Информационно-измерительная система для диагностирования электроприводной арматуры атомных станций на основе вейвлет-преобразования (Отзыв официального оппонента на диссертацию)

Отзыв официального оппонента

на диссертацию Синельщикова Павла Владимировича «Информационно-измерительная система для диагностирования электроприводной арматуры атомных станций на основе вейвлет-преобразования», принятую к защите в диссертационном совете Д 212.028.05 при Волгоградском государственном техническом университете на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)»

Современные концепции безопасной эксплуатации атомных станций базируются на внедрении систем обнаружения и распознавания неисправностей на стадии их зарождения. Комплекс таких систем, объединенных единой идеологией оперативного диагностирования, взаимодействующий с системами контроля и управления оборудованием АЭС, позволяет обеспечить и полноту, и глубину диагностирования, отвечающим современным требованиям безопасной эксплуатации АЭС. Диагностику технического состояния оборудования АЭС осуществляют с помощью информационно-измерительных комплексов, реализующих наукоемкие методы обнаружения и распознавания  неисправностей сложных систем с использованием информации, содержащейся в доступных для измерений выходных сигналах (методы идентификации). Методы идентификации неисправностей электроприводной арматуры АЭС (ЭПА) базируются на постановке и решении обратных задач динамики нелинейных электромеханических систем. Основная трудность решения таких задач связана с проблемами выделения из выходного сигнала нелинейной системы составляющих, созданных возникшими неисправностями при одновременном действии других влияющих факторов, и идентификации этих неисправностей. В настоящее время получены лишь приближенные решения этих задач. Поэтому тема диссертации Синельщикова П. В. является актуальной.

Тема диссертационного исследования и содержание диссертации соответствует паспорту специальности 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)».

Основной текст диссертации содержит введение, 5 глав, заключение, список литературы и приложения, изложенные на 143 страницах.

В первой главе рассмотрены экспертные методы обнаружения и распознавания неисправностей, используемые в автоматизированных системах диагностики электроприводной арматуры АЭС и базирующиеся на спектральном и частотном анализе выходных сигналов обследуемого и эталонного (исправного) объектов. Выполнен анализ методов диагностики ЭПА, использующие огибающие выходных сигналов обследуемого и эталонного объекта и огибающие скользящих среднеквадратических значений этих сигналов, полученные в скользящем временном окне. Выполнен сравнительный анализ штатных  систем диагностики технического состояния ЭПА АЭС, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, выбраны методы решения этих задач, основанные на использовании информации, содержащейся в измеренных значениях силы тока в фазной обмотке электродвигателя ЭПА (токового сигнала).

Во второй главе предлагается метод двух скользящих средних для построения огибающей токового сигнала. При этом для предварительной фильтрации измеренных значений токового сигнала предлагается фильтр, основанный на аппроксимации этого сигнала вейвлет-рядом с базисной функцией Морле. Выполнен сравнительный анализ результатов фильтрации тестовых сигналов и измеренных значений токового сигнала ЭПА предложенным методом и с помощью 10 альтернативных фильтров, основанных на других моделях сигнала типа «черный ящик».

Кроме того, выполнено обоснование и описание предложенного соискателем метода анализа частотных составляющих токового сигнала с помощью непрерывного вейвлет-преобразования. Приведены результаты применения предложенных методов получения огибающей и анализа частотных составляющих токового сигнала в штатных системах диагностики ЭПА вместо существующих методов.

 Полученные результаты представлены в положениях, вынесенных на защиту.

В третьей главе диссертации автор выполнил метрологический анализ измерительного канала информационно-измерительной системы, реализующей предложенные методы обработки диагностического сигнала. Получена формула для вычисления величины шага квантования времени при измерении токового сигнала при разных значениях допустимой погрешности и минимальной частоте составляющей вейвлет-ряда, используемого для аппроксимации токового сигнала ЭПА.

В четвертой главе выполнена экспериментальная проверка предложенных методов на экспериментальной установке, содержащей макет ЭПА (червячный редуктор с приводным электродвигателем и нагрузочным тормозом). В червячный редуктор вносят дефект, имитирующий изменение формы боковой поверхности зуба шестерни в процессе эксплуатации электроприводной аппаратуры АЭС. Для реализации разных стадий развития такого дефекта используется набор шестерен, у которых один зуб имеет искаженную боковую поверхность. Дефект внесен спиливанием слоя металла с боковой поверхности зуба. Толщина удаленного слоя металла последовательно увеличивалась у разных шестерен из этого набора от 0,2 мм до 1,2 мм с шагом 0,2 мм (стр.85). Приведены результаты диагностического обследования токового сигнала, полученного в экспериментах, с помощью предложенных в диссертации методов. Предлагается мониторинг состояния узлов и деталей ЭПА проводить по изменению среднеквадратического значения амплитуды восстановленного сигнала в разных интервалах (полосах) частот.

В пятой главе приведены результаты практического применения предложенных методов при диагностике технического состояния ЭПА Ростовской АЭС. Выполнен сравнительный анализ результатов диагностического обследования ЭПА предложенными методами с результатами, полученными с помощью штатной системы диагностики ЭПА.