцільність пошуку підтвердження інформативності частотних спектрів резонансних акустичних сигналів досліджуваних об'єктів, порушених широкосмуговими резонаторами рівній амплітуди в акустичному діапазоні. Надані прикладі застосування широкосмугових випромінювачів наноамплітудних впливів на досліджувані об'єкти з метою акустичної спектроскопії для створення їх ідентифікаційних моделей. Для практичного використання експериментальних результатів для ідентифікації розмірних і фізико-механічних характеристик станів діагностованих об'єктів авторами застосовані нейромережні моделі. Такі моделі служать практичним цілям діагностики станів об'єктів на основі частотних спектрів власних резонансних коливань. Доведено, якщо діагностика об'єкта проводиться щодо опорного сигналу у вигляді широкосмугового впливу постійної амплітуди, то такий підхід дозволяє нормувати вихідні діагностичні сигнали щодо опорного сигналу. представлені ідентифікаційні моделі, побудовані на нейромережному базисі, показали реальну можливість їх використання для створення системи діагностики об'єктів за кількома кількісними ознаками. Причому, кількість таких ознак, які можна контролювати одночасно, практично, не обмежена. Авторами роботи проведені додаткові дослідження, які показали можливість одночасного контролю не тільки геометричних характеристик об'єктів, а й їх фізико-механічних характеристик, включаючи показники напруженого стану, твердості і т.ін..

Сучасний і перспективний розвиток морського флоту нерозривно пов'язане з безпекою мореплавання, яке забезпечується безвідмовним і надійним функціонуванням систем життєзабезпечення і суднового устаткування. У зв'язку з цим виникає необхідність в розвитку сучасних методів оперативної діагностики для контролю технічного стану обладнання. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що запропоновано систему технічної діагностики обладнання морського судна на базі методу кількісної термографії. Дана система дозволяє зменшити для компаній, власників суден кількість експлуатаційних витрат, капіталовкладень та збитків. Тепловізійна діагностика є ефективним методом оцінки технічного стану обладнання на судах морського флоту і берегових підприємствах. Застосування методів кількісної термографії обумовлено необхідністю виявлення дефектів електро- і теплоенергетичних пристроїв на ранній стадії безпосередньо в режимі експлуатації. Представлена система тепловізійних випробувань, об'єктів або матеріалів об'єднує різні заснована на телевізійної час зйомки. Представлені основні етапи застосування системи технічного контролю суднових пристроїв і засобів на основі методів кількісної термографії. Метод тепловізійного обстеження електротехнічного обладнання в цілому являє собою сукупність заходів, необхідних для проведення випробувань і вироблення адекватної експертної оцінки. Розглянуто приклади застосування телевізійної техніки на морських судах, наведені результати телевізійних випробувань на прикладі аналізу стану суднових кабельних трас. Представлені матеріали імітаційного моделювання. Нові методи та засоби діагностики та прогнозування, призначені для підвищення експлуатаційної надійності суднових систем та механізмів.

