CC BY
16
6. Бецков А.В. Методология и методы формирования структуры аэромобильных комплексов для управления силами и средствами МВД России. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008. 92 С. 5,81 п.л. тираж 1000 экз. заказ № 4 94.
7. Бецков А.В. Управление созданием и развитием аэромобильных комплексов МВД России. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008. 91 С. 5,8 п.л. тираж 1000. Заказ № 471.
8. Бецков А.В. Теоретические и организационные основы формирования аэромобильных комплексов МВД России. Академия управления МВД России. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009. 198 С. 12,44 п.л. тираж
1000 экз. заказ № 993.
9. Бецков А.В. Характеристики технических средств, используемых в моделировании аэромобильных комплексов МВД России. Первое издание. М.: Академия управления, 2010. С 575. 36 п.л. тираж 500 экз.
заказ № 2106.
10. Бецков А.В. Формирование и функционирование аэромобильных комплексов МВД России (теоретические, правовые и организационные основы). М.: Академия управления, 2010. С 237. 14,9 п.л. тираж
500 экз. заказ № 2380.
11. Евстифеев A.A. Модели минимизации направленного ущерба транспортной системы при отсутствии информации / A.A. Евстифеев, Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2009. № 11. С. 137-145.
12. Бецков А.В., Бецков В.И. Компоненты технических средств аэромобильных комплексов специального назначения. Учебное пособие. М.: Академия управления МВД России, 2012. С 342. 21,5 п.л. тираж 500 экз. заказ № 778.
УДК 621.31:658.58 Саушев А.В.
ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» Санкт-Петербург, Россия
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИИ О ГРАНИЦЕ ОБЛАСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Рассматривается задача определения состояния электротехнических систем. Диагностическими являются внутренние параметры системы, определяющие состояние ее комплектующих элементов. Показано, что для оценки состояния системы и определения ее запаса работоспособности необходима информация о границе области работоспособности. Предполагается задание области работоспособности в виде множества граничных точек, а также в форме аналитического описания ее границы. Получены критерии распознавания принадлежности вектора фактического состояния системы области работоспособности. Рассмотрены алгоритмы вычисления запаса работоспособности. Определены сферы применения каждого алгоритма, которые обусловлены формой задания области работоспособности, ее видом и размерностью пространства диагностических параметров. Ключевые слова:
электротехническая система, область работоспособности, контроль состояния, запас работоспособности, диагностические параметры.
Введение. Одной из важнейших задач технической диагностики является оценка состояния динамических систем в процессе их эксплуатации. Для электротехнических систем (ЭТС) эта задача сводится, прежде всего, к определению работоспособности или неработоспособности системы. При этом крайне важно решить и еще одну задачу — определить запас работоспособности ЭТС. Известные методы диагностирования состояния ЭТС либо не позволяют решить эту задачу, либо решают ее, но с большой методической погрешностью, которая резко возрастает с увеличением числа диагностических параметров. ЭТС отличаются большим схемным разнообразием и сложностью. Требования, которые предъявляются к их функционированию, постоянно ужесточаются, а режимы работы и условия эксплуатации достаточно часто являются тяжелыми и изменчивыми, о чем свидетельствуют данные, приведенные в работе [1]. Таким образом, задача оценки действительного состояния ЭТС, включая определение с заданной точностью запаса работоспособности системы, в настоящее время приобретает особую актуальность. Под ЭТС, согласно работе [2], будем понимать техническую систему, предназначенную для получения, распределения, преобразования, использования электрической энергии и управления этими процессами.
Постановка задачи. Состояние ЭТС в любой фиксированный момент времени характеризуется некоторым набором (вектором) параметров, к которым следует отнести:
входные параметры: u = (wl5
характеризующие задающие воздействия u(t) наблюдаемые на входах системы;
внешние параметры
: v = (Vl
V, Vo
v„
■Р> -'ЬУ
характеризующие свойства внешней по отношению к ЭТС среды и оказывающие влияние на ее функционирование. К таким воздействиям, например, относятся воздействия окружающей среды: температура, влажность, вибрация и радиация;
- внутренние параметры х = (Х15 Хг, ..., Хп ...,Хп)г
характеризующие состояние комплектующих элемен-
тов ЭТС, называемые также первичными параметрами. К ним относятся как параметры самих элементов (величины сопротивлений, индуктивностей, емкостей, масс, моментов инерции, жесткостей упругих связей), так и функции этих параметров, имеющие определенный физический смысл (коэффициенты усиления, постоянные времени, соотношения масс);
„и
и"
V \
I И
соот-
- внутренние параметры и
ТУ ' характеризующие,
ветственно, сигналы на входах и выходах ЭТУ, входящие как элементы о = 1,И , где Ь — число элементов в составе ЭТС;
выходные параметры
Y = (7i, Y2:
Y,.
