ВВЕДЕНИЕ 9
1 Описание предметной области 12
1.1 Общие сведения 12
1.2 Анализ методов испытаний 15
1.3 Испытательный стенд 18
1.4 Измерительная аппаратура 18
1.5 Описание проблемы 25
1.6 Методы диагностирования 26
2 Анализ методов искусственного интеллекта 29
2.1 Генетический алгоритм 29
2.2 Нейронные сети 31
2.3 Многоагентная система 32
2.4 Сравнительный анализ применимости методов искусственного
интеллекта 34
3 Структура программы 38
3.1 Разработка функционально-структурной схемы системы
диагностирования роботизированных коробок передач 38
3.2 Алгоритм фильтрации входных данных 39
3.3 Методы математической статистики 43
3.4 Алгоритм вибродиагностирования 45
3.5 Алгоритм определения остаточного ресурса 55
3.6 Разработка многоагентной системы диагностирования дефектов 60
4 Реализация программного средства 65
4.1 Среда разработки 65
4.2 Описание программы 65
Заключение
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
ПРИЛОЖЕНИЕ А 76
Поддержание автомобильной техники в постоянной готовности является сложной и актуальной задачей. В практике испытаний ряда агрегатов трансмиссии основным способом диагностирования остается поэлементное исследование и контроль деталей и узлов агрегата (разбираемого после некоторой нормативной наработки, что, как правило, связано с большими трудозатратами и риском нарушить приработку звеньев). Состояние коробки передач можно оценить только по косвенным признакам. Это приводит или к преждевременной замене деталей с недоиспользованным ресурсом, или к постановке в эксплуатацию негодных деталей, снижающих послеремонтный ресурс агрегатов в целом. Резервом повышения надежности является тщательные доводочные испытания, направленные на совершенствование конструкции, а также переход от планово-предупредительного обслуживания к ремонту по действительному техническому состоянию. Все эти обстоятельства требует широкого применения средств и методов автоматизированного контроля и диагностирования.
Анализ статистики отказов автомобилей показывает, что наибольшее их число приходится на электрооборудование и электронику (30%), двигатель (28.4%), коробку передач (16%). Состояние коробки передач можно оценить только по косвенным признакам. Это приводит или к преждевременной замене деталей с недоиспользованным ресурсом, или к постановке в эксплуатацию негодных деталей, снижающих послеремонтный ресурс агрегатов в целом. И то, и другое приводит к существенному росту затрат труда, времени и средств на обеспечение их работоспособности в процессе эксплуатации. Это также ведет к снижению производительности автомобиля в процессе эксплуатации из- за повышения простоев в ремонте.
Целью испытаний коробок передач является проверка качества восстановления отдельных деталей и в целом качества сборки. В ходе испытаний проверяют, нет ли подтеканий масла, самопроизвольного выключения передач, повышенного шума, ударов, стуков КПП
Преимущества стендового диагностирования, следующие:
- диагностирование проводится в отрыве от других узлов и агрегатов, что исключает их воздействие на объект исследования;
- возможность (и даже необходимость) проведения стендового диагностирования совместно с компьютерным, что позволяет использовать преимущества компьютерного диагностирования;
- возможность изменять входные параметры работы коробки передач (такие как скорость, крутящий момент на входном валу) практически в любых диапазонах, что далеко не всегда возможно в процессе дорожных испытаний.
Процесс технического диагностирования включает: обеспечение функционирования объекта в заданном режиме (функциональное диагностирование) или подачу тестовых воздействий на объект (тестовое диагностирование), позволяющих обнаружить дефект; измерение величины диагностических параметров; постановку диагноза на основе логической обработки полученной информации или путем сопоставления с нормативами. Диагностирование трансмиссии осуществляется по параметрам технического состояния зубчатых зацеплений, подшипников, фрикционных элементов, синхронизаторов и элементов привода.
Методы вибродиагностирования традиционно считаются одним из наиболее эффективных способов контроля технического состояния, а также определения мест и причин неисправностей. Контроль технического состояния и диагностирование на основе измерения и анализа параметров вибраций - вибродиагностика - в настоящее время введены в общую классификацию методов неразрушающего контроля.
Целью исследования является совершенствование оценки технического состояния зубчатых передач автоматизированных трансмиссий за счет их анализа вибродиагностическим способом, которое обеспечит повышение оперативности оценки технического состояния зубчатых передач и подшипников.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Анализ предметной области;
2) Сравнительный анализ методов искусственного интеллекта;
3) Разработка структурно-функциональной схемы системы диагностирования автоматических коробок передач;
4) Разработка структуры МАС;
5) Разработка алгоритмов фильтрации входных данных;
6) Разработка алгоритмов вибродиагностирования;
7) Реализация программного средства для диагностирования автоматических коробок.
Научная новизна:
1) Разработан алгоритм определения дефектов в зубчатых зацеплениях и подшипниках.
В рамках работы было разработано программное средство для диагностирования дефектов (зубчатых колес, подшипников, выкрашивание поверхностей и т.д.) в автоматических коробках передач на испытательном стенде с помощью многоагентной системы. В качестве метода ИИ была выбрана многоагентная система, ввиду хорошей приспособленности для выполнения параллельной работы и к контролю сложными процессами в промышленности.
По результатам выполнения выпускной квалификационной работы была разработана структурно-функциональная схема системы диагностирования автоматических коробок передач.
Разработаны алгоритмы фильтрации входных данных и вибродиагностирования.
Программное средство для диагностирования автоматических коробок передач было реализовано в программном продукте MATLAB, т.к. MATLAB имеет широкие возможности для обработки сигналов и данные в нем представляются в матричной форме, что намного облегчает обращение и работу с ними.
Применение многоагентной системы для диагностирования дефектов на испытательных стендах будет полезной для организаций, проводящих технический осмотр и обслуживание агрегатов трансмиссии, с целью проверки качества работы коробки передач после ремонта, и для предприятий, разрабатывающие собственные коробки передач, для повышения качества продукции.