Актуальність теми дослідження. З огляду на те, що за останні десятиліття кількість нещасних випадків, збоїв обладнання, у тому числі нещасних випадків на вертольотах, становило понад десять, актуальною науково-практичною задачею являється діагностика і прогнозування змін стану авіаційного генератора. Постановка проблеми. Основна мета цієї роботи – розробка нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота з метою діагностики і подальшого прогнозування його стану, скорочуючи час обчислень і збільшуючи рівень достовірності результатів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема інформаційної діагностики авіаційної техніки описана в роботах, в яких застосовуються різні методи визначення несправностей авіаційної техніки. Використання нейронних мереж у вирішенні завдань управління динамічними системами вивчається вченими і дослідниками, робота яких демонструє високий потенціал об'єднання двох обчислювальних технологій – штучних нейронних мереж і генетичних алгоритмів для вирішення задач синтезу інтелектуальних систем керування. Виділення недосліджених частини загальної проблеми. Нині є безліч підходів до проблеми діагностики складних динамічних об'єктів, у тому числі авіаційного генератора вертольота, найбільш поширеним з яких є інформаційна діагностика, одним із методів якої є використання нейронних мереж. Використання нейронних мереж управління дозволяє істотно усунути математичні проблеми аналітичного синтезу та аналізу властивостей досліджуваного об'єкта. Це пояснюється тим, що якість процесів управління в нейронних системах багато в чому залежить від фундаментальних властивостей багатошарових нелінійних нейронних мереж, а не від аналітичних розрахованих оптимальних законів. Багатошарові нейронні мережі мають ряд переваг, що дозволяє їх використовувати в задачах управління динамічними об’єктами. Постановка завдання. Метою цієї роботи є створення нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота. Виклад основного матеріалу. При діагностуванні авіаційного генератора вертольота повинні враховуватися такі параметри: теплові параметри генератора, рівень шуму генератора, частота обертання генератора, опір ізоляції контурів ротора, струм зворотної послідовності, рівень вібрації генератора, биття валу генератора, відхилення напруги, коливання напруги, коефіцієнт несинусоїдальності кривої напруги, коефіцієнт n-й гармонійної складової напруги непарного (парного) порядку, коефіцієнти нульової послідовності, відхилення частоти імпульсної напруги. Водночас необхідно швидко обчислити вихідний стан генератора в поточному режимі роботи для даної функції. Найбільш оптимальним методом вирішення проблеми є використання нейронних мереж, що скоротить час обчислень, підвищить рівень надійності результатів. Висновки відповідно до статті. У статті виконано синтез нейрорегулятора прогнозу NN Prediction Controller для вирішення завдання автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота в реальних режимах роботи шляхом розробки моделі нейромережевої системи в Simulink програмного пакету MATLAB. Також встановлено, які параметри істотно впливають на якість регулювання та визначено оптимальні значення параметрів. Використання нейромережевої моделі для автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота забезпечило високу якість ідентифікації параметрів нейрорегулятора. Це дозволило вибрати оптимальні значення параметрів нейрорегулятора, що забезпечить високі динамічні характеристики системи діагностики стану авіаційного генератора вертольота.

Досліджено методи експрес-діагностики енергоінформаційного статусу будь-якого об'єкта навколишнього середовища. Показано, що ефективними є підходи, засновані на візуалізації газорозрядного світіння навколо об'єктів живої і неживої природи в полі високої напруги, відомі в світі, як ефект Кірліана. В роботі представлені результати експериментальних досліджень із використанням кірліанографії у рішенні завдань медицини, екології, педагогічного процесу.

Наведено відомості про завдання відділу аналізу надійності систем контролю та діагностики, напрямки його діяльності та задачі, які розв'язуються за цими напрямками для забезпечення надійності контролю та безпеки експлуатації об'єктів атомної енергії, основні результати роботи. Надано інформацію про системи та технічні засоби, які належать до сфери діяльності відділу.

Розвиток технічної діагностики автомобілів слід розглядати у безпосередньому зв'язку з розвитком всієї системи їх технічної експлуатації. В теперішній час розроблені різні засоби діагностування, які застосовуються в багатьох галузях промисловості і транспорту. Діагностику технічного стану багатьох агрегатів і систем автомобілів необхідно розглядати як особливий вид фізичного моделювання, що поєднує фізичні моделі з натурними приладами. Діагностичні стенди повинні забезпечувати моделювання фізичних процесів, що протікають у реальних дорожніх умовах. Є важливим реалістичне моделювання процесів взаємодії елементів автомобіля з діагностичним обладнанням з урахуванням реально діючих сил, яке дозволить підвищити точність діагностування автомобілів на стенді. У статті розглянуто питання моделювання умов для отримання діагностичної інформації щодо складних об'єктів. Як приклад розглянута перевірка тягових властивостей легкових автомобілів на інерційному роликовому стенді. Таке обладнання повинно мати навантажувальний пристрій, який може забезпечити проведення перевірки тягово-економічних властивостей легкового автомобіля. В якості альтернативи електричним машинам постійного та змінного струму, для навантажувального пристрою роликового стенда можна застосувати гідравлічний насос-мотор аксіально-поршневого типу. Для такого типу приводу потрібно розробити методику визначення потужності на колесах автомобіля. Паралельно з типовими методиками визначення потужності за допомогою балансирних пристроїв, пропонується для конкретної моделі стенда вимірювати потужність за перепадом тиску у гідросистемі. Крім того, вимірювальна система інерційного стенду повинна забезпечувати: об'єктивність оцінки параметрів, які заміряються; мінімальний час, необхідний для проведення діагностичних операцій; стабільність вимірів; простоту і доступність для обслуговуючого персоналу; необхідну точність вимірів. Для цього розроблені методики експериментального дослідження метрологічних характеристик (повірки) каналу вимірювання потужності та каналу вимірювання тиску в гідросистемі стенду. У висновках обґрунтована можливість застосування розробленої методики при проектуванні або модернізації інерційних роликових стендів для перевірки тягових властивостей легкових автомобілів.

