DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.5(36).1.299-310

The Use of Methods of Theory of Sensitivities in Solving Problems of Technical, Transport and Production Systems and Processes

Viktor Aulin

Viktor Aulin, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X

Abstract

The criterion of its relative sensitivity (sensitivity) is constructed on the example of the function of technical condition of systems and units of machines as a function of diagnostic parameters. The relative criterion of sensitivity (sensitivity) for each diagnostic parameter and function of the state of weighting factors and operating time is considered. Using the properties of sensitivities and the method of realization of the theory of sensitivity of functions, partial criteria of relative sensitivity are obtained. Considering the set of functions of diagnostic parameters and reliability functions as functions of probability of trouble-free operation, it is shown that they are parametrically set. The connection of sensitivities of diagnostic parameters with the level of reliability of systems, units and machines in general is established. The block diagram of a method of definition of character of dynamic development of diagnostic parameters and indicators of reliability of a technical condition of systems and units of cars is developed. Mathematical models of relative sensitivity (sensitivity) for the most informatively significant diagnostic parameters of power units and transmissions are built on the basis of experimental research data. It is shown that mathematical models of sensitivity of diagnostic parameters allow to determine local values of sensitivity on operating ranges and are an effective tool for selection of operating ranges on which certain diagnostic parameters should be controlled to ensure proper reliability of systems, units and machines as a whole.

Keywords

sensitivity, technical system, technical condition, diagnostic parameter, reliability function, power unit, transmission

Full Text:

PDF

References

1. Bode, G. (1948). Teoriya tsepey i proektirovanie usiliteley s obratnoy svyazyu [Circuit theory and feedback amplifier design]. M., Izdatelstvo inostr. lit. [in Russian].

2. Burkov, V.I., Egoryisheva, A.V. & Kargin, Yu.F. (2001). Opticheskie i hirotropicheskie svoystva kristallov so strukturoy sillenita [Optical and chirotropic properties of crystals with a sillenite structure]. Kristallografiya - Crystallography ,Vol.46, 2, 356-380. [in Russian].

3. Geher, K. (1973). Teoriya chuvstvitelnosti i dopuskov elektronnyih tsepey [Theory of sensitivity and tolerances of electronic circuits]. Moskow : Sov. radio [in Russian].

4. Hrynkiv, A.V., Aulin, V.V., Lysenko, S.V., Holub, D.V. & Martynenko, O.D. (2015) Teoretyko-fizychnyi pidkhid do diahnostychnoi informatsii pro tekhnichnyi stan ahrehativ mobilnoi silskohospodarskoi tekhniky [Theoretical and physical approach to diagnostic information about the technical camp of aggregates in mobile agricultural equipment]. Visnyk KhNTUSH im. P. Vasylenka - Bulletin of KhNTUSG im. P. Vasilenka, 158, 252-262 [in Ukrainian].

5. Kalyanov, V.P. (2001). Perspektivnyiy dvigatel dlya transportnogo sredstva [A promising engine for a vehicle]. Mezhvuzovskiy nauchnyiy sbornik "Aktualnyie problemyi transporta i puti ih resheniya" - Interuniversity scientific collection "Actual problems of transport and ways to solve them", Saratov, 61-69 [in Russian].

6. Molodan, A.A. (2005). Povyishenie nadezhnosti elementov traktora metodami uravneniya ih chuvstvitelnostey [Improving the reliability of tractor elements by methods of equating their sensitivities]. Visnik HNADU - Bulletin of the KhNADU, 95-100 [in Russian].

7. Tomovich R. (1963). Sensitivity analyses of dynamic systems. New York.: Mc.Graw. Hill. [in English].

8. Tomovich, R. & Vukobratovich, M. (1972). Obschaya teoriya chuvstvitelnosti [General theory of sensitivity]. Moskwa: Sovetskoe radio [in Russian].

9. Agafonov, E.D. & Kirik, E.S. (2004). Ob uchete nachalnyih usloviy v zadache neparametricheskoy identifikatsii nelineynyih dinamicheskih protsessov s ispolzovaniem metoda linearizatsii [On taking into account the initial conditions in the problem of non-parametric identification of nonlinear dynamic processes using the linearization method]. Identifikatsiya sistem i zadachi upravleniya: Trudyi III mezhdunarodnoy konferentsii - Identification of systems and control tasks: Proceedings of the III international conference. 28 - 30 yanvarya 2004. M., S. 845-856 [in Russian].