Ym)
2' •••>
—, характеризующие свойства ЭТС, интересующие потребителя. Они представляют собой параметры-функционалы, т. е. функциональные зависимости
фазовых переменных £ — {Х^ ^ ^ ) ЭТС, и
параметры, являющиеся граничными значениями диапазонов внешних переменных, в которых сохраняется работоспособность системы. Эти параметры, как правило, являются показателями качества, характеризующими правильность функционирования системы [1].
ЭТС может находиться в различных состояниях. Определение категории «состояние» и анализ видов состояний применительно к различным ЭТС рассмотрены в работе [1]. Важнейшим состоянием, которое подлежит распознаванию при диагностировании технических систем, является работоспособное состояние (работоспособность). В настоящей работе под работоспособностью ЭТС будем понимать такое ее состояние, при котором значения параметров системы, характеризующих способность выполнять заданные функции, находятся в допустимых пределах. Эти пределы неразрывно связаны с условиями работоспособности ЭТС. Можно выделить внешние и внутренние условия работоспособности, устанавливаемые при проектировании ЭТС [3]. Они могут
и
быть односторонними и двухсторонними, причем для второго (более общего) случая имеют вид:
Yjm,n * Yj = Fj(X) < Y.max, j = ^
^n < ZJ = FJ(X) < Zjmax, v = 1,h;
Ximin < Xi < Ximax' i = 1П
где Y ( Z v ), Y. ( Z v ■ ), Y. ( Z v ) — соответ-
jmax jmax jmin jmin j j
ственно максимально допустимое, минимально допустимое и текущее значения j-го выходного (внутреннего) параметра; F (X) и Fv(X) — операторы связи первичных параметров ЭТС с ее выходными Y и внутренними Z параметрами соответственно.
Первое неравенство в системе неравенств (1) является внешним условием работоспособности и с геометрической точки зрения определяет допуско-вую область Dy пространства выходных параметров, которая имеет вид m-мерного бруса евклидова
пространства ^ j ~ ^ j min ^ ^ j max
Rm . Каждому ограничению
значений выходных параметров,
определяемому неравенствами D^n = F-(X) — Y-^ > 0
и D =Y —F (X) >0 j=1 m в л-мерном евклидо-J max J max J^- ' ~ 5 J 5
Dn
вом пространстве R первичных параметров, соответствует область M (при одностороннем ограничении — гиперповерхность).
Второе неравенство в системе неравенств (1) является внутренним условием работоспособности и с геометрической точки зрения определяет допус-ковую область Dz пространства внутренних параметров Z , которая по виду соответствует области
Dy .
Третье неравенство в системе неравенств (1) также является внутренним условием работоспособности и с геометрической точки зрения определяет допусковую область Dх , которая так же, как и
области Dy и Dz , имеет форму бруса:
Dx ={X £ Rn Xmin < X < Xtmax, i = Ш} • Множество G = DX f]Mz Г\Му Г являющееся пересечением областей Dj , M^ и My, называют областью работоспособности. Эта область определяет множество значений первичных параметров, при которых выполняются все требования, предъявляемые к выходным и внутренним Zv параметрам ЭТС.
Диагностическими параметрами в работе являются первичные параметры X. Это обусловлено тем, что именно первичные параметры, в конечном счете, определяют состояние ЭТС. Кроме того, лишь в пространстве параметров X возможно определение важнейшего показателя ЭТС запаса работоспособности, под которым понимается степень приближения вектора фактического состояния системы к его предельно допустимому значению [4, 5, 6]. Методы оценки состояния ЭТС в пространстве измеряемых характеристик, основанные на использовании информации о границе области работоспособности, в докладе не рассматриваются и частично изложены в работах [7, 8].
