Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали нейронный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который почти вдвое быстрее традиционных устройств обнаруживает помпаж в газотурбинных двигателях, рассказали в пресс-службе вуза.
Помпаж — самая опасная аварийная ситуация в авиации: из-за срыва воздушного потока в компрессоре возникают мощные вибрации, ломающие лопатки, двигатель теряет тягу, возникает угроза пожара. Промедление даже в несколько миллисекунд может привести к катастрофе.
Система управления получает сигналы от десятков датчиков, но они поступают в аналоговом виде, а компьютеру нужны цифровые данные. За преобразование отвечает АЦП. Традиционные преобразователи работают с фиксированной скоростью и тратят слишком много времени на каждый замер. В итоге информация об опасности приходит с опозданием.
Разработка пермских ученых решает эту проблему. В основе нового АЦП — самонастраивающаяся система со специальным блоком, который непрерывно анализирует изменение сигнала. Если давление в компрессоре начинает резко скакать, блок понимает: ситуация опасная, и требует от преобразователя максимальной скорости. Если сигнал ровный, система измеряет реже, экономя ресурсы. Решение о переключении принимает не нейросеть, а встроенный блок, который передает команду в гибкую кольцевую нейросеть.
На следующем этапе в работу включается созданная нейронная сеть. В данном случае это схема, собранная из множества одинаковых электронных блоков, соединенных в гибкое кольцо. Однако решение о том, какая точность нужна прямо сейчас, принимает не она, а специальный блок, который встроен в преобразователь и передает в нейронную сеть сигнал с датчиков. Получив конкретную команду, сеть оцифровывает показатели и передает их в систему управления.
Эксперименты на виртуальном стенде подтвердили эффективность. Традиционный АЦП обнаружил помпаж через 19 мс после его возникновения, нейронный — через 9 мс (на 47% быстрее). Устранение помпажа также ускорилось на 33,5%. Разработка повысит безопасность полетов и сохранность дорогостоящих двигателей. Ученые планируют создать многоканальный нейросетевой преобразователь для мониторинга сразу нескольких датчиков и изготовить физический макет для испытаний.
Ранее Наука Mail писала о том, что в Самаре создали легкий двигатель для беспилотников.
