Методы и средства управления по состоянию технических систем переменной структуры

• Автор: Лукьянов, Анатолий Валерианович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 439 с. : ил

Введение.
Глава I. Проблемы управления в нестационарных технических системах железнодорожного транспорта, постановка задачи исследований.

1.1. Некоторые общие исходные положения.

1.2. Задачи синтеза и управления в транспортной динамике подвижного состава.

1.2.1. Колебания подвижного состава.

1.2.2. Виброзащита и виброизоляция технических объектов и

экипажа

1.3 Задачи управления и методы улучшения характеристик

нестационарных технических систем

1 А. Обзор исследований в области управляемых технических

систем с переменными параметрами и структурой

1.5. Методология системного подхода и принципы управляемого изменения структуры ТС.
1.6. Цель работы, задачи и методология исследований.
Глава 2. Алгоритмы управления и предельные свойства механических систем при изменении структуры за счет введения дополнительных связей.
2.1 Свойства механических систем при релейных законах изменения параметров.
2.2 Метод управления переключением структуры МС при введении дополнительной связи.
2.3 Алгоритмы управления и динамика УМПС при свободных колебаниях
2.4 Алгоритмы управления при вынужденных колебаниях УМПС
2.5 Алгоритмы управления и динамические свойства многомерных МСПС
2.6 Управление генерированием колебаний в МСПС.
2.7.Выводы по главе
Глава 3. Синтез алгоритмов управления и способы управления
структурой реальных механических систем.
3.1 Учет нелинейных факторов и неидеальностей при переключении структур
3.2 Модели и характеристики устройств переключения структуры
3.3 Методика преобразования пневматических упругих элементов
к расчетным схемам УМПС.
3.4 Управление и динамические характеристики пневматических
модулей переменной структуры.
3.5. Модули энергопоглощающих и виброзашитных устройств с
механическими элементами переменной структуры
3.6 Выводы по главе
Глава 4. Управление колебаниями в задачах вибрационной и ударной защиты транспортируемых но железной дороге ответственных объектов.
4.1 .Некоторые аспекты задач защиты от динамических нагрузок транспортируемых по железной дороге ответственных объектов
4.2. Управление и динамика пространственной системы виброударозащиты транспортируемого модуля
4.3. Управление и динамика пространственной пневматической ВУЗС многомассового объекта на подвижном основании.
4.4. Экспериментальные исследования пространственной пневматической ВУЗС.
4.5. Выводы но главе 4.
Глава 5. Управление упругими колебаниями технологических
машин с разомкнутой кинематической схемой
5.1. Проблемы автоматизации железнодорожных производств и использования роботовманипуляторов.
5.2. Включение элементов переменной структуры в конструкцию исполнительных органов промышленных роботов.
5.2.1. Управление жесткостью консольных звеньев роботов.
5.2.2. Включение элементов переменном структуры в механизм привода основного движения
5.3.Включение элементов переменной структуры в механизмы дополнительных устройств роботов
5.3.1. Управление динамическим гасителем колебаний переменной структуры.
5.3.2. Управляемые демпферы и упоры переменной структуры
5.3.3. Управление активным податливым узлом робота
5.4. Приводы переменной структуры с аккумуляторами энергии.
5.5.Выводы по главе
Глава 6. Управление техническим состоянием машинного
оборудования подвижного состава с использованием принципов изменения структуры.
6.1 Задачи безразборной диагностики машин подвижного состава и
обслуживания но фактическому состоянию
6.2. Управление техническим состоянием машин подвижного состава
как процесс изменяемой структуры.
6.3. Классификация параметров технического состояния машин
подвижного состава, методика ранней диагностики
6.3.1 Классы и подклассы технического состояния
6.3.2 Причинноследственные связи развития дефектов
6.3.3 Классификация вибропризнаков дефектов машин
6.3.4 Классификация термопризнаков дефектов машин
6.3.5 Программа автоматизированной вибродиагностики дефектов машин.
6.4 Системы контроля параметров технического состояния
перестраиваемой структуры
6.4.1. Структура вибро термо контрольных работ.
6.4.2. Диагностирование классов и подклассов ТСо.
6.5. Информационная система мониторинга и управления состоянием эксплуатации по техническому состоянию машин
6.6. Управление структурой системы технической эксплуатации
с целью обеспечения ритмичности ремонтного производства
6.7. Области перспективного использования методов безразборной диагностики МА в железнодорожной отрасли
6.8.Выводы но главе
Основные результаты и выводы
Список литературы