Для оценки состояния ЭТС в пространстве первичных параметров требуется установить, находятся ли измеренные значения параметров X в области работоспособности. Область работоспособности может быть задана в виде множества граничных точек или в виде гиперповерхности, ограничивающей область допустимых значений первичных параметров. Для задания области работоспособности массивом граничных точек разработаны методы и реализующие их алгоритмы, основанные на дискретном и непрерывном поиске координат этих точек [3]. Для технической реализации методов поиска и хранения граничных точек требуется доста-
точно большой объем памяти. Вместе с тем вычислительные возможности современных компьютеров позволяют реализовывать разработанные алгоритмы поиска граничных точек при достаточно большом числе первичных параметров [3, 9]. Точное решение задачи описания области работоспособности гиперповерхностью возможно лишь для простейших систем с небольшим числом параметров [3].
При разработке методов оценки состояния ЭТС необходимо учитывать исходные данные, размерность системы и априорную информацию о форме и задании области работоспособности. Будем считать, что известны координаты диагностируемых параметров Хь, определяющих точку Кь в их пространстве. Такую информацию обычно получают экспериментальным путем на основе использования известных методов идентификации ЭТС. Методы контроля состояния ЭТС должны иметь критерии, позволяющие распознавать принадлежность любой произвольной точки Кь области работоспособности и оценивать запас работоспособности системы. При контроле состояния ЭТС по независимым допускам задача решается весьма просто. Координаты точки Кь сравниваются независимо друг от друга с допусками (предельными координатами по каждому параметру) и при выполнении всех неравенств делается вывод о принадлежности точки области работоспособности и, как следствие, о работоспособном состоянии ЭТС. При более точной аппроксимации области работоспособности и переходе к зависимым допускам такое правило не работает.
Рассмотрим возможные методы решения поставленной задачи.
1. Метод последовательного перебора граничных точек области работоспособности. Данный метод предполагает, что область задана множеством граничных точек. При отсутствии информации, определяющей количественную связь между первичными и выходными параметрами ЭТС, с целью распознавания принадлежности точки Кь области работоспособности объективно требуется натурный эксперимент и соответствующая измерительная аппаратура для проверки условий работоспособности (1). Исследования показали, что можно предложить альтернативные, значительно более удобные и эффективные правила распознавания. Для рассматриваемого случая, когда область работоспособности задана множеством граничных точек, можно воспользоваться методами механической и электрической аналогии [4], разработанными для решения задачи параметрического синтеза ЭТС по критерию запаса работоспособности.
Рассмотрим наиболее общий случай, когда область работоспособности имеет произвольную форму. Оптимальное значение внутренней точки Ко при этом определяется в процессе поиска по целевой функции:
* - £I(/1(* -л*)2) ■
где N — общее число граничных точек области работоспособности, задающих ее границу дО; п — число первичных (диагностических) параметров; X ^ — координаты граничных точек.
Значения функции Е вычисляются в точках Ко (если это значение априорно неизвестно) и Кь. Если Е(Ко) < Е(Кь), то точка находится вне области О. В противном случае требуется дополнительный анализ. Если на отрезке прямой, соединяющей точки Ко и Кь, функция Е монотонно уменьшается от значения Е(Ко) к значению Кь, то исследуемая точка принадлежит области О и ЭТС находится в работоспособном состоянии.
Для проверки данного условия достаточно вычислить значение функции Е в точке К1 с координатами, отличающимися от координат точки Кь на величину АХ± в направлении к точке Ко. Если Е(К1) < Е(Кь), то точка находится в области работоспособности. Действительно, в точке Кг функция Е претерпевает разрыв, ее значение стремится к бесконечности. Между точками Ко и Кг и точками Кь и Кг функция Е, как следует из выражения (2), при
(2)
движении от точки R0 к точке Rr и от точки Rt к точке Rr является монотонно возрастающей. Таким образом, если условие F(R1) < F(Rt) не выполняется, то это противоречит исходному утверждению.
Для оценки запаса работоспособности данный метод предполагает последовательный анализ всех граничных точек и вычисление расстояний в евклидовом пространстве Rn между каждой граничной точкой и текущей точкой Rt, определяющей состояние ЭТС в данный момент времени. Наименьшее расстояние, при условии нахождения точки в области G, будет определять запас работоспособности ЭТС. Метод требует больших вычислительных и, соответственно, временных затрат. При числе диагностических параметров n>2 использование данного метода нецелесообразно.
