Программное обеспечение измерительно-вычислительных комплексов для определения характеристик собственных колебаний конструкций летательных аппаратов. Общие положения

Термины, используемые в стандарте,- по ГОСТ 24346, ГОСТ 16263, ГОСТ 19781, ГОСТ 26.203.

1. БАЗОВЫЙ СОСТАВ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИВК

1.1. Программные средства должны быть ориентированы на ИВК, отвечающие требованиям ОСТ 1 02561.
1.2. Входящие в состав ИВК ЭВМ должны иметь следующий набор перифе­рийных устройств: консоль оператора, накопитель на магнитном диске, накопитель на магнитной ленте, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), графо­построитель и графический дисплей.
1.3. Технические требования к характеристикам ЭВМ, периферийного обору­дования, каналам управления и измерения ИВК должны определяться в технических условиях на конкретные разработки ИВК.

2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ

2.1. Программное обеспечение ИВК должно состоять из общих и специаль­ных программных средств.
2.2. Общие программные средства должны включать системное и диагности­ческое программное обеспечение.
2.2.1. Системное программное обеспечение должно включать: дисковую операционную систему, содержащую компиляторы, редакторы текста и связей, библиотеки математических функций и вспомогательные программы-утилиты; библи­отеки графопостроителя и графического дисплея.
2.2.2. Диагностическое программное обеспечение должно включать: програм­мы диагностики стандартных устройств ЭВМ и периферийного оборудования; программы диагностики нестандартных устройств ЭВМ, каналов управления и ка­налов измерения ИВК.
2.2.3. Системное программное обеспечение и программы диагностики стан­дартных устройств ЭВМ и периферийного оборудования поставляются предприятием - изготовителем вычислительной системы, а программы диагностики нестандартных устройств - предприятием - изготовителем ИВК.
2.3. Специальные программные средства должны включать следующие программные модули: измерения форм колебаний, амплитудных и фазовых частот­ных характеристик (АФЧХ) и нелинейных зависимостей; идентификации характерис­тик собственных колебаний конструкций; определения метрологических характерис­тик; графического представления результатов динамических испытаний конструкций. В качестве базового алгоритмического языка программирования должен использо­ваться ФОРТРАН.
2.4.
2.4.1. Программный модуль измерения форм колебаний, АФЧХ и нелинейных зависимостей должен обеспечивать:
1) управление устройствами каналов управления (генератором, блоками управляемых потенциометров), задавая параметры (амплитуды, частоты и фазы) их выходных сигналов;
2) управление устройствами каналов измерения (коммутаторами, прогр^. мируемыми усилителями, фильтрами низких частот, аналого-цифровыми преобразо­вателями);
3) выделение синфазных и квадратурных составляющих первой гармоники входных электрических сигналов (для ИВК с цифровой обработкой сигналов);
4) регистрацию измеренных значений синфазных и квадратурных составля­ющих в буферную память ЭВМ (для ИВК с аппаратными средствами преобразо­вания сигналов);
5) отбраковку '“'выпадающих*' данных;
6) преобразование измеренных синфазных и квадратурных составляющих электрических сигналов в аналогичные параметры измеренных физических величин (виброперемещений, виброскоростей и виброускорений);
7) накопление и оперативный визуальный контроль форм колебаний, АФЧХ и нелинейных зависимостей резонансной частоты или амплитуды колебаний от амплитуды возбуждающей силы.
2.4.2. Программный модуль идентификации должен обеспечивать:
1) подбор действующих на испытываемую конструкцию сил возбуждения с целью выделения собственного тона;
2) построение математической модели динамических свойств испытываемой конструкции в заданном диапазоне частот в виде характеристик собственных коле­баний отдельных тонов;
3) проверку ортогональности форм колебаний полученной математической модели путем вычисления коэффициентов ортогональности по расчетному распреде­лению масс конструкции и экспериментально измеренным формам колебаний.
2.4.3. Программный модуль определения метрологических характеристик должен обеспечивать:
1) градуировку каналов управления и измерения;
2) измерение и обработку данных при метрологической аттестации, поверке и контроле каналов управления и измерения;
3) оценки погрешностей измерения форм колебаний;
4) оценки погрешностей определения характеристик собственных колебаний конструкций.
2.4.4. Программный модуль представления результатов динамических испы­таний конструкции должен обеспечивать построение форм колебаний, АФЧХ, годогра­фов и нелинейных зависимостей на графопостроителе.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ФОРМЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Результаты испытаний конструкции должны быть представлены в виде файлов экспериментальных данных, файлов модели графиков, файла состояния ИВК, таблиц и графиков.
3.2. Файл экспериментальных данных должен содержать: код испытываемой конструкции, количество вибродатчиков, их номера и типы, значения синфазной и- квадратурной составляющей виброперемещения (виброускорения и виброскорости) в физических единицах измерения (м, м/с, м/с^), значения относительных погреш­ностей измерения по каждому вибродатчику, значения изменяемого параметра, при котором осуществляются измерения, и значения коэффициента усиления каналов из­мерения ИВК.