В роботі розглянуто принципи побудови сенсорів теплового потоку для застосування в системах моніторингу об’єктів теплоенергетики в залежності від умов теплообміну та характеристик об'єкта контролю, зокрема, сенсорів зі зменшеним тепловим опором, застосування яких дозволяє вимірювати густину теплового потоку в умовах високоінтенсивного теплообміну; сенсорів спеціального призначення для дослідження неусталених процесів теплообміну, тощо.

Актуальність теми дослідження. Спектральне представлення сигналів надає можливість виявляти приховані властивості фізичних процесів і, таким чином, запобігти появі ймовірних небезпечних ситуацій. Метод діагностування газотурбінного двигуна (ГТД) на основі S-дискримінанта використовується для розроблення й налаштування засобів захисту газотурбінних двигунів від помпажу та обертового зриву. Постановка проблеми. Розробка цього методу дасть змогу застосовувати S-дискримінант для раннього діагностування розвитку зривних процесів у турбокомпресорі ГТД, і тим самим визначати певні граничні умови, перевищення яких свідчитиме про втрату газодинамічної стійкості й дасть змогу системам автоматичного керування двигунами вчасно завадити поширенню помпажних явищ у турбокомпресорі ГТД. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації з досвіду використання схожих методів при діагностиці помпажу та обертового зриву в турбокомпресорі ГТД. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Можливість використання методу діагностування ГТД на основі S-дискримінанта для раннього діагностування розвитку зривних процесів у турбокомпресорі ГТД не досліджена. Постановка завдання. Вдосконалення методу діагностування помпажу ГТД на основі S-дискримінанту. Виклад основного матеріалу. У роботі проведено дослідження методу діагностування на основі Sдискримінанта. Показано, що цей метод діагностування має певні переваги, серед яких можна відзначити такі: проведення індивідуального контролю технічного стану конкретного об'єкта у широкому діапазоні частот; визначення розладнання машини та її експлуатаційних пошкоджень на ранній стадії; здійснення контролю розвитку несправностей залежно від часу наробітки, що дає змогу захищати машини та механізми від аварійних ситуацій. Запропонована модифікація методу S-дискримінанта. Висновки відповідно до статті. Використання модифікованого методу S-дискримінанта в процесі діагностування розвитку помпажу в турбокомпресорі ГТД має певні переваги перед іншими схожими методами діагностики.

Родина Coronaviridae включає підродини Letovirinae та Orthocoronavirinae. В отанній виділяють роди Alpha-, Beta-, Gamma-, та Deltacoronavirus, які інфікують людину та тварин. Найбільш вивченими коронавірусами людини є HCoV-22E, HCoV-OC43, NL63, HKU1, HECoV, MERS-CoV, SARS-CoV, SARS-CoV-2. Найпоширеніші коронавіруси викликають легкі захворювання верхніх дихальних шляхів, SARS-CoV та MERS-CoV - розвиток атипової пневмонії та небезпечного респіраторного синдрому. Пандемічний вірус SARS-CoV-2 вже викликав 170074768 випадків інфікування та 3535944 смертей на Землі, в Україні 2259743 та 52504 випадків відповідно. Поява нових геномних епідемічно небезпечних варіантів SARS-CoV-2 становить загрозу системі охорони здоров'я в питаннях діагностики, лікування та профілактики COVID-19. Для ідентифікації та виявлення вірусологічних, епідеміологічних і клінічних характеристик нових варіантів вірусу, створення колекцій штамів необхідно повсюдно здійснювати комплексний епіднагляд, включаючи моніторинг об'єктів навколишнього середовища на наявність неінфекційних фрагментів коронавірусів.

