Grunnundersøkelser. Beregning av stasjonens statiske egenskaper

Lagt ut på https://site/

Teknisk oppgave

Design av aktuatormotoren til drivsystemet for gassstyring

1. Generell informasjon

3. Matematiske modeller av gass- og pneumatiske styreaktuatorer

4. Skjematisk diagram av styrekanalen

5. Design av gasskraftkontrollsystem

6. Simulering

Litteratur

Teknisk oppgave

Design et gasskraftkontrollsystem som fungerer i proporsjonal modus. Inngangssignalet er harmonisk med en frekvens i området. I frekvensområdet til inngangssignalet i alle driftsmoduser, må systemet sørge for behandling av et nyttig signal med en amplitude på minst d 0 med faseforskyvninger som ikke overstiger faseskiftene til en aperiodisk selv med en tidskonstant T GSSU.

Grunnleggende inndata:

a) systemoverføringskoeffisient;

b) maksimal styrevinkelutslag d t;

c) beregnet driftstid;

d) mengder som karakteriserer de dynamiske egenskapene til systemet; i den enkleste versjonen inkluderer dette verdiene for den begrensende frekvensen til inngangssignalet u 0, amplituden d 0 til signalet behandlet av frekvensomformeren ved frekvensen u 0 (verdien er vanligvis satt i området 0,8 .. 1.0), verdien av tidskonstanten til den ekvivalente aperiodiske lenken T GSU;

e) belastninger på styrekroppene - treghetsbelastning spesifisert av treghetsmomentet til lasten J N;

Friksjonskoeffisient f;

Hengselmomentkoeffisient t w.

Hvis koeffisienten t w. endres over tid, så kan en graf for endringen over tid spesifiseres. I det enkleste tilfellet er ekstreme verdier av denne koeffisienten spesifisert. Vanligvis tilsvarer den maksimale verdien av den negative lasten det første operasjonsmomentet; i siste øyeblikk er den proporsjonale belastningen ofte positiv og har også ekstrem stivhet.

Tabell over initiale simuleringsparametere

Alternativ nr.
TK parametere
Lastmoment, Nm
Maksimal vinkel, rad
Avviksamplitude RO, rad
Maksimal inngangssignalfrekvens, Hz/amplitude, v
Friksjonskoeffisient N*s/m
Vekt av bevegelige deler RO kg
Gasstrykk i GIS bar
Gasstemperatur i ISG grader C

Design av aktuatormotoren til drivsystemet for gassstyring

pneumatisk gass styremotor

1. Generell informasjon

Pneumatiske og gassaktuatorer er mye brukt i kontrollsystemer for små fly. Et alternativ til tradisjonelle systemer med primære energikilder til aktuatorer - systemer med gass-sylinderkilder for komprimerte gasser og systemer med forgassing av forskjellige stoffer, var etableringen av enheter som tilhører en fundamentalt ny familie - luftdynamiske styresystemer.

Aktuatorer i denne klassen er komplekse oppfølgingsautomatiske kontrollsystemer, som, som en del av produktet under lagring, transport og drift, er utsatt for betydelige klimatiske, mekaniske og andre ytre påvirkninger. De ovennevnte funksjonene til bruksvilkårene og driftsmodusene, hvis vurdering er obligatorisk ved utvikling av nye systemer, lar oss klassifisere dem som mekatroniske systemer.

Når du velger type og bestemmer parametrene til BULA-styringssystemet, brukes vanligvis to kontrollmetoder: aerodynamisk og gassdynamisk. I kontrollsystemer som implementerer den første metoden, skapes kontrollkraften på grunn av den aktive påvirkningen av hastighetstrykket til den motgående luftstrømmen på de aerodynamiske rorene. Styreaktuatorer er designet for å konvertere elektriske styresignaler til mekanisk bevegelse av aerodynamiske ror, stivt koblet til de bevegelige delene av aktuatormotorene.

Aktuatormotoren overvinner hengselbelastningene som virker på rattene, og gir nødvendig hastighet og nødvendig akselerasjon når spesifiserte inngangssignaler behandles med den nødvendige dynamiske nøyaktigheten.

Kontrollsystemer som implementerer den andre metoden inkluderer:

Autonome gassreaktive automatiske kontrollsystemer;

Thrust vector control systems (TSVTC).

For tiden, for den første kontrollmetoden, brukes enheter som bruker høytrykksgass som energikilde mye. For eksempel inkluderer denne klassen av enheter:

Styredrivsystemer med gass-sylinderkilder for trykkluft eller luft-gassblanding;

Systemer med pulvertrykkakkumulatorer eller andre kilder til arbeidsvæske, som er et produkt av foreløpig gassifisering av faste og flytende stoffer.

Slike systemer har høye dynamiske egenskaper. Denne fordelen vekker stor interesse for slike styresystemer fra utviklere og gjør dem til viktige objekter for teoretisk og eksperimentell forskning.

Opprettelsen av høyteknologiske styredrev for BULA-kontrollsystemer er tradisjonelt forbundet med jakten på nye krets- og designløsninger. En spesiell, radikal løsning på problemet med å lage høyteknologiske styreaktuatorer var bruken av energi som strømmet rundt raketten for kontroll. Dette førte til opprettelsen av en ny, spesiell klasse av aktuatorer - luftdynamiske styreaktuatorer (ADRS), som bruker energien til den motgående gasstrømmen som en primær energikilde, dvs. kinetisk energi BULA.

Disse instruksjonene er viet til design, anvendelse og metoder for forskning og design av utøvende mekatroniske moduler av kontrollsystemer for små BULA. Den gjenspeiler informasjon som primært kan være nyttig for studenter ved spesialitetene "Mekatronikk" og "Aircraft Automatic Control Systems".

2. Design av aktuatormotorer

Styredrivsystemer inkluderer følgende funksjonelle elementer.

