Розробка комплексної інтелектуальної системи моніторингу технічного стану конструкцій в експлуатації

Для моніторингу металевих та неметалевих елементів конструкцій в експлуатації запропоновано та обґрунтовано розробку комплексної інтелектуальної системи моніторингу технічного стану конструкцій, яка відноситься до нового класу діагностичних систем на основі концепції Structural Health Monitoring.

Проведено структурно-функціональний синтез системи, в результаті якого: розроблено узагальнену структурну схему та обґрунтовано принцип функціонування системи; розроблено функціональну схему багатоканальної системи моніторингу елементів конструкцій зварних резервуарів для оцінки статичних та динамічних навантажень на елементи конструкції та оцінки поточного технічного стану об‘єкту; обґрунтовано використання датчиків первинної інформації, побудованих на різних фізичних принципах, сформовано такі вимірювальні канали багатоканальної системи: канали вимірювання вібрації; канали інклінометрії; канали вимірювання деформації. Розроблено структурні схеми, проведено моделювання та аналіз вимірювальних каналів.

Розроблено діагностичний сервер для керування процесами вимірювання, реєстрації, перетворення, передачі та комплексного аналізу даних, прийняття рішення про поточний технічний стан конструкції та експлуатаційні навантаження. Розроблено алгоритмічне й програмне забезпечення, створено графічний інтерфейс передачі й збереження діагностичних даних на основі зовнішнього модуля АЦП, який підтримує взаємодію із системою у системі LabVIEW. Запропоновано та обґрунтовано побудову класифікатора технічного стану на основі імовірнісної нейронної мережі, яка забезпечує нелінійне розділення простору ознак. Підтверджено ефективність розробленого класифікатора при розпізнаванні бездефектного та дефектного (відносний розмір тріщини 0,05) станів елементу конструкції за двовимірними ознаками.

Розроблено керуючий модуль, як складову діагностичного серверу, який програмно реалізовано у вигляді віртуального приладу в системі LabVIEW. Розроблено методику та проведено перевірку працездатності модуля опитування датчиків первинної інформації на тестових сигналах та на сигналах датчиків вібрації, в результаті підтверджено працездатність створеного віртуального приладу та стабільність роботи мережевого інтерфейсу і каналу зв’язку.

Для металевих та неметалевих елементів конструкцій об‘єктів авіаційної техніки, машинобудування, енергетики, інженерних споруд спеціального призначення розроблено методики визначення параметрів та характеристик технічного стану та експлуатаційних навантажень.