Силаевым в работе 6 впервые в исследовании динамики транспортных средств для получения АЧХ, ФХ, ПФ к системам дифференциальных уравнений движения экипажа применено преобразование Лапласа и исследовано влияние различных параметров на эти характеристики. В работе использован аналогичный метод для исследования динамики вагонов, движущихся по железнодорожному пути, при этом получены выражения ПФ для симметричной обрессоренной системы вагона дя колебаний подпрыгивания, галопирования и боковой качки. На рис. АЧХ для четырехосных грузовых вагонов на тележках типа ЦНИИХЗ с жесткостью рессорного подвешивания тележки 4МН м1 на рис. АЧХ при различных параметрах демпфирования. Полученные для указанных выше случаев ПФ и ЧХ представляют собой весьма громоздкие алгебраические формулы, требующие большого труда на их вычисления. Юг
,0 8. Мнм к КНс м. Мнм к кНс м4 с. Создание современных скоростных средств, повышение их эисргооснащснности влечет за собой возрастание физиологических нагрузок действующих не только на подвижной состав и его фрагменты , но и на оборудование, приборы и организм человека. Такие воздействия часто являются нежелательными. Преобладающие вибрации табл. Показательными являются графики рис. Вибрации и удары приводят к отказам, вызывающим внеплановые ремонты механического оборудования электровозов рис. Табл. Табл. В связи с этим, важное значение приобретают вопросы, связанные с разработкой и исследованием эффективных средств и методов виброизоляции, управления вибрационным состоянием технических объектов. Имеется обширная литература, посвященная различным проблемам в этой области исследований. Рис. СН 2. Транспортная вибрация ГОСТ . ИСО МС граница усталости 4. ГОСТ . Рис. СВ. Однако, перемещение объекта защиты сопровождающееся изменением нагрузок на механический агрегат, заставляет использовать достаточно жесткие виброизоляторы, обеспечивающие заданные ограничения на перемещение точек поверхности агрегата относительно основания. Ограничение таких перемещений при использовании менее жестких виброизоляторов можно осуществить, используя энергетические источники для относительной стабилизации. При этом качество виброизоляции для частот заданного диапазона может незначительно отличаться от пассивного варианта СВ, если система обладает необходимыми свойствами частотной фильтрации. Использование пневматических управляемых опор, позволяющих совместить функции элементов систем виброизоляции и стабилизации СВС, дает возможность на осуществление компактных конструктивных решений ,,,6,5. Исследования подобных СВС ограничено в основном одномерными вариантами 5,,,. При решении задач увеличения скорости подвижного состава требуется значительное снижение жесткости рессорного подвешивания. В этом плане большой интерес представляют пневматические рессоры 6,5. Проектирование систем зашиты от вибраций и ударов чаще всего заключается в выборе необходимого количества амортизирующих элементов с требуемыми характеристиками и расположением их относительно изолируемого объекта, так, чтобы собственные частоты системы были ниже частоты возбуждения. Традиционные методы виброзащиты основаны на использовании инерционных, диссипативных и упругих элементов, за которыми в последнее время закрепилось название пассивные элементы. Список названий таких технических средств достаточно широк амортизаторы, рессоры, пнсвморессоры, пневмобаллоны и т. В соответствии с работой 1 гасители колебаний могут быть классифицированы по энергетическим, силовым и конструктивным признакам и схемам их расположения на подвижном составе в соответствии с табл. По механизму рассеивания энергии диссипации гасители колебаний различают фрикционные и гидравлические. По вид силовой характеристики гасители могут быть с постоянной или с переменной силой трения, с линейной, квадратичной или регулируемой характеристиками. Таблица 1. Расположение гасителей колебаний на подвижном составе. Решение задач виброзащиты предполагает наличие объекта защиты и внешних возмущений. Объект защиты совместно с устройствами, помещенными межу ним и основанием, образует виброзащитиую систему.