1. Enheter som sikrer oppretting av kraft på kontroller:

Strømkilder - primære energikilder (kilder til komprimerte gasser og kilder til elektrisk energi - batterier og turbogeneratorkilder til elektrisk energi);

Aktiveringsmotorer, kinematisk koblet til kontrollene, og elementer av energiledninger - for eksempel luft- og gassfiltre, sjekk- og sikkerhetsventiler, gasstrykkregulatorer for systemer med gass-sylinderkilder for komprimert gass, ffor pulvertrykkakkumulatorer, luftinntak og utløpsenheter VDRP og etc.

2. Funksjonelle elementer som etablerer samsvar mellom styresignalet generert i kontrollsystemet og den nødvendige krafthandlingen - omformere og forsterkere av elektriske signaler, elektromekaniske omformere, ulike typer sensorer.

For å spesifisere forskningsområdene for oppgavene som står overfor utviklingen av styredrev, inkluderer de kraft- og kontrollsystemer (fig. 1.2).

Ris. 1.2. Styremaskindiagram for fly

Kraftsystemet kombinerer de funksjonelle elementene i styreutstyret, som er direkte involvert i å konvertere energien til kraftkilden til mekanisk arbeid knyttet til bevegelsen av posisjonelt belastede kontroller. Kontrollsystemet består av funksjonelle elementer av styredrevet, som sikrer en endring i den kontrollerte variabelen (koordinatene for posisjonen til kontrollene) i henhold til en kontrolllov spesifisert eller utviklet under flyets flyvning. Til tross for den noe konvensjonelle karakteren av separasjon av kraft og kontrollsystemer, som er forbundet med behovet for å inkludere en rekke funksjonelle elementer av styredriften i både kraft- og kontrollsystemene, ligger den praktiske nytten av slik separasjon i muligheten for en mangfoldig representasjon av styringen ved løsning av ulike problemer i utviklingsprosessen.

Følgende delsystemer kan skilles i gassstyringssystemet:

Primær energikilde;

Executive motor;

Gassdistribusjonsenhet med en elektromekanisk kontrollomformer;

Elektrisk kontrollsystem - forsterkere, korreksjonsenheter, tvingende oscillasjonsgeneratorer, etc.;

Primære transdusere er sensorer for lineære og vinkelbevegelser av bevegelige deler av mekaniske delsystemer.

For å klassifisere drivsystemer for gassstyring, generelt, kan følgende klassifiseringskriterier brukes:

Type kraftsystem, dvs. type primær energikilde;

Prinsippet for å kontrollere aerodynamiske ror;

Kontrollsløyfetype for enheter med proporsjonal styrebevegelse;

Aktuator motortype;

Type bryterutstyr og kontroll elektromekanisk omformer.

1. Systemer med en gass-sylinderkilde for komprimert gass. Kilden til høytrykksgass er en luftforsterkningsenhet, som i tillegg til en sylinder med trykkluft eller en luft-heliumblanding inkluderer sikkerhets-, avstengnings-, distribusjons- og kontrollgassfittings og fittings for fylling og overvåking av trykket i sylinderen. I faglitteraturen kalles slike systemer ofte "pneumatiske".

2. Systemer med pulvertrykkakkumulator. Kilden til høytrykksgass i dette tilfellet er en solid drivmiddelpulverladning av en spesiell design, som sikrer konstant produktivitet av arbeidsfluidet - forbrenningsprodukter av ladningen, som har høy temperatur. I tillegg til den direkte gasskilden og innretningen for å slå gasskilden i drift, kan slike systemer inkludere drivstofffog sikkerhetsinnretninger. I teknisk litteratur, når slike systemer beskrives, brukes ofte begrepet "varmgass" eller ganske enkelt "gass".

3. Elektromagnetiske styredrev. Grunnlaget for slike enheter er vanligvis en elektromekanisk omformer av nøytral type, som direkte utfører den spesifiserte bevegelsen til de aerodynamiske styreelementene.

En aktuator er en enhet som konverterer energien til komprimert gass til bevegelsen av styreelementer, og overvinner kraften som skapes av luftstrømmen til den flytende BULA.

Basert på deres design kan følgende grupper av aktuatormotorer skilles ut.

1. Stempel - enkeltvirkende og dobbeltvirkende. Enheter som oftest brukes både i spesialutstyr og i prosessautomatiseringssystemer.

Ris. 1. SGRP executive-motoren er en lukket type - stempel, med en kraftsylinder.

Fig.2. SGRP executive-motoren er en lukket type - med to kraftsylindre.

Driften av den utøvende motoren styres av en gassdistribusjonsenhet (GRU).

Formålet med GRU er å vekselvis kommunisere arbeidshulrommene til drivaktuatormotoren med en kilde til komprimert gass eller med omgivelsene (atmosfæren i det innebygde drivrommet). I henhold til arten av bytteproblemet som løses, er GRUer generelt delt inn i enheter:

Med kontroll "ved inngangen" - endres områdene av innløpsåpningene til arbeidshulrommene;

Med "output"-kontroll - området til utløpsåpningene fra arbeidshulrommene endres;

Med "innløps- og utløpskontroll" endres arealene til både innløps- og utløpsåpninger.

3. Matematiske modeller av gass- og pneumatiske styreaktuatorer

Ved matematisk modellering av styregassdrivsystemet (SGG), som et element i BULA-kontrollsystemet som opererer i luftstrømmen som strømmer rundt det, er forskningsområdet et sett med geometriske, elektromekaniske parametere og parametere for arbeidsvæsken - luft eller annen komprimert gass, samt tilstandsfunksjoner til elektromekaniske, aerogasdynamiske prosesser og styringsprosesser som forekommer i alle mangfoldet av årsak-og-virkningsforhold. Gitt de pågående transformasjonene av en type energi til en annen, tilstedeværelsen av distribuerte felt og en strukturelt kompleks representasjon av reelle mekanismer i det fysiske forskningsfeltet som vurderes, er opprettelsen av matematiske modeller som gir den nødvendige graden av pålitelighet av ingeniørberegninger. oppnådd gjennom innføring av teoretisk og eksperimentelt underbyggede idealiseringer. Nivået av idealisering bestemmes av målene for programvaren som lages.

