Динамика активной системы виброизоляции с механизмами параллельной структуры

• Автор: Чичварин, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Старый Оскол
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. Анализ состояния проблемы и перспективные схемы виброзащиты
1.1. Характеристика объекта исследования. Анализ влияния низкочастотных вибрационных воздействий карьерных машин
1.2. Анализ перспективных схем и технических решений систем виброизоляции
1.3. Пространственные механизмы параллельной структуры
1.4. Пространственная система виброизоляции на основе механизмов параллельной структуры. Постановка задачи исследования
2. Динамический анализ приводных механизмов для системы виброизоляции
2.1. Электромеханический исполнительный механизм с передаточной парой «винт—гайка»
2.1.1. Характеристика исполнительного механизма
2.1.2. Разработка математической модели
2.1.3. Исследование динамических свойств исполнительного механизма34
2.2. Электрогидравлический исполнительный механизм
2.2.1. Характеристика исполнительного механизма
2.2.2. Разработка математической модели
2.2.3. Исследование динамических свойств исполнительного механизма50
2.3. Рекомендации по выбору типа исполнительного механизма
3. Синтез цифровых алгоритмов управления приводными механизмами
3.1. Оптимальное управление
3.2. Управление, построенное на основе анализа частотных характеристик системы
3.3. Синтез сверхустойчивой системы управления
3.4. Сравнительный анализ различных вариантов алгоритмов управления
4. Синтез пространственной активной системы виброизоляции
4.1. Выбор геометрической структуры системы виброизоляции
4.2. Синтез оптимального управления
4.3. Синтез управления на основе свойства сверхустойчивости
5. Экспериментальные исследования макетного образца
5.1. Описание макетного образца системы виброизоляции
5.2. Выбор датчиков
5.3. Выбор фильтра
5.4. Выбор управляющего усилителя
5.5. Выбор плата ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов
5.6. Программное обеспечение экспериментальной установки
5.6.1. Форматы данных
5.6.2. Модель памяти
5.7. Результаты экспериментальных исследований ,
Основные результаты работы
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Создание высокопроизводительных машин и скоростных транспортных средств, форсированных по мощностям, нагрузкам и другим рабочим характеристикам, неизбежно приводит к увеличению интенсивности расширению спектра вибрационных полей. Этому способствует также широкое использование в промышленности и строительстве новых высокоэффективных машин, работающих на основе вибрационных и виброударных процессов. Вредная вибрация нарушает планируемые конструктором законы движения машин, механизмов и систем управления, порождает неустойчивость рабочих процессов и может вызвать отказ и полную расстройку всей системы. Вибрации приводят к увеличению динамических нагрузок в элементах конструкций (кинематических парах механизмов, стыках и др.), в результате чего снижается несущая способность деталей, развиваются трещины, возникают усталостные разрушения. Под действием вибрации могут измениться внутренняя и поверхностная структура механизмов, трение и износ на конкретных поверхностях деталей машин, что может вызвать нагрев конструкций [48].
Кроме того, труд оператора-водителя мобильных машин и оборудования сопровождается вибрацией, снижающей производительность и приводящей к профзаболеваниям. Общая вибрация, как результат механического взаимодействия человека с внешней средой, является на протяжении всей биологической эволюции важным экологическим фактором и обладает большой биологической активностью. Формирование физиологических и патологических сдвигов со стороны различных систем организма, частота и степень выраженности этих нарушений зависят от эргономических данных рабочего места и особенностей человека.
В связи с этим возникает проблема защиты от вибрации, особенно низкочастотной, чувствительного оборудования и операторов тяжелонагруженных машин.

2.2.3. Исследование динамических свойств исполнительного механизма
Проведём исследование динамических свойств исполнительного механизма. В данном разделе в качестве исполнительного механизма будем рассматривать гидроцилиндр без учёта узла электрогидравлического преобразования. Это объясняется тем, что винтовая пара и дросселирующий гидрораспределитель являются с точки зрения теории автоматического управления пропорциональными звеньями и абсолютно не влияют на динамику системы. Что касается шагового электродвигателя, то при достаточно высокой частоте подачи импульсов напряжения по сравнению с частотой возмущающего воздействия на систему вал электродвигателя будет успевать следовать за требуемым углом положения вала практически без задержки и, таким образом, также не будет влиять на динамику системы.
Рассмотрим переходную характеристику исполнительного механизма. Если предположить, что на вход исполнительного механизма подан единичный
скачок напряжения, т.е. и(/) = 1(/), а »(5) = -, то выражение для выходной величины можно получить с помощью обратного преобразования Лапласа согласно формуле.
Выполнив соответствующие преобразования, можно получить формулу для описания переходного процесса.
л(0 = і’'К?-іМмМ}
й(*) = А0 + Ве-а' зіп(р*) + Се"“' соя((3/)
(2.25)