На сучасному етапі розвитку науки для технологічних і техногенних енергоактивних систем вироблено системні методи ідентифікації структури, динаміки, оцінення ризику, тоді як для просторових об'єктів цю проблему повною мірою не вирішено. Це стосується будівництва та експлуатації таких об'єктів з просторово розподіленою структурою, як мости, великі павільйони, висотні будинки, агрегатні лінії на спільному фундаменті для кольорового друку, які піддаються великим динамічним неоднорідним за потужністю навантаженням, що діють упродовж тривалого часу експлуатації. Їх руйнація при сукупній дії динамічних і статичних неоднорідних потокових у часі чинників великої енергетичної потужності, призводить до аварій і людських втрат. Основний чинник, який призводить до когнітивних помилок у проектуванні просторових конструкцій, є те, що фахівці у процесі розроблення проекту не до кінця враховують поняття фізичної сили, енергії потужності та фізичної енергії чинників з потоковою випадковою структурою. На цей аспект проблеми динамічної стійкості конструкції за дії чинників із стохастичною структурою звернув увагу Я. П. Драган, ввівши поняття "стохастичного процесу скінченої енергії" і "скінченої потужності потоків (послідовностей) активних фізичних силових дій". За певних умов комплексна дія силових чинників призводить до виникнення солітонів, тобто формування піку енергії та потужності у певний момент часу у найслабшому вузлі конструкції, що її руйнує. Якщо проектант, через свої когнітивні здібності і рівень знань, не враховує енергетичну сутність чинників як руйнівних сил, тоді це призводить до руйнування інфраструктурних об'єктів (міст у Генуї (Італія 2018 р.)), збудований у 1967 р., Китай 2019 р.), руйнівних повеней, пожарів, транспортних катастроф, цунамі. Щодо мостів з металоконструкцій у США (Нью-Йорк), побудованих з урахуванням методів вібраційних розрахунків С. Тимошенко, то вони експлуатуються понад 100 років, за відповідного технічного обслуговування. Оцінка вібраційної стійкості просторових конструкцій, як наявних, так і нових проектів, залишається складною проблемою створення систем контролю і діагностики, не вирішеною повною мірою, і тому розроблення інтегрованих інтелектуальних методів проектування систем контролю методом дистанційного лазерного зондування є актуальною. Інтенсивний розвиток як соціальної, так і техногенної інфраструктури призводить, внаслідок дії транспортних потоків, електростанцій, виробництв з шкідливими викидами, до росту силового екологічного навантаження на просторові конструкції, корозію металевих складників, росту вібраційних впливів на елементи об'єктів. Подальший розвиток таких негативних процесів призводить до зменшення міцності конструкцій, їхньої стійкості, експлуатаційної надійності та руйнування. Зниження якості несучих конструкцій, через невраховані негативні впливи, унеможливлює прогноз моменту настання аварійних ситуацій. Відповідно, розроблення методів дистанційного контролю вібрацій просторових елементів несучих конструкцій є для різних галузей актуальною проблемою.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-прикладної проблеми створення та вдосконалення методологічного та інформаційно-технічного забезпечення умов проведення біомедичного вимірювального експерименту (БМВЕ), що дало можливість підвищити достовірность контролю і діагностики стану біологічного об'єкта при обмеженнях на обсяг вимірювальної інформації і статистичної неоднорідності нестаціонарних біофізичних сигналів. Запропоновано фундаментальну основу вирішення зазначеної проблеми на основі методів факторного аналізу з урахуванням імовірнісних властивостей біологічних об'єктів, динамічних характеристик біофізичних сигналів та реальних умов проведення БМВЕ, таких як обмежений час досліджень, робота в умовах реального часу та вплив зовнішніх факторів, що не були включені у план експерименту. Отримала подальший розвиток інформаційна теорія контрольно-діагностичних рішень для планування біомедичного вимірювального експерименту. Вперше розроблені математичні моделі розрахунку очікуваної кількості контрольно-діагностичної інформації, з урахуванням виду плану біомедичного вимірювального експерименту і обмеженням на обсяги кількості вимірювань. Розроблено метод коваріаційного аналізу двовимірних медичних сигналів з багаторазовими вимірами, кореляційно спектральні методи виявлення порушень стаціонарності біофізичних сигналів в умовах динамічно безперервних фактор-них навантажень, метод і технічні засоби моніторингу динамічно нестаціонарних індукованих біоелектричних сигналів.
The thesis is presented for scientific degree of doctor of technical sciences 05.11.17 – biological and medical devices and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the solution of an important scientific and applied problem of creating and improving methodological and information technology support for the conditions of a biomedical measurement experiment (BMME), which made it possible to increase the reliability of monitoring and diagnosing the state of a biological object with limitations on the amount of measurement information and statistical heterogeneity of non-stationary biophysical signals. The paper proposes a fundamental basis for solving this problem based on the methods of factor analysis taking into account the probabilistic properties of biological objects, the dynamic characteristics of biophysical signals and the actual conditions of a BMME, such as limited research time, real-time work and the influence of external factors that were not included into the experiment plan. Mathematical models were developed for calculating the expected amount of diagnostic information, taking into account the type of plan of a biomedical measuring experiment and the restriction on the amount of measurements, which allowed a quantitative assessment of the contribution of each of the parameters of the experiment plan to the total