Matematisk modell av styredrevet:

p 1, p 2 - gasstrykk i hulrom 1 eller 2 i styremaskinen,

S P - område av styrestemplet,

T 1, T 2 - gasstemperatur i hulrom 1 eller 2 i styremaskinen,

Т sp - temperatur på veggene til styremaskinen,

V - styrestempelhastighet,

F pr - fjærforspenningskraft,

h - viskøs friksjonskoeffisient,

Hengselbelastningsfaktor,

M er den reduserte massen av bevegelige deler.

Ris. 3 Typiske grafer for overgangsprosesser.

4. Skjematisk diagram av styrekanalen

Styrekanalen til et gasskraftkontrollsystem kan bygges med mekanisk, kinematisk, elektrisk tilbakemelding eller har ingen hovedledning tilbakemelding. I sistnevnte tilfelle opererer stasjonen vanligvis i relémodus ("ja - nei"), og i nærvær av tilbakemelding - i proporsjonal modus. I denne utviklingen vil styrebaner med elektrisk tilbakemelding bli vurdert. Feilsignalet i disse banene kan forsterkes av enten en lineær eller reléforsterker.

Et skjematisk diagram av styrekanalen med en lineær forsterker er vist i fig. 5.

Ris. 4. Styrekretsskjema

Diagrammet viser: W F (p), W Z (p), W p (p), W os (p) - overføringsfunksjoner til henholdsvis korreksjonsfilteret, elektromekanisk omformer, stasjon, tilbakemeldingskrets. Forsterkningen til den lineære forsterkeren i denne kretsen er inkludert som en multiplikator i EMF-primærkoeffisienten.

Valget av drivparametere er gjort på en slik måte at det i et gitt område av frekvenser og amplituder av det behandlede signalet ikke er noen begrensning på x- og X-koordinatene tatt i betraktning ved dannelse av styrekanalen.

5. Design av gasskraftkontrollsystem

Designmetodikk

Type aktuator og det skjematiske diagrammet for styrekanalen velges. Type drivenhet bestemmes basert på kravene og driftsforholdene. For lange driftstider og høye temperaturer Tp er en drivkrets med utgangsstyring å foretrekke. For å velge et skjematisk diagram, er det tilrådelig å utføre en foreløpig studie av ulike ordninger, omtrent vurdere deres evner (operative, dynamiske, vekt, dimensjoner) og velge det beste alternativet. Denne oppgaven, som består av en omtrentlig beregning av egenskapene til GSSU til forskjellige ordninger, må løses i det innledende stadiet av systemutvikling. I noen tilfeller kan typen kretsdiagram velges tydelig allerede i den innledende fasen av arbeidet og spesifiseres i de tekniske spesifikasjonene.

Generaliserte drivparametere beregnes. Metoden for denne beregningen bestemmes av typen av det valgte kretsskjemaet til styrekanalen. Her er metodikken som brukes på styrekanalen med elektrisk tilbakemelding:

a) velg lastfaktorverdien y:

Maksimal verdi av hengselbelastningskoeffisienten;

Mt - maksimalt dreiemoment opprettet av drivverket,

hvor l er den mekaniske girarmen.

Den nødvendige drivkraften avhenger av valget av verdi y. Den optimale verdien for opt, tilsvarende minimum nødvendig drivkraft, kan bestemmes som en løsning på kubikkligningen

Den numeriske verdien av opt ligger vanligvis i området 0,55 ... 0,7. Når atom, er verdien tilordnet i området 1,2? 1.3. Størrelsen på forholdet og avhenger av typen aktuator som er valgt. Så. for stasjoner med gassfordeler av typen dyse-klaff, ; for aktuatorer med strålerør, .

Parameteren q, avhengig av verdien, må samsvare med modus I. Dens verdi bestemmes enten fra resultatene av termiske beregninger eller fra eksperimentelle data med analytiske enheter. Her vil vi anta at loven om endring av parameter q over tid er gitt i form av en tilnærmet avhengighet for ulike temperaturverdier miljø.

Verdien b 0 - bevegelsesamplituden til EMF-ankeret for styrekanalen med en lineær forsterker antas å være lik y m, dvs. , og for systemer med en reléforsterker som opererer i PWM-modus på bryterutstyret, er verdien tatt i området 0,7? 0,8;

b) for den valgte verdien av y, beregnes det maksimale dreiemomentet utviklet av drivenheten:

c) den nødvendige verdien av vinkelhastigheten SHt tilveiebrakt av drevet bestemmes.

Verdien Sht er funnet fra betingelsene for at gassdrevet skal behandle et harmonisk signal med frekvens Sht og amplitude d 0. Bevegelsesamplituden til EMF-ankeret b 0 antas å være den samme som i forrige beregning.

I området med lave frekvenser (), kan dynamikken til stasjonen med en relativt lav treghet til den mekaniske lenken beskrives ved en aperiodisk kobling. Du kan få følgende uttrykk:

For en aperiodisk lenke

Fra den siste avhengigheten etter transformasjoner får vi en formel for å beregne den nødvendige verdien Ш max:

Konstruksjonsparametrene til frekvensomformere beregnes.

Den mekaniske overføringsarmen l, stempeldiameteren til kraftsylinderen D P, mengden av fritt spillerom for drivverket Xt bestemmes.

Fig.5 Designdiagram av ID.

Når du bestemmer armen l, må du stille inn forholdet mellom stempelets frie slag og diameteren.

Av hensyn til kompaktheten til kraftsylinderdesignet som utvikles, kan vi anbefale forholdet.

Ved X = Xt må det maksimale dreiemomentet som genereres av drevet være flere ganger større enn det maksimale dreiemomentet fra lasten, dvs.

