Меделирование первичных преобразователей обобщенной механической силы как элементов систем управления

• Автор: Макаров, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 187 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Первичные преобразователи информации в

системах управления

1.1. Место и роль первичных преобразователей

в системах управления.

1.2. Состояние вопроса проектирования первичных преобразователей систем управления

1.3. Распространение системного подхода на задачу проектирования ПП ОМС.

1.4. Постановка задачи работы.

2. Моделирование ПП ОМС как систем из элементов

с сосредоточенными параметрами .

2.1. Постановка задачи главы
2.2. Анализ основных внешних воздействий на
2.3. Типовой элемент передачи механических
сигналов
2.4. Модель ПП ОМС как системы передачи механических сигналов
Выводы по главе 2.
3. Моделирование ПП ОМС как систем из элементов
с распределенными параметрами
3.1. Постановка задачи главы
3.2. Ограничение класса рассматриваемых конструкций
и процессов.
3.3. Передаточные функции типового элемента .
3.4. Анализ получаемых моделей
3.5. Передаточные функции соединений элементов.
3.6. Методика декомпозиции конструкции ПП ОМС . .
3.7. Особенности применения разработанной методики моделирования .
3.8. Пример применения методики моделирования ПП ОМС. .
Выводы по главе 3 .
4. Синтез ПП ОМС как звеньев систем управления.
4.1. Постановка задачи главы.
4.2. Особенности задачи синтеза ПП ОМС
4.3. Систематизация конструкций ПП ОМС рассматриваемого класса
4.4. Передаточные функции типовых конструкций
4.5. Особенности решения задачи с учетом нелинейностей характеристик элементов.
4.5.1. Анализ типовых нелинейностей
4.5.2. Методика учета типовых нелинейностей
4.6. Особенности задачи параметрического синтеза
Выводы по главе 4
5. Практическое применение разработанной методики моделирования.
5.1. Постановка задачи главы.
5.2. Построение программного комплекса.
5.3. Рабочее проектирование пьезоэлектрических первичных преобразователей быстропеременного давления. . . .
5.4. Применение в учебном процессе.
Выводы по главе 5.
Заключение
Список литературы


Рассмотрены особенности применения разработанной методики моделирования и приведен пример ее применения. Четвертая глава посвящена вопросам решения задачи синтеза ПП ОМС как звеньев системы управления. Сформулированы особенности задачи синтеза ПП ОМС. Проведена систематизация типовых конструкций ПП ОМС рассматриваемого класса. Определен набор передаточных функций типовых конструкций. Проведен анализ возможных нелинейностей характеристик элементов конструкции. Разработана методика учета нелинейностей характеристик отдельных элементов конструкций ПП ОМС. Сформулированы особенности задачи параметрического синтеза ПП ОМС. Предложен специфический метод решения задач нелинейного программирования. В пятой главе рассмотрены примеры практической реализации разработанных методик. Дано описание программного комплекса моделирования ПП ОМС. Приведены результаты рабочего проектирования пьезоэлектрического первичного преобразователя быстропеременного давления (1ЩБПД). Исследовано влияние на характеристики ПДБПД изменения его конструкция и ее параметров. Приведены результаты сравнения экспериментального и модельного исследования амплитудно-частотных характеристик ПДБЦЦ. Научная новизна работы заключается в разработке принципиально новых методик анализа и синтеза первичных преобразователей обобщенной механической силы как элементов систем управления. Впервые предложен метод моделирования процессов функционирования ПП ОМС на основе представления их системами передачи механических сигналов. Разработана система частных описаний элементов конструкций ПП ОМС как типовых элементов передачи механических сигналов. Разработана методика синтеза структурной схемы передачи типового вектора механических сигналов в конструкциях ПП ОМЗ на основе вида соединений типовых элементов с сосредоточенными или распределенными параметрами, позволяющая получать модель преобразователя в виде одного звена с эквивалентной матрицей передачи типового вектора механических сигналов и возможностью последующего выделения частных передаточных функций по любому рассматриваемому внешнему «воздействию. Разработана методика моделирования типовых механических элементов с сосредоточенными и с распределенными параметрами матрицами передачи типового вектора механических сигналов. ПП ОМС. Разработано алгоритмическое и информационное обеспечение автоматизированного моделирования процессов функционирования ПП ОМС. Предложен метод решения задачи параметрического синтеза ПП ОМС как задачи нелинейного программирования. ПП ОМС как элемента системы управления путем варьирования их параметров без дорогостоящих испытаний опытных образцов. Все эго приводит к повышению технико-экономической эффективности разработок ПП ОМС для систем управления. Разраоотанная методика моделирования позволяет применять ее как для целей моделирования первичного преобразователя как звена системы управления, так и для целей исследования внутренних процессов в конструкциях при их работе. Построенный на базе предложенной методики программный комплекс является инструментом инженерного проектирования (анализа и синтеза) ПП ОМС и может использоваться в учебном процессе при подготовке специалистов, умеющих ставить и решать на ЭВМ задачи проектирования элементов систем управления. Материалы проведенного исследования использованы при выполнении ряда хоздоговорных работ, договора творческого содружества. ЦНИИТМАШ, г. Москва), научно-исследовательском институте физических измерений (НИИФИ, г. Пенза). Экономическая эффективность результатов исследований подтверждена документально (акты о внедрении приведены в приложении диссертации). Содержащиеся в работе методические материалы, а также обучающие рабочие модули, включающие разработанные методы, используются в НИИФИ (г. Пенза), а также в учебном процессе Ленинградского политехнического института имени М. И.Калинина, Уфимского авиационного института имени С. Орджоникидзе, Волгоградского политехнического института, Брянского института транспортного машиностроения, что подтверждается соответствующим актом.