АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКА РАБОТЫ МОДУЛЯ РУЛЕВЫХ ПРИВОДОВ ПО ФАЙЛАМ ИСПЫТАНИЙ

Введение

При испытаниях многоканального модуля рулевых приводов формируется значительный объем измерительной информации. Для каждого канала требуется оценить качество воспроизведения гармонических команд на нескольких частотах и амплитудах, сопоставить параметры с техническими требованиями и оформить протокол. Ручная обработка увеличивает продолжительность контроля и создает риск ошибок. Автоматизация целесообразна как на этапе вычислений, так и при формировании итоговых документов [2; 4].

Приложение работает с сохраненными файлами и не управляет испытательным стендом. Поэтому результаты можно повторно анализировать на обычном персональном компьютере, не занимая автоматизированную систему контроля.

Таблица 1.

Назначение файлов, используемых при экспресс-оценке

Основной расчет выполняется по файлу Z. Запись содержит счетчик времени, параметр режима, заданные и фактические углы четырех рулевых машинок. Поддерживаются бинарное и текстовое представления: для бинарного файла проверяется размер записи, а при несоответствии выполняется чтение чисел из строк.

Цифровые коды переводятся в физические величины с использованием коэффициента угла 0,00122 градуса и шага времени 0,005 секунды. Далее последовательно выполняются сегментация массива, гармоническая аппроксимация, проверка допусков и формирование выходных документов.

Частотные участки выделяются по служебному параметру режима. Началом блока считается появление положительного значения, а завершением — два последовательных нулевых значения. Первый отсчет участка исключается как переходный. Блок, содержащий не менее трех точек, передается в процедуру гармонической аппроксимации. Основной цикл последовательно перебирает четыре рулевые машинки, две амплитуды команды и частоты от 1 до 20 Гц.

Расчет и проверка соответствия

Для каждого блока фактический угол аппроксимируется функцией α(t) = a₀ + a_s · sin(2πft) + a_c · cos(2πft). Коэффициенты определяются методом наименьших квадратов, после чего рассчитываются амплитуда Â = √(a_s² + a_c²) и фаза. Амплитудное искажение вычисляется по формуле KА = 20 · lg(Â / A_зад). Фазовое запаздывание является модулем разности фаз заданного и отработанного сигналов. Подобное представление параметров соответствует общим подходам частотного анализа электромеханических систем [3; 4].

Допустимый диапазон амплитудного искажения един для всех режимов и составляет от −3 до 1 дБ. Предельная фаза зависит от амплитуды и частотного диапазона: для команды 1° допускается 45° на частотах 1–10 Гц, 60° на 11–15 Гц и 90° на 16–20 Гц; для команды 2° используются пределы 45°, 90° и 150° соответственно. Итоговое решение формируется логическим объединением результатов всех 160 режимов. При первом нарушении сохраняются номер рулевой машинки, амплитуда и частота, что позволяет быстро определить причину несоответствия.

Программная реализация и результаты

Приложение реализовано на C++ как оконная программа для Windows. WinAPI обеспечивает выбор файлов, ввод данных испытания и запуск расчета, а GDI – построение графиков с сеткой, масштабированием и выводом координат. Решение формирует самостоятельный исполняемый файл без внешних библиотек визуализации [1].

Логика разделена на функции загрузки, сегментации, аппроксимации, проверки допусков и визуализации. Протокол создается без запуска MicrosoftExcel: внутренние XML-документы объединяются в контейнер XLSX. В него входят данные изделия, пути к файлам, расчетные таблицы и итоговое заключение.

На проверочном комплекте сформированы 160 наборов характеристик для четырех рулевых машинок, двух амплитуд и двадцати частот. Значения находились в допустимых пределах, поэтому получено заключение «СООТВЕТСТВУЕТ ТУ», созданы файл C, графики и электронный протокол.

После выбора файла значения автоматически распределяются по таблицам, проверяются и переносятся в отчет. Обработка воспроизводима, а причина отрицательного результата фиксируется автоматически, что снижает влияние ручных ошибок.

Заключение

Алгоритм объединяет чтение файлов, преобразование кодов, сегментацию, математическую обработку, проверку требований и оформление результата. Приложение выполняет полный цикл оценки без подключения к стенду.