В том случае, если область работоспособности является выпуклой, а также известны координаты оптимальной по критерию запаса работоспособности точки R0, затраты времени на решение задачи можно существенно сократить, исключив из рассмотрения граничные точки, которые являются для этого случая избыточными.
Суть предлагаемого алгоритма сводится к следующему. Через точку R0 проводятся взаимно перпендикулярные плоскости Hl, H2, ... , Hn, разбивающие область работоспособности на 2n подобластей (Gi, G2, ... , G2n)eG. Далее определяется подобласть G±eG, которой принадлежит точка Rt. С этой целью определяется знак каждой из координат:
(signX. > 0) V (signX. < 0), i = 1, n
и на основании полученной информации идентифицируется принадлежность точки Rt к некоторой подобласти Gi.
Использование предлагаемого алгоритма позволяет существенно сократить число граничных точек области работоспособности, которые используются для анализа при определении запаса работоспособности ЭТС.
2. Адаптивный метод матричного поиска. Метод предполагает, что каждая из функций-ограничений неравенства (1): f -F. (X) >0 и F. (X) - Y. ■ > 0 ,
jmax j v ^ jmin _
аппроксимирована конечным множеством линейных гиперповерхностей fj, и допусковая область M задана следующей системой неравенств:
2m n
X fj (X) > 0 ; f (X) = bj0 + XbßXi > 0 •
j=1 i=1
Для формирования правила распознавания состояния ЭТС воспользуемся свойствами логических R-функций, к которым относятся линейные гиперповерхности f. (X) [2]. При этом область работоспособности может быть задана следующим неравенством:
d
(((Ф1 Ла1 Ф2) Аа2 Фз) Аа3 ■■■) л£(g-1) 9d = Л^g) 9g > 0 ,(6)
g=1
где л*. . — R-конъюнкция R-функций сра, обеспечи-
а( g)
вающая возможность взятия k производных; а( д), g = 1,d — величины, принадлежащие интервалу а( д) e [-1; 1].
Если все ограничения (1) являются двухсторонними, то d = 2(m+n). При этом для функций-ограничений f (X) : Y .max - F■ (X) > 0 и F■ (X) _ Y ■ min > 0
- 9g = f(X) , Я = j, j = 1,2m , а для функций-
ограничений f (X): X - X > 0 и X - X • > о -1 J ) max ^ i — ^ ^ i ^ imm — w
9g = f (X) , Я = if i = 1,2w • в формуле (6) могут
быть опущены скобки и конечный результат не будет зависеть от последовательности свертки R-функций фд.
Для построения R-конъюнкции можно воспользоваться формулой [3]:
Приравнивая функцию О(Х) нулю, получим уравнение О(Х) = 0, описывающее границу области работоспособности ЭТС. Записывая функцию О(Х) в виде Я-конъюнкции функций М(Х) и Р(Х), которые описывают, соответственно, области М и Р, полу-
G(X) = 0,5(М(X) + P(X) - M(X) - P(X)|) > 0 •
(9)
Ф1 ЛФ2 = 0,5 (ф1 +Ф2 -|Ф1 - Ф21)
(7)
Для аналитического описания областей М и Р в системе уравнений (8) нужно произвести следующие замены: д = j, d = 2т, О(Х) = М(Х) — для описания области М и д = 1, d = 2л, О(Х) = Р(Х) — для описания области Р. В работе [10] получено уравнение границы области Оц, расположенной эквидистантно области О и внутри нее. При этом граничные точки областей О и Оц располагаются относительно друг друга по направлению градиента к функции О(Х) на одинаковом расстоянии 1.
Оценка состояния ЭТС осуществляется следующим образом. Если вычисленное значение функции
( Х) положительное, то ЭТС находится в работоспособном состоянии, если отрицательное, то система неработоспособна. Если значения параметров Х выражены в относительных единицах, то вычисленное значение функции будет характеризовать относительное значение запаса работоспособности ЭТС, принадлежащее интервалу [—1; 1].