10. Ruban, A.I. (1975). Identifikatsiya nelineynyih dinamicheskih ob'ektov na osnove algoritma chuvstvitelnosti [Identification of non-linear dynamic objects based on the sensitivity algorithm]. Tomsk: Izdatelstvo TU [in Russian].

11. Petrov, B.N. & Krutko, P.D. (1970). Primenenie teorii chuvstvitelnosti v zadachah avtomaticheskogo upravleniya [Application of sensitivity theory in automatic control problems]. Tehnicheskaya kibernetika - Technical cybernetics. №2. S.134-140 [in Russian].

12. Yusupov, P.M. & Zaharin, F.M. (1971). Metodyi teorii chuvstvitelnosti v zadachah identifikatsii dinamicheskih sistem [Methods of sensitivity theory in problems of identification of dynamical systems]. Teoriya i primenenie adaptivnyih sistem - Theory and application of adaptive systems, 145-158 [in Russian].

13. Gorodetskiy, V.K., Zaharin, F.M. & Rozenvasse, E.N. (1971). Metodyi teorii chuvstvitelnosti v avtomaticheskom upravlenii [Methods of sensitivity theory in automatic control]. Leningrad: Energiya [in Russian].

14. Spidi, K., Braun, R. & Gudvin, Dzh. (1973). Teoriya upravleniya [Control Theory]. Moskwa: Mir [in Russian].

15. Ostov. Yu.Ya. & Yusupov. P.M. (1971). Reshenie zadachi nablyudeniya i identifikatsii vozmuschayuschih vozdeystviy metodom inversnoy chuvstvitelnosti [Solution of the problem of observation and identification of disturbing influences by the method of inverse sensitivity]. Voprosyi kibernetiki. Adaptivnyie sistemyi - Questions of cybernetics; adaptive systems, 175-186 [in Russian].

16. Ruban, A.I. (1971). Identifikatsiya raspredelennyih dinamicheskih ob'ektov na osnove algoritma chuvstvitelnosti [Identification of distributed dynamic objects based on sensitivity algorithm]. Tehnicheskaya kibernetika - Technical cybernetics, 6, 191-196 [in Russian].

17. Kuzmenko, A.G. (2011). Teoreticheskaya i eksperimentalnaya tribologiya. Nadezhnost uzlov treniya po prochnosti i iznosu: monografiya [Theoretical and experimental tribology. Reliability of friction units in terms of strength and wear: monograph]. (Vols 12). A.G. Kuzmenko (Eds.). Hmelnitskiy: HNU. Vol.7, 391 [in Russian].

18. Aulin, V.V. (2014). Fizychni osnovy protsesiv i staniv samoorhanizatsii v trybotekhnichnykh systemakh: Monohrafiia [Physical bases of processes and states of self-organization in tribotechnical systems: Monograph]. Kirovohrad: Vydavets Lysenko V.F. [in Ukrainian].

19. Aulin, V.V., Hrynkiv, A.V. & Livitskyi, O.M. (2015) Matematychnyi aparat dlia otsinky diahnostychnykh parametriv ta vyznachennia optymalnoi yikh kilkosti [Mathematical apparatus for estimating diagnostic parameters and determining their optimal number]. Zb. materialiv IV Mizhnar. nauk.-tekhn. internet-konf. Avtomobil i elektronika. Suchasni tekhnolohii - Coll. materials IV International. scientific and technical internet conference Car and electronics. Modern technologies, 17-19 lystopada 2015 r., m. Kharkiv: KhNADU, 2015. S.126-129 [in Ukrainian].

20. Aulin, V.V. & Hrynkiv, A.V. (2017). Teoretychnyi analiz diahnostychnykh parametriv tekhnichnoho stanu system ta ahrehativ zasobiv transportu za dopomohoiu metodiv teorii chutlyvosti [Theoretical analysis of diagnostic parameters of technical condition of systems and units of vehicles using the methods of sensitivity theory]. Naukovyi visnyk NUBiPU. Seriia: tekhnika ta enerhetyka APK - Scientific Bulletin of NULES. Series: machinery and energy of agro-industrial complex, Issue. 262, 227-239 [in Ukrainian].

