Разработка комплексной интеллектуальной системы мониторинга элементов конструкций в эксплуатации

Для мониторинга металлических и неметаллических элементов конструкций в экс-плуатации предложено и обосновано разработку комплексной интеллектуальной системы мониторинга технического состояния конструкций, которая относится к новому классу диагностических систем на основе концепции Structural Health Monitoring.

Выполнен структурно-функциональный синтез системы, в результате которого раз-работана обобщенная структурная схема и обоснован принцип функционирования системы; разработана функциональная схема многоканальной системы мониторинга элементов конструкций сварных резервуаров для оценки статических и динамических нагрузок и оценки текущего технического состояния объекта; обосновано использование датчиков первичной информации, построенных на различных физических принципах, сформированы такие измерительные каналы системы: канал измерения вибрации, канал инклинометрии, канал измерения деформации. Разработаны структурные схемы, выполнено моделирование и анализ характеристик измерительных каналов.

Разработан диагностический сервер для управления процессами измерения, реги-страции, преобразования, передачи и анализа данных, принятия решения о текущем тех-ническом состоянии конструкций и эксплуатационных нагрузках. Разработано алгорит-мическое и программное обеспечение, создан графический интерфейс передачи и сохра-нения диагностических данных на основе внешнего модуля АЦП, который взаимодействует с системой LabVIEW. Предложено и обосновано построение классификатора технического состояния на основе вероятностной нейронной сети, которая обеспечивает нелинейное разделение признаков. Подтверждена эффективность разработанного классификатора при распознавании бездефектного и дефектного состояний (относительный размер трещины 0,05) элемента конструкции по двумерным признакам. В составе диагностического сервера разработан модуль управления, который программно реализован в виде виртуального прибора в системе LabVIEW. Разработана методика и проверена работоспособность модуля опроса датчиков первичной информации на тестовых сигналах и сигналах датчиков вибрации, в результате подтверждена работоспособность виртуального прибора и ста-бильность работы сетевого интерфейса и каналов связи.

Для металлических и неметаллических элементов конструкций объектов авиационной техники, машиностроения, энергетики, инженерных сооружений специального назначения разработаны методики определения параметров и характеристик технического состояния и эксплуатационных нагрузок.