Для определения запаса работоспособности метод предполагает последовательное зондирование пространства Япдиагностических параметров Х ЭТС. Направления зондирования определяются заданной исходной матрицей М(Х) координат первичных параметров, а величина отклонения опытных точек от исходного значения Xt зависит от результатов предыдущих опытов. Матрица М(Х) включает
N = 2п +2п направлений поиска. Выбор числа N обусловлен тем, что при аналитическом описании гиперповерхностей (X), составляющих область работоспособности ЭТС, в большинстве случаев используются полиномы второго порядка, для построения которых используется N точек, составляющих ядро и звездные точки планов второго порядка. При этом точность аппроксимации области работоспособности будет соизмеримой с точностью поиска величины запаса работоспособности ЭТС.
3. Оценка состояния ЭТС на основе метода сужающихся областей. Метод сужающихся областей разработан для решения задачи параметрического синтеза ЭТС по критерию запаса работоспособности [4]. Основным достоинством рассматриваемого метода является принципиальная возможность поиска глобального оптимума при произвольной форме области работоспособности. Метод предусматривает последовательное сужение исходной области работоспособности до тех пор, пока она не выродится в точку. Для аналитического описания границы областей О1, ... Ок, ..., Оэ, на каждом к-м шаге поиска используется математический аппарат Я-функций [3]. Этим областям соответствуют запасы работоспособности ЭТС 11, 12, . , 1к, . , 1э (в относительных единицах А1, А2, ...,Ак, ..., Аэ). Например, при Б=3 для подобластей ^ : А е[0; /¡//о];
О: А2 е[/^/0; ]; О3: А3 1] • Для диагностиро-
вания состояния ЭТС достаточно по рассмотренному ранее критерию установить принадлежность вектора фактического состояния системы Х^ определяемого координатами точки Rt той или иной области Ок.
В том случае, если информация о границах областей О1, О2, . , Ок, . , Оэ отсутствует и имеется только аналитическое описание области работоспособности, причем каждая составляющая ее гиперповерхность аппроксимирована классом гиперсфер [3, 11], предлагается использовать следующий алгоритм оценки состояния ЭТС.
На первом этапе определяется принадлежность или непринадлежность точки Н±, области работоспособности. Для этого координаты исследуемой точки подставляются в формулу аналитического описания области работоспособности на основе логических Я-функций. При этом, как отмечалось
чим
выше, положительный результат означает, что точка принадлежит области работоспособности и ЭТС находится в работоспособном состоянии.
На втором этапе определяется гиперсфера, которая является ближайшей к точке Кь,. В работе [11] доказано, что для этой цели достаточно сравнить численные значения К-функций, определяющие каждую гиперсферу, при подстановке в их выражения координат точки Кь. Меньшее значение определит гиперсферу, остающуюся для дальнейшего анализа.
На третьем этапе определяется запас работоспособности 1 ЭТС. Легко видеть, что 1 — — ^ ,
где К — радиус гиперсферы, оставленной для анализа; Ь — расстояние между точкой Кь и центром гиперсферы.
Рассмотренный алгоритм отличается малыми затратами времени и возможностью практической реализации при большом числе диагностических параметров. При п > 10 его достоинства часто являются решающими при выборе алгоритма контроля ЭТС.
Заключение. В заключение рассмотрим алгоритм, позволяющий уточнить полученную с помощью рассмотренных ранее методов оценку запаса работоспособности ЭТС. При этом шаг поиска алгоритма, реализующего процедуру спиральной развертки, определяется необходимой погрешностью вычисления запаса работоспособности ЭТС [6, 12].
Алгоритм спиральной развертки был разработан для решения задачи поиска первой граничной точки, принадлежащей области работоспособности при ее задании в виде множества граничных точек и изложен в работе [3].
Выбор точек для анализа принадлежности их области О осуществляется по спирали, начиная с точек Щ и Щ по следующему правилу:
Rv = 0,125АТ 0,125ДХ,
2 v' +1 + (-l)(v'-1)l(-l)(vM)[(-l)(v-1)+1" 2 v' +1 + (-1)(v'-1)"(-1)(vM )[(-1)v+1";
г — 0,5(—+1,5 ; V' — Е(0,5у + 0,5); V" — Е(0,25v +1) ^ = 1, 2, 3.. .