Tar vi hensyn til det aksepterte forholdet, fra den siste likheten får vi avhengigheten

Det maksimale trykkfallet i hulrommene til kraftsylinderen Dr max avhenger av verdien av p p, typen og forholdet mellom de geometriske dimensjonene til fordelingsanordningen, samt av intensiteten av varmevekslingen i hulrommene. Ved beregning av verdien av l, kan den omtrent tas for drev med en gassfordeler av dyse-klaff Dr max = (0,55 × 0,65) r r, ved bruk av en jetfordeler Dr max = (0,65 × 0,75) r r.

Når du beregner verdien av l, må verdien av Drmax samsvare med modus I.

Ved relativt små verdier på dmax

Under beregningsprosessen skal alle lineære geometriske dimensjoner avrundes i henhold til kravene i standardene.

Beregn parametrene til stasjonens gassdistribusjonsenhet. Denne beregningen er utført ut fra den forutsetning at i verste fall, d.v.s. i modus I ble kjørehastigheten sikret ikke lavere enn, hvor Sht er verdien av vinkelhastigheten. Beregningsmetoder vil bli gitt her geometriske parametere for to designtyper av gassfordelere: med strålerør og med dyse og spjeld. Den første av disse distributørene implementerer gassstrømregulering i henhold til "innløp og utløp"-prinsippet. I dette tilfellet bestemmes den maksimale jevne hastigheten til stasjonen av forholdet

Det som følger

Når du beregner basert på avhengigheten, må verdiene til T p og q samsvare med modus I.

Tatt i betraktning de karakteristiske størrelsesforholdene for en gitt distributør, aksepteres det at .

Et rasjonelt forhold mellom områder c og a gir drivverkets beste energiegenskaper og ligger innenfor grensene. Fra disse betraktningene er verdien av C funnet. Etter å ha beregnet verdiene til a og c, bør de viktigste geometriske dimensjonene til fordeleren bestemmes.

Ris. 6. Designdiagram av "jet tube" gassfordeler.

Diameteren til fordelermottaksvinduet bestemmes ut fra tilstanden

hvor strømningskoeffisient m = 0,75 ... 0,85.

Størrelsen på den maksimale bevegelsen til enden av strålerøret, og lengden på strålerøret.

Med en kjent verdi på x m beregnes verdiene til b og d.

En gassfordelingsanordning av typen "dyse-klaff" implementerer regulering av gasstrømmen "ved utløpet".

Ad hoc

Derfor:

Forholdet bør tas i betraktning ved beregninger. Verdiene til T p og q tilsvarer modus I.

Ris. 7 Designdiagram av "dyse-klaff" gassfordeler.

Dysediameteren dc er valgt slik at det effektive området er minst 2 ganger det maksimale arealet av utløpet:

For den valgte verdien av d c, finn verdien av b: b = mрd c ; beregne maksimalverdien av koordinaten xt og verdien

Etter å ha utviklet utformingen av gassfordelingsanordningen, bestemmes belastningene på dens bevegelige deler og EMF-ene utformes eller velges. Den nødvendige strømningshastigheten til arbeidsfluidet bestemmes også, noe som er nødvendig for utformingen (eller valget) av en strømkilde.

Med kjente konstruksjons- og driftsparametere for drivenheten kan parametrene til dens jetkrets bestemmes fra avhengighet (I) for både modus I og modus II, hvoretter styrekanalen kan dannes.

Konturen til styrekanalen er dannet under hensyntagen til de ekstreme driftsmodusene. På det første trinnet av dannelsen plottes frekvenskarakteristikkene til en åpen krets i modus I (verdien av koeffisienten k 3 er midlertidig ukjent).

Basert på kravet til dynamisk nøyaktighet for en lukket sløyfe, finner vi den tillatte verdien av faseforskyvningen ved frekvensen u 0:

ts z (w 0) = arctg w 0 T GSSU.

Med en kjent verdi av faseforskyvningen for en åpen krets c p (w 0), bestemt som et resultat av å konstruere frekvenskarakteristikk, og en viss verdi c z (w 0), finner vi den nødvendige verdien av amplitudekarakteristikken A p (w 0) til det åpne sløyfesystemet ved frekvensen w 0. For dette formålet er det praktisk å bruke lukkenomogrammet. Etter dette viste amplitudekarakteristikken til kretsen i modus I å være unikt bestemt, og derfor bestemmes verdien av åpen kretskoeffisienten K p.

Siden et korreksjonsfilter ennå ikke er introdusert i kretsen, bestemmes verdien av K r av avhengigheten K r = k e K n k oc . Størrelsen på tilbakekoblingskoeffisienten kan bestemmes av overføringskoeffisienten med lukket sløyfe: . Deretter kan du beregne verdien av koeffisienten k e: , og deretter beregne den nødvendige verdien av spenningsforsterkerens forsterkning

6. Simulering

Ved å bruke dataene fra tabellen vil vi først simulere systemet i PROEKT_ST.pas-programmet. Etter å ha beregnet egnetheten til systemparametrene, vil vi fortsette modelleringen i PRIVODKR.pas og beregne responstiden der.

La oss fylle ut tabellene basert på de oppnådde parameterne:

La oss øke temperaturen:

La oss senke trykket:

La oss øke temperaturen (ved redusert trykk)

Hovedlitteratur

1. Goryachev O.V. Grunnleggende om teorien om datakontroll: lærebok. godtgjørelse / O. V. Goryachev, S. A. Rudnev. - Tula: Tula State University Publishing House, 2008.-- 220 s. (10 eksemplarer)

2. Pupkov, K.A. Metoder for klassisk og moderne teori om automatisk kontroll: lærebok for universiteter: i 5 bind T.5. Metoder for moderne automatisk kontrollteori / K.A. Pupkov [og andre]; redigert av K.A. Pupkova, N.D. Egupova. -- 2. utg., revidert. og tillegg - M.: MSTU im. Bauman, 2004. -- 784 s. (12 eksemplarer)

3. Chemodanov, B.K. Servodrev: 3 t. Elektriske servodrev / E.S. Blaze, V.N. Brodovsky, etc. / Redigert av B.K. -- 2. utg., revidert. og tillegg - M.: MSTU oppkalt etter N.E. Bauman, 2003. - 878 s. (25 eksemplarer)

4. Elektromekaniske systemer: lærebok. godtgjørelse/G.P. Eletskaya, N.S. Ilyukhina, A.P. Pankov. -Tula: Tula State University Publishing House, 2009.-215 s.