amount of information received. The information theory of diagnostic and diagnostic solutions for planning a biomedical measurement experiment was further developed. For the first time, mathematical models have been developed for calculating the expected number of diagnostic and control information, taking into account the type of plan of the biomedical measurement experiment and the restriction on the amount of measurements. A method for the covariance analysis of two-dimensional medical signals with multiple measurements, correlation-spectral methods for detecting violations of stationarity of biophysical signals under dynamically continuous factorial loads, a method and technical means for monitoring dynamically non-stationary bioelectric signals have been developed. The work proves a stochastic relationship between the levels of quantization of induced signals in a biological object and the functional states of this object by using the developed covariance and correlation spectral methods of data analysis, which allowed for the classification and express control of biological objects and states. Based on this, a hardware information system has been developed that allows for the rapid diagnosis of liquid biological samples, including oncological diseases (colorectal cancer). The results of experimental studies of the system showed its compliance with medical and technical requirements and the possibility of obtaining diagnostic information for normalized mechanical effects on biological samples.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-прикладної проблеми створення та вдосконалення методологічного та інформаційно-технічного забезпечення умов проведення біомедичного вимірювального експерименту (БМВЕ), що дало можливість підвищити достовірность контролю і діагностики стану біологічного об'єкта при обмеженнях на обсяг вимірювальної інформації і статистичної неоднорідності нестаціонарних біофізичних сигналів. Запропоновано фундаментальну основу вирішення зазначеної проблеми на основі методів факторного аналізу з урахуванням імовірнісних властивостей біологічних об'єктів, динамічних характеристик біофізичних сигналів та реальних умов проведення БМВЕ, таких як обмежений час досліджень, робота в умовах реального часу та вплив зовнішніх факторів, що не були включені у план експерименту. Отримала подальший розвиток інформаційна теорія контрольно-діагностичних рішень для планування біомедичного вимірювального експерименту. Вперше розроблені математичні моделі розрахунку очікуваної кількості контрольно-діагностичної інформації, з урахуванням виду плану біомедичного вимірювального експерименту і обмеженням на обсяги кількості вимірювань. Розроблено метод коваріаційного аналізу двовимірних медичних сигналів з багаторазовими вимірами, кореляційно спектральні методи виявлення порушень стаціонарності біофізичних сигналів в умовах динамічно безперервних фактор-них навантажень, метод і технічні засоби моніторингу динамічно нестаціонарних індукованих біоелектричних сигналів.
The thesis is presented for scientific degree of doctor of technical sciences 05.11.17 – biological and medical devices and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to the solution of an important scientific and applied problem of creating and improving methodological and information technology support for the conditions of a biomedical measurement experiment (BMME), which made it possible to increase the reliability of monitoring and diagnosing the state of a biological object with limitations on the amount of measurement information and statistical heterogeneity of non-stationary biophysical signals. The paper proposes a fundamental basis for solving this problem based on the methods of factor analysis taking into account the probabilistic properties of biological objects, the dynamic characteristics of biophysical signals and the actual conditions of a BMME, such as limited research time, real-time work and the influence of external factors that were not included into the experiment plan. Mathematical models were developed for calculating the expected amount of diagnostic information, taking into account the type of plan of a biomedical measuring experiment and the restriction on the amount of measurements, which allowed a quantitative assessment of the contribution of each of the parameters of the experiment plan to the total amount of information received. The information theory of diagnostic and diagnostic solutions for planning a biomedical measurement experiment was further developed. For the first time, mathematical models have been developed for calculating the expected number of diagnostic and control information, taking into account the type of plan of the biomedical measurement experiment and the restriction on the amount of measurements. A method for the covariance analysis of two-dimensional medical signals with multiple measurements, correlation-spectral methods for detecting violations of stationarity of biophysical signals under dynamically continuous factorial loads, a method and technical means for monitoring dynamically non-stationary bioelectric signals have been developed. The work proves a stochastic relationship between the levels of quantization of induced signals in a biological object and the functional states of this object by using the developed covariance and correlation spectral methods of data analysis, which allowed for the classification and express control of biological objects and states. Based on this, a hardware information system has been developed that allows for the rapid diagnosis of liquid biological samples, including oncological diseases (colorectal cancer). The results of experimental studies of the system showed its compliance with medical and technical requirements and the possibility of obtaining diagnostic information for normalized mechanical effects on biological samples.