3.3. Файл модели графика должен содержать схему расположения датчиков на конструкции, рисунок конструкции.
3.4. Файл состояния ИВК должен содержать время интегрирования, коэффи­циенты усиления каналов измерения ИВК, градуировочные коэффициенты вибропреоб­разователей.
3.5. Таблицы должны содержать имя файла, дату его создания, номера и тапы вибро датчиков, абсолютные и нормированные амплитуды и фазы (действитель­ные и мнимые составляющие) физических величин, параметры гармонических сило­вых воздействий.
3.6. Графики должны содержать: формы колебаний конструкции; АФЧХ по одному и несколькими датчикам в виде годографа, амплитудной и фазовой, вещест­венной и мнимой частотных характеристик; зависимости резонансной частоты и амплитуды колебаний конструкции от амплитуды силы возбуждения.
3.7. Графики должны изображаться в виде непрерывных линий или символов. Выбор и разметка осей графика должны осуществляться автоматически или по за­данию оператора ИВК. Надписи, сопровождающие рисунок, могут быть как изменя­емые, так и неизменяемые. Изменяемые надписи формируются в процессе создания графика. Неизменяемые надписи формируются при создании модели графика.
3.8. Таблицы и графики должны храниться в виде файлов данных и могут быть размножены на периферийных устройствах ИВК.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ МОДУЛЮ ИЗМЕРЕНИЯ ФОРМ КОЛЕБАНИЙ, АФЧХ И НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ
4.1. Функционально программный модуль должен состоять из следующих основных блоков: измерения, управления, отображения и сервиса.
4.2. Блок измерения должен обеспечить управление устройствами каналов управления и измерения, измерение и регистрацию синфазных и квадратурных сос­тавляющих сигналов с виброизмерительных преобразователей.
4.3. Блок управления должен обеспечить интерпретацию формализованной технологии проведения динамических испытаний в автоматическом или пошаговом режиме исполнения, оперативный контроль и изменение основных управляющих параметров программы.
4.4. Блок отображения должен в темпе проведения эксперимента предста­вить результаты испытаний в виде, необходимом для анализа на экране графичес­кого дисплея, а по мере необходимости - в виде таблиц и (или) графиков на АЦПУ.
4.5. Блок сервиса должен обеспечивать: протоколирование последователь­ности действий оператора ИВК, отладку программы испытаний с имитацией управ­ляющего и измерительного оборудования ИВК; обучение оператора ИВК.
4.6. Входными данными программы должен быть файл состояния ИВК.
4.7. Выходными данными программы должен быть файл экспериментальных данных,
5. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ МОДУЛЮ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОНСТРУКЦИИ
5.1. Функционально программный модуль должен состоять из трех основных блоков: подбора сил возбуждения конструкции; построения математической модели исследуемой конструкции; проверки ортогональности измеренных форм колебаний и их ортогонализации.
5.2. Блок подбора сил возбуждения конструкции должен обеспечивать в тем­пе проведения испытаний формирование таких параметров выходных сигналов кана­лов управления, которые при наличии ограничений создают распределение возбуж­дающих сил, минимизирующее критерий 'чистоты* выделения собственного тона, ко­лебаний конструкции,
5.3. Блок построения математической модели исследуемой конструкции в заданном диапазоне частот должен вычислять характеристики собственных колеба­ний в виде собственных частот, декрементов (коэффициентов демпфирования) и обобщенных масс для каждого тона колебаний.
5.4. Блок проверки ортогональности форм колебаний должен вычислять по распределению масс конструкции коэффициенты ортогональности и проводить орто­гонализацию форм колебаний с целью минимизации коэффициентов ортогональности.
5.5. Входными данными программного модуля должны быть файлы экспери­ментальных данных.
5.6. Выходными данными программного модуля должны быть значения обоб­щенных характеристик собственных колебаний конструкций, значения коэффициентов ортогональности, коэффициентов влияния, ортогонализованные формы колебаний.

6. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ МОДУЛЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

6.1. Функционально программный модуль должен состоять из следующих основных блоков: градуировки, метрологии, оценки погрешностей, задания и редак­тирования входных данных.
6.2. Блок градуировки должен обеспечивать управление устройствами кана­лов управления и измерения при определении функций преобразования каналов уп­равления и измерения ИВК, а также каналов управления ИВК совместно с электро­динамическими вибровозбудителями и усилителями мощности и каналов измерения ИВК совместно с первичными вибродатчиками и измерительными усилителями; вы­числение функции преобразования каналов управления и измерения с использованием метода наименьших квадратов при обработке опытных данных.
6.3. Блок метрологии позволяет выполнять