5. Gerashchenko, A.N. Pneumatiske, hydrauliske og elektriske drev basert på bølgeaktuatorer: lærebok for universiteter, S.L. Samsonovich redigert av A.M.: Mashinostroenie. (10 eksemplarer)

6. Nazemtsev, A.S. Hydrauliske og pneumatiske systemer. Del 1, Pneumatiske drivverk og automasjonsutstyr: Lærebok / A.S.Nazemtsev.-- M.: Forum, 2004.-- 240 s. (7 eksemplarer)

Lignende dokumenter

Prosjekt av et styreutstyr for små fly som flyr i tette lag av atmosfæren. Tekniske krav til komponentene i det selvsvingende styresystemet. Design og prinsipp for drift av styreutstyret.

avhandling, lagt til 09.10.2010

Begrunnelse for valg av drivstruktur, utarbeidelse av dens matematiske modell. Beregning av designparametere, kontrollelektromagnet og dynamiske egenskaper til stasjonen, termisk design av strukturen. Teknologisk prosess for montering av styreutstyret.

avhandling, lagt til 09.10.2010

Generell informasjon om bilen. Styredesign, beskrivelse av formålet og grunnleggende krav. Begrunnelse for valg av tannstangkontroll og bestemmelse av parametrene til styreleddet. Beregning av inngrepsparametrene til tannstangmekanismen.

avhandling, lagt til 13.03.2011

Design av stativ for demontering og montering av styrekontrollen til en personbil. Beskrivelser av stativ for reparasjon av kardanaksler og styresnekke. Fastsettelse av kostnaden for prosjektet. Valg av materiale. Beregning av kostnader til innkjøp av materialer og oppretting av stand.

kursarbeid, lagt til 03.12.2015

Gjennomgang av drivverk og styresystemer av beltemaskiner. Beregning av transportbånds drivparametere. Utvikling av et grunnleggende hydraulisk diagram av maskinen. Beregning av parametere og valg av hydrauliske drivelementer, mekaniske drivkomponenter og elektriske motorer.

kursarbeid, lagt til 19.04.2011

Utvalg av servodrivelementer: aktuatormotor, elektrisk maskinforsterker, følsomt element. Syntese av et kontrollsystem ved bruk av metoden for standard normaliserte karakteristiske ligninger. Forskning og analyse av det utviklede systemet.

kursarbeid, lagt til 09.07.2014

Konstruksjon og beregning av driv, giroverføring og drivenhet. Drive strømkrets. Kontroller beregning av rullelager, mellomaksel og kileforbindelser. Utvalg av smøremidler. Konstruksjon av toleranser for tilkoblinger av hoveddeler.

kursarbeid, lagt til 29.07.2010

Gjennomgang av den kjemiske sammensetningen, mekaniske, teknologiske og operasjonelle egenskapene til legeringsstålet som delen er laget av. Teknologisk rute for reparasjon av bipod-akselen til styremekanismen med en rulle. Valg av utstyr og teknologisk utstyr.

kursarbeid, lagt til 02.07.2016

Kinematiske og energiberegninger av stasjonen. Valg av elmotor, beregning av åpent gir. Kontroller beregning av nøkkelforbindelser. Beskrivelse av monteringssystem, smøring og justering av drivenheter. Design av drivstøttestrukturen.

kursarbeid, lagt til 04.06.2014

Beskrivelse av den automatiske syklusen til boremaskinen. Utvalg nødvendige elementer elektrisk kretsskjema for prosesskontroll: med og uten bruk av logisk algebra. Logiske funksjoner til aktuatorer.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Introduksjon

1. Hoveddel

1.1 Klassifisering av drivverk

1.3 Tekniske krav til styremaskinen

1.7 Utforming av kontrollelektromagnet

1.8 Tekniske krav til komponentene i det selvsvingende styresystemet

2. Designdel

3. Teknologisk del

3.1 Teoretisk informasjon

4. Økonomi

4.1 Introduksjon

4.3 Konklusjoner

5. Arbeidssikkerhet

5.1 Introduksjon

5.2 Analyse av skadelige og farlige faktorer ved beregning og utforming av et lukket sløyfe VRDS-system

5.3.1 Beregning av belysning

5.3.2 Støy på arbeidsplassen

5.3.3 Beskyttelse mot elektromagnetisk og røntgenstråling

5.3.4 Elektrisk sikkerhet

5.3.5 Brannsikkerhet

5.4 Miljøvern

5.5 Konklusjoner

Konklusjon

Liste over brukt litteratur

Introduksjon

For tiden er utviklingen av drivverk for små styrte missiler (SMURer) underlagt stadig strengere krav til tekniske og operasjonelle egenskaper. Derfor bør prosessen med å lage lovende servostyringssystemer ikke bare være basert på å forbedre tidligere utviklede design og implementeringsordninger for stasjoner, men også på søket etter nye tekniske løsninger som skiller seg fra tradisjonelle og gir et nytt sprang i utviklingen av denne typen. av teknologi. En slik fundamentalt ny løsning viste seg å være etableringen og bruken av såkalte luftdynamiske styredrev (ADRP).

Tidligere brukte styreutstyr av tradisjonell design med en spesiell kraftkilde har følgende ulemper: for det første gir de kraften til kildene på nivået av det maksimale som kreves, som bare er nødvendig for et visst flysegment; for det andre, med økende rekkevidde og flytid, øker massen til strømkilden. Økende vekt- og størrelsesegenskaper tillater ikke implementering av tradisjonelle stasjoner med spesielle systemer for å matche drivkraften med kraften som brukes på kontroll. Derfor var en rasjonell løsning å forlate den spesielle kraftkilden og bruke energien fra rakettbevegelsen i et gassholdig miljø for å flytte styreelementene, d.v.s. ved å bruke energien til luftstrømmen som strømmer rundt rakettkroppen.

Grunnlaget for denne tekniske løsningen er prosessen med transformasjon av energien til fremdriftssystemet, som gir raketten den kinetiske bevegelsesenergien. Som et resultat av bevegelsen vises et fordelt trykkfelt på rakettkroppen, som bestemmer kraften til dens drag i luftstrømmen som strømmer rundt raketten. Ved å plassere luftinntaks- og utløpsinnretninger på kroppen i soner med henholdsvis høyt eller lavt trykk, dannes en arbeidsstrøm med en viss kraft, mens motstandskoeffisienten øker i samsvar med loven om energibevaring. Til slutt, ved bruk av luftdynamiske styredrev, kreves det en økning i massen til pulverblokken til fremdriftssystemet for å holde flytiden og slutthastigheten uendret. En analyse av masseforholdet viser imidlertid at effektiviteten til denne tekniske løsningen sammenlignet med styreaktuatorer med en spesiell kraftkilde er høyere, jo større maksimal hastighet og tiden til det kontrollerte flysegmentet sammenlignet med driftstiden til fremdriftssystemet. . Dette oppnår en reduksjon i massen av passive strukturelle elementer og en økning i produksjonsevne ved å eliminere arbeidskrevende strukturelle elementer: trykkakkumulatorer, rørledninger, etc. Et særtrekk er at den opererer nesten hele tiden raketten beveger seg, og bruken av en enkelt luftstrøm som belaster styrekroppene til luftdynamiske styredrev og samtidig fungerer som en energibærer for å opprettholde samme funksjonalitet. egenskaper over flytiden. Den praktiske implementeringen av luftdynamiske styredrev med ulike typer kraftsystemer har vist sin betydelige overlegenhet i funksjon, vekt og størrelse, og tekniske og teknologiske egenskaper fremfor drivverk av tradisjonell design. Derfor er problemet med å utstyre nyutviklede missiler med luftdynamiske drev, og derfor utviklingen av effektive metoder og algoritmer for deres design, påtrengende.

1. HOVEDDEL

Kontroll av et fly er det viktigste vitenskapelige og praktiske problemet ved moderne fly- og rakettvitenskap. e nia.

For å sikre flyvningen til et fly langs den nødvendige banen, brukes et sett med forskjellige tekniske midler, som er et kontrollsystem fenomener.

Av funksjonelt formål Enhetene som er inkludert i flyets kontrollsystem kan deles inn i tre grupper:

innretninger for å generere kontrollhandling fra et styresignal;

kontroller som skaper kontrollkrefter;

styreaktuatorer som aktiverer kontroller i henhold til kontrollinngang.

Siden denne oppgaven er dedikert til beregninger og design EN lukket sløyfesystem styring, la oss se på den tredje gruppen av enheter mer detaljert.

Styreaktuatorer utfører funksjonaliteten i styresystemet b nual forhold mellom enheter i den første og andre gruppen. Derfor n EN ved siden av de funksjonelle elementene som sikrer skapelse av krefter O innvirkning på kontroller (strømforsyninger, kinematisk e aktuatorer, elementer av energimotorveier, dyktig koblet til kontrollene), styreaktuatorer inkluderer funksjonaliteten b nale elementer som etablerer samsvaret til dette kraftsignalet EN la styresignalet generert i kontrollsystemet (omformer EN oppringere og forsterkere av elektriske signaler, elektromekaniske omformere, ulike typer sensorer Og ki).

For å spesifisere forskningsområdene for oppgavene som står overfor utviklingen av styredrev, inkluderer de kraft og kontroll ing system. Kraftsystemet kombinerer de funksjonelle elementene i styreutstyret, som er direkte involvert i å konvertere energien til kraftkilden til mekanisk arbeid knyttet til bevegelsen av posisjonelt belastede kontroller.

Kontrollsystemet består av funksjonelle elementer av styredrevet, som sikrer en endring i den kontrollerte variabelen (koordinatene for posisjonen til kontrollene) i henhold til en kontrolllov spesifisert eller utviklet under flyets flyvning.

Styremaskinens struktur, egenskaper og utforming bestemmes av flytypen. Dette oppgaveprosjektet undersøker styreutstyret for små fly, som flyr i tette lag av atmosfæren. Slike styreaktuatorer beveger som regel de roterende aerodynamiske rorene til flyet og er preget av høy hastighet, evnen til å utvikle betydelige krefter med lav vekt og små dimensjoner av strukturen. Deres energi- og størrelse-masse-karakteristikk avhenger betydelig av typen energi som brukes.

Den raske utviklingen av fly på femtitallet tvang bruken av en pneumatisk drift med en lufttrykkakkumulator i flykontrollsystemer på grunn av det faktum at det var den billigste, enkleste og mest pålitelige styremekanismen.

På sekstitallet ble styreutstyr med varmt gass utbredt og er fortsatt mye brukt i dag. Overgangen fra en lufttrykkakkumulator i styredrivsystemer, som opptar et betydelig volum i flyet, til en liten og lett å produsere pulvergassgenerator har gjort det mulig å forbedre den totale vekten og driftsegenskapene til styredrevene. .

Opprettelsen på syttitallet av et styreutstyr uten en innebygd kraftkilde - en luftdynamisk en - markerte begynnelsen på et nytt stadium i å forbedre styreutstyret til små fly.

Det bør også nevnes eksistensen av elektromagnetiske styredrev, der bladene styres direkte av en kraftelektromagnet matet fra et batteri. Imidlertid er de heller ikke mye brukt på grunn av den lave effekten og den store vekten til elektromagnetkraftkilden.

1.1 Klassifisering av drivverk

Bladdrev er designet for å konvertere elektrisk e Kinesiske kontrollsignaler inn i den mekaniske bevegelsen til bladene, stivt koblet til de bevegelige delene av den utøvende motoren Og Gatel.

