Анализ полученных результатов показал, что достоверность идентификации спектров предложенным методом зависит от объема обучающей выборки. Более того, для повышения достоверности формируемого заключения о принадлежности спектра той или иной группе количество спектров, соответствующих заведомо исправному (группа 1) и заведомо предаварийному (группа 2) состояниям агрегатов, должно быть одинаковым.
В заключительной части второй главы на основании проведенных исследований формулируются основные выводы, в которых конкретизируются возможности и область применения предложенных способов обработки вибрационных сигналов. Там же делаются выводы о необходимости разработки дополнительных методов оценки технического состояния ГПА, позволяющих повысить достоверность классификации виброспектров.
Третья глава диссертационной работы посвящена вопросам распознавания спектров виброскорости в осложненных условиях. На стадии зарождения единичного дефекта либо в случае одновременного развития нескольких разнотипных дефектов оценка виброспектра методами, изложенными во второй главе, не может дать однозначных результатов.
Для распознавания подобного рода дефектов ГПА в третьей главе предлагается ряд дополнительных способов обработки виброспектров, основанных на некоторых положениях теории динамических систем.
В первом разделе главы в рамках предлагаемого подхода к обработке спектров вибрации газоперекачивающие агрегаты рассматриваются как динамические системы, генерирующие произвольные изменения амплитуд виброскорости в частотном ряду спектра. Это позволяет определить некоторые характеристики, позволяющие отличить детерминированные колебания амплитуды виброскорости от стохастических. Для описания особенностей изменения вибрационных характеристик ГПА в диссертации предлагается использовать такой количественный критерий, как корреляционная размерность n. Оценка этой размерности, полученная по частотной реализации амплитуд виброскорости, производилась на основе процедуры Паккар да-Такенса.
Анализ результатов вычислений корреляционной размерности n для целого ряда спектров вибрации заведомо исправных и заведомо дефектных ГПА показал, что природа источника, порождающего наблюдаемые изменения амплитуд виброскорости колебаний исправного подшипника, детерминирована. Это подтверждается тем фактом, что величина n насыщается по мере увеличения размерности пространства вложения в процедуре Паккар да-Такенса. При наличии дефекта насыщения величины n не наступает; ГПА является источником стохастической последовательности значений амплитуд виброскорости в частотном ряду спектра.
Дальнейшая ретроспективная обработка спектров вибрации ГПА, снятых как в периоды их нормальной эксплуатации, так и непосредственно перед авариями, позволила количественно определить значение размерности аттрактора u, характеризующей виброспектры ГПА в исправном и дефектном состоянии. Установлено, что для первого из указанных состояний в 80% случаев спектры виброскорости характеризовались изменением корреляционной размерности в диапазоне от 1 до 2, тогда как для второго состояния аналогичная интегральная характеристика виброспектра находилась в диапазоне от 0 до 1.
В диссертационной работе доказывается, что размерность аттрактора n несет важную информацию о техническом состоянии ГПА. Анализ характера изменения параметра n показал, что для удовлетворительного распознавания неполадок в работе газоперекачивающих агрегатов необходимо описание его вибрационного состояния функцией, зависящей не менее, чем от трех независимых переменных. С этой целью совместно с интегральной виброскоростью G и уровнем вибрации Vс в работе предлагается использовать одну из специальных характеристик самих спектров виброскорости.
Проведенный в следующей части третьей главы предварительный анализ измерений вибрации корпусов ОУП ТНД показал, что изменения амплитуд виброскорости по частоте фрактальны, то есть состоят из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Величиной, характеризующей фрактальные свойства огибающей спектра виброскорости, является показатель Херста Н - количественная мера упорядоченности значений амплитуд виброскорости в частотном ряду спектра. Изменяясь от 0,5 (для стохастических последовательностей) до 1,0 (для детерминированных последовательностей амплитуд виброскорости спектра), показатель Херста может характеризовать принадлежность спектра либо к группе «аварийных», либо к группе «бездефектных».
Исследования динамики показателя Н, определенного методом нормированного размаха, позволили реализовать классификацию спектров виброскорости по типу «да-нет» в смысле приближения состояния ГПА к аварийному.
Анализ результатов вычислений показателя Н для полной базы данных виброобследований ГПА определил диапазон изменения его значений от 0,758 до 0,92, что подтвердило детерминированную природу источника колебаний. Сравнение ретроспективных данных об аварийных отказах ГПА с динамикой величины И обнаружило свойство показателя Херста уменьшаться при возникновении и развитии дефекта ГПА. Установлено, что средние значения показателя Херста для множества бездефектных и множества предаварийных состояний, определенные по полной базе экспериментальных данных, различаются в пределах множеств не более, чем на 10%, что не превышает величины дисперсии показателя Н.