Переход от координат 0Х'Х' к координатам 0 Х1Х2 выполняется по известным формулам [3] и для угла поворота между осями X' и X , равного 0,25л , получим X' — (X + Х2 )/>/2 и
X2 —(Х1 — Х2)/>/2 •
Вывод. Рассмотренные методы и алгоритмы оценки состояния ЭТС позволяют с высокой достоверностью не только оценить работоспособность системы, но и определить запас ее работоспособности. Эффективность алгоритмов была подтверждена тестовыми примерами и исследованиями реальных ЭТС, включая элементы автоматизированных электроприводов и системы их управления. Достоинством алгоритмов является не только их низкая методическая погрешность, но и малые затраты времени на их программную и техническую реализацию, что позволяет диагностировать многопараметрические ЭТС в режиме онлайн.
ЛИТЕРАТУРА
1. Саушев А. В. Методы управления состоянием электротехнических систем объектов водного транспорта / А. В. Саушев. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2014. — 215 с.
2. Саушев А. В. Морфологический анализ категории электротехническая система / А. В. Саушев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2Э15. — № 1 (29). — С. 193-2й1.
3. Саушев А. В. Области работоспособности электротехнических систем / А. В. Саушев. — СПб.: Политехника, 2013. — 412 с.
4. Саушев А. В. Параметрический синтез электротехнических устройств и систем / А. В. Саушев. — СПб.: ГУМРФ им. Адм. С. О. Макарова, 2013. — 315 с.
5. Саушев А. В. Структура, метод и алгоритмы оптимального параметрического синтеза динамических систем // А. В. Саушев // Труды международного симпозиума «Надежность и качество»: в 2 т. Т. 1 - Пенза : ПГУ, 2013. - С. 214 - 217.
6. Саушев А. В. Метод синтеза многопараметрических динамических систем на основе информации о границе области работоспособности // А. В. Саушев // Труды международного симпозиума «Надежность и качество» : в 2 т. Т. 1 - Пенза : ПГУ, 2014. - С. 120 - 123.
7. Саушев А. В. Идентификация и контроль состояния систем управления на основе информации о границе области работоспособности / А. В. Саушев // Материалы Международной научно-технической конференции «Автоматический контроль и автоматизация технологических процессов». — Минск: Белорусский гос. тех. ун-т, 2012. — С. 151-155.
8. Саушев А. В. Метод оценки состояния электротехнических систем на стадии эксплуатации / А. В. Саушев // Материалы XI Международной научно-практической конференции. «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий». — М.: НИУ ВШЭ, 2014. — С. 489-491.
9. Катуева Я. В. Алгоритмы анализа области работоспособности, заданной в матричной форме / Я. В. Катуева, Д. А. Назаров // Информатика и системы управления. — 2оо5. — № 2 (10). — С. 118-128.
Ю. Саушев А.В. Параметрический синтез технических систем на основе линейной аппроксимации области работоспособности / А. В. Саушев// Автометрия. — 2Э13. — Т.49. — № 1. — С. 61-67.
11. Саушев А. В.Алгоритмы синтеза номиналов и допусков многопараметрических систем / А. В. Саушев. // Информационные технологии и вычислительные системы. — 2Э15. — № 3. — С. 65-73.
12. Юрков Н. К. Риски отказов сложных технических систем / Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных технических систем. — 2Э14. — № 1(5). — С. 18-24.
УДК 621.391.82: 532.57 Львов А.А., Львов П.А.
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., Саратов, Россия
БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЯ ДО ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОГО МНОГОПОЛЮСНОГО РЕФЛЕКТОМЕТРА
В работе предложен новый бесконтактный способ измерения расстояния до плоской поверхности, основанный на применении комбинированного многополюсного рефлектометра (КМР). Описаны методики калибровки КМР, измерения расстояния до зондируемой поверхности с его помощью и уточнения частоты зондирующего сигнала, которые в совокупности позволяют создать относительно недорогой и высокоточный измеритель расстояния, способный измерять координаты исследуемой поверхности с точностью до 0,01 мм и работать в условиях воздействия на исследуемый объект высоких температур, например, в сталелитейной промышленности. Проведенное моделирование работы измерителя подтвердило сделанные теоретические выводы.
Ключевые слова:
комбинированный многополюсный рефлектометр, СВЧ измеритель расстояния до объекта, калибровка многополюсника, уточнение частоты СВЧ генератора, калибровочные нагрузки.