Aktuatormotoren overvinner hengselbelastningene som virker på bladet, og gir den nødvendige hastigheten og b nødvendig akselerasjon ved behandling av gitte utgangssignaler med nødvendig dynamikk e høy presisjon.

Basert på eksisterende design kan stasjoner være ssified:

etter type kraftsystem:

luft - dynamisk;

pneumatisk;

varm gass;

elektromagnetiske;

i henhold til prinsippet om bladkontroll:

relé to og tre posisjonskontroll;

proporsjonal kontroll;

i henhold til kontrollsystemdiagrammet:

selvsvingende med to- og treposisjonskontroll;

selvjusterende med en tvingende oscillasjonsgenerator og to- og treposisjonskontroll;

selvsvingende med en tvingende oscillasjonsgenerator og to- og treposisjonskontroll;

etter type aktuator:

enveis og toveis handling;

halvåpen og lukket type;

etter type distribusjonsenhet:

roterende spole ved innløpet, ved utløpet, ved innløpet og utløpet på samme tid;

jet tube;

ventilbryterinntak, utløp, innløp og utløp samtidig.

1.2 Begrunnelse for valg av drivtype

Styredrevet er designet for å konvertere elektriske signaler som kommer fra bakkekontrollutstyr til tilsvarende vinkelavbøyninger av de aerodynamiske rorene som styrer flyets flyvning.

Når man sammenligner egenskaper forskjellige typer og diagrammer over styredrev, bemerkes det at for gitte hengselbelastninger og de nødvendige dynamiske egenskapene, er det tilrådelig å sikre minimumsdimensjoner og vekt på flyet for å bruke en proporsjonal styredrift ved å bruke høyhastighetstrykket til den motgående luftstrømmen som arbeidsvæske.

I dette tilfellet forsvinner behovet for å plassere en spesiell strømkilde.

For små styrte missiler er luftdynamiske styreaktuatorer oftest designet, som har en rekke fordeler:

· uavhengighet av massen og volumet til styreutstyret fra driftstiden, siden det ikke er noen spesiell kraftkilde;

samsvar mellom det nødvendige og utviklede dreiemomentet til styredrevet;

overholdelse av nødvendig og utviklet hastighet;

nesten konstant faseskift ved rakettens rotasjonsfrekvens på grunn av ekvivalensen av drivhastigheten og hastigheten O Rocket Roll, Driving Moment og Hinge Moment R ingen last;

bruk av ikke-knappe materialer i konstruksjonen på grunn av lave trykk og temperaturer på arbeidsvæsken.

For å sammenligne egenskaper Følgende tabell viser de forskjellige typene stasjoner:

Tabell 1.1 Sammenlignende egenskaper for ulike typer frekvensomformere

Flyhastighet
Styremaskin type	WDRP med krefter. syst. åpen type	elektromagnetisk	WDRP med krefter. syst. lukket type	på varm gass	på komprimert gass
Type innebygd strømforsyning		elektrisk batteri			Komprimert heliumsylinder
Drive volum med strømforsyning,
Kjør vekt med kilde mat, kg
Kompleksiteten i produksjonen
Naib. laste øyeblikk,
Det største utviklede øyeblikket,
Omfang av endringer i faserespons, grader.

Analyse av tabelldataene viser at VDRV betydelig overskrider egenskapene til styreaktuatorene til innenlandske og utenlandske fly.

VDRG til et kontrollert fly med subsoniske flyhastigheter, sammenlignet med de elektromagnetiske styreaktuatorene til flyet, har et 2,5 ganger mindre volum og 5 ganger mindre produksjonskompleksitet.

Styreutstyret til et fly med trans- og supersoniske flyhastigheter, sammenlignet med styreutstyret til innenlandsfly og det amerikanske TOU-flyet, har 3-4 ganger mindre vekt og 4 ganger mindre kompleksitet i produksjonen.

1.3 Tekniske krav til styremaskinen

Styremaskinen (RP) er enkanals. Styret foldes inn i kupeen. Pyroteknisk forsinkelse i åpning av rorene for

Roravvikets avhengighet av inngangssignalet er proporsjonal.

RP opererer fra høyhastighets lufttrykk. Avhengigheten av overtrykket P og ved luftinntaket til tiden ved forskjellige omgivelsestemperaturer er vist i fig. 1.1.

Ris. 1.1. Avhengighet av overtrykk P og ved luftinntaket på tid t.

RP må være operativ når:

Mach-tall (fig. 1.2)

· rotasjonsfrekvenser fra 4 til 13 Hz (fig. 1.3)

Ris. 1.2 Avhengighet av overtrykk av Mach-tallverdier

Ris. 1.3 Avhengighet av rakettens rotasjonsfrekvens på tiden t

hengselmomenter vist i fig. 1.4

Ris. 1.4 Avhengighet av hengsellastmomentet M w på tiden t

Endringen i faseforskyvning som tar hensyn til rotasjonshastigheter må samsvare med verdiene

Maksimal nedbøyningsvinkel for rorene bør være ±15°.

1.4 Matematisk beskrivelse av funksjonen til en luftdynamisk drift

Tilstanden til en fysisk kropp (homogen gass) i et visst strømningsvolum i hvert øyeblikk er preget av en kombinasjon av følgende parametere:

press;

egenvekt;

temperatur.

For denne gassen, forutsatt at den er ideell, er tilstandsligningen gyldig:

Fra denne ligningen følger det at det er to uavhengige størrelser som karakteriserer tilstanden til gassen i strømningshulrommet. I termodynamikk brukes to lover for å bestemme dem:

lov om energisparing;

lov om bevaring av masse.

Vi aksepterer antakelsen om at gassparameterne endrer seg sakte sammenlignet med endringen i kontrollsignaler. Dette lar oss dele ligningen til den ikke-lineære ustabile drivmodellen i to grupper av ligninger:

ligninger med sakte skiftende koordinater;

ligninger med raskt skiftende koordinater.