21. Aulin, V.V. & Hrynkiv, A.V. (2016). Metodyka vyboru diahnostychnykh parametriv tekhnichnoho stanu transportnykh zasobiv na osnovi teorii sensytyviv [Methods of choosing diagnostic parameters of technical condition of vehicles based on the theory of sensitivities]. Naukovyi zhurnal "Tekhnichnyi servis ahropromyslovoho, lisovoho ta transportnoho kompleksiv" – Scientific journal "Technical service of agro-industrial, forest and transport complexes", 5, 109-117 [in Ukrainian].

GOST Style Citations

  1. Боде Г. Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью. М., Издательство иностр. лит, 1948. 112 с.
  2. Бурков В.И., Егорышева А.В., Каргин Ю.Ф. Оптические и хиротропические свойства кристаллов со структурой силленита. Кристаллография. 2001. Т46. № 2. С 356 - 380.
  3. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. М.: Сов. радио, 1973. 245 с.
  4. Гриньків А.В., Аулін В.В., Лисенко С.В., Голуб Д.В., Мартиненко О.Д. Теоретико-фізичний підхід до діагностичної інформації про технічний стан агрегатів мобільної сільськогосподарської техніки. Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. 2015. № 158. С. 252-262.
  5. Кальянов В.П. Перспективный двигатель для транспортного средства. Межвузовский научный сборник "Актуальные проблемы транспорта и пути их решения", Саратов, 2001. С.61-69.
  6. Молодан А.А. Повышение надежности элементов трактора методами уравнения их чувствительностей. Вісник ХНАДУ, 2005. С.95-100.
  7. Tomovich R. Sensitivity analyses of dynamic systems. New York.: Mc.Graw. Hill. 1963. 313c.
  8. Томович Р., Вукобратович М. Общая теория чувствительности М.: Советское радио, 1972. 240с.
  9. Агафонов Е.Д., Кирик Е.С. Об учете начальных условий в задаче непараметрической идентификации нелинейных динамических процессов с использованием метода линеаризации. Идентификация систем и задачи управления: Труды III международной конференции. 28 - 30 января 2004. М.,2004.-С. 845-856.
  10. Рубан А.И. Идентификация нелинейных динамических объектов на основе алгоритма чувствительности. Томск: Издательство ТУ, 1975. 271 с.
  11. Петров Б.Н., Крутько П.Д. Применение теории чувствительности в задачах автоматического управления. Техническая кибернетика. 1970. №2. С.134 - 140.
  12. Юсупов P.M., Захарин Ф.М. Методы теории чувствительности в задачах идентификации динамических систем. Теория и применение адаптивных систем, 1971. С.145-158.
  13. Городецкий В.К., Захарин Ф.М., Розенвассе Е.Н. Методы теории чувствительности в автоматическом управлении. Ленинград: Энергия, 1971. 179 с.
  14. Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления. М.: Мир, 1973. 248с.
  15. Остов Ю.Я., Юсупов P.M. Решение задачи наблюдения и идентификации возмущающих воздействий методом инверсной чувствительности. Вопросы кибернетики; Адаптивные системы, 1971. С. 175 - 186.
  16. Рубан А.И. Идентификация распределенных динамических объектов на основе алгоритма чувствительности. Техническая кибернетика. Киев. АН СССР. 1971. №6. С.191-196.
  17. Теоретическая и экспериментальная трибология. Надежность узлов трения по прочности и износу: монография В 12т. / гол. ред. А.Г. Кузьменко Хмельницкий: ХНУ. 2011. Т.7. 391с.
  18. Аулін В.В. Фізичні основи процесів і станів самоорганізації в триботехнічних системах: Монографія. Кіровоград: Видавець Лисенко В.Ф. 2014. 370с.
  19. Аулін В.В., Гриньків А.В. , Лівіцький О.М. Математичний апарат для оцінки діагностичних параметрів та визначення оптимальної їх кількості. Зб. матеріалів IV Міжнар. наук.-техн. інтернет-конф. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології 17-19 листопада 2015 р., м. Харків: ХНАДУ, 2015. С.126-129.
  20. Аулін В.В., Гриньків А.В. Теоретичний аналіз діагностичних параметрів технічного стану систем та агрегатів засобів транспорту за допомогою методів теорії чутливості. Науковий вісник НУБіПУ. Серія: техніка та енергетика АПК. 2017. Вип. 262. С.227-239.
  21. Аулін В.В., Гриньків А.В. Методика вибору діагностичних параметрів технічного стану транспортних засобів на основі теорії сенситивів. Науковий журнал "Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів". 2016. №5. С.109-117.
Copyright (c) 2022 Viktor Aulin