Beregningen av det gassdynamiske drivsystemet ved bruk av et system med ikke-lineære algebraiske ligninger er basert på en ekvivalent krets (fig. 1.5).

Ris. 1.5 Strømsystem ekvivalent krets

Ved utvikling av RP brukes et system med matematiske modeller:

a) ikke-lineær, brukt til å beregne de dynamiske egenskapene til RP;

b) parametrisk identifiseringsmodell som brukes til å beregne designparametrene til aktuatormotoren.

Den ikke-lineære matematiske modellen er oppnådd basert på lovene om bevaring av masse og energi og inkluderer følgende ligninger:

for mottakerhulrommet:

for arbeidshulrom (i=1,2):

for kupéhulrom:

Lovene for bevaring av masse kan skrives som følger:

for mottakerhulrommet:

for arbeidshulrom (i=1,2):

for kupéhulrom

Den spesifikke inntekten (forbruket) av energi er funnet ved å bruke følgende avhengigheter:

Massens andre ankomst (forbruk) av gass i arbeidshulen bestemmes av formlene:

Funksjonene til strømningsregimet bestemmes av formlene:

En fullstendig matematisk beskrivelse av aktuatoren inkluderer også ligninger avledet fra tilstandsligningen. De ser ut som:

mottakerhulrom:

arbeidshulrom (i=1,2):

rom hulrom:

For å bestemme volumet har vi følgende avhengigheter:

Det mekaniske delsystemet til aktuatormotoren er beskrevet med følgende ligning:

Tverrsnittseffektiviteten til innløps- og utløpsåpningene til en distribusjonsanordning av jetrørtype kan beskrives med tilstrekkelig nøyaktighet ved å bruke følgende ligninger:

for innløpsseksjonen:

for uttaksseksjon:

Oscillasjonskoeffisient;

p P1,2 - trykk i hulrommene til stasjonen;

k - adiabatisk indeks;

P R - spesifikt energiforbruk i mottakeren;

G P1.2 - spesifikk masse per sekund strømningshastighet for arbeidsfluidet i mottakeren;

P P1.2 - spesifikt energiforbruk i arbeidshulrom;

G P1.2 - spesifikk masse per sekund strømningshastighet for arbeidsfluidet i hulrommene;

S P - stempelområde;

M - rotasjonsvinkel og maksimal rotasjonsvinkel for rorene;

W 1,2 - volum av arbeidshulrom;

T P1,2 - temperatur på arbeidsvæsken i hulrommene;

P1,2 - egenvekt av arbeidsvæsken i hulrommene;

R - universell gasskonstant;

I er det reduserte totale treghetsmomentet til de bevegelige delene;

f - viskøs friksjonskoeffisient;

m w () - stivhet av hengselbelastningen;

M STR - øyeblikk av tørr friksjon;

k 0 - gass dynamisk koeffisient;

p P - trykk i mottakeren;

Y P1,2, Y P1,2 - gassdynamiske funksjoner av strømningsregimet;

S IN1,2, S OUT1,2 - effektive innstrømnings- og utstrømningsområder i arbeidshulrommene;

p 0 - trykk i rommet;

c er koeffisienten som karakteriserer den kontrollerte innstrømningen;

M - rotasjonsvinkel og maksimal rotasjonsvinkel for armaturet til kontrollelektromagneten;

a, U - koeffisienter som karakteriserer den kontrollerte utstrømningen.

1.5 Utvikling av styreutstyr

Det er nødvendig å designe et styredrev som gir reproduksjon av styresignaler i frekvensbåndet fra 28 s -1 til 91 s -1 og amplituder opp til 15° av styrevinkelen med en faseforskyvning på 15° ± 13°. Drive utviklingsprosessen er vist i diagrammet i fig. 1.6.

Utviklingen av et lite tankstyrt missil pålegger betydelige begrensninger på dimensjonene og vekten til styreutstyret. I tillegg er for tiden utviklingen av teknologisk avanserte styreutstyr laget av innenlandske, ikke-knappe materialer, og som derfor har en lav kostnad, ikke mindre relevant. Dimensjonene og vekten til RP avhenger vesentlig av den nødvendige utgangseffekten og bestemmes av typen og strukturen til drivsystemet som brukes. For den proporsjonale loven om styrekontroll er de minste dimensjonene sikret ved bruk av et selvsvingende drivsystem med to-posisjonskontroll (fig. 1.7).

En luftdynamisk styredrift med en jetfordelingsanordning ble valgt som drivkraft for det guidede missilet.

En luftdynamisk RP krever ikke en spesiell strømkilde, hvis dimensjoner i stor grad avhenger av driftstiden og drivkraften.

Ris. 1.6 Algoritme for utvikling av styremaskin

Ris. 1.7 Selvsvingende drivsystem med på-av-kontroll

Et luftdynamisk drev kjennetegnes ved å matche de eksisterende hengselbelastningene med dreiemomentet som utvikles av drevet, samt rullerotasjonshastigheten med bevegelseshastigheten til rorene, som et resultat av at det over flytiden nesten konstant faseskift sikres ved rakettens rullerotasjonsfrekvenser.

Stabiliteten til de dynamiske egenskapene til VDRP over tiden for kontrollert flyging av raketten gjør det mulig å utvide toleransene på designparametrene til styreaktuatorer som opererer på tradisjonelle kraftkilder: høytrykks komprimert gass, varm pulvergass, elektrisk energi .

Den valgte distribusjonsanordningen av typen "jetrør" tillater bruk av en roterende kontrollelektromagnet, som er pålitelig i drift under ytre påvirkninger. Belastningen på kontrollelektromagneten med et bryterutstyr av jetrørtype er ubetydelig. De dynamiske egenskapene til kontrollelektromagneten er praktisk talt uavhengige av inngangstrykket.

Utformingen av et selvoscillerende VRDS-system utføres ved hjelp av en matematisk modell for parametrisk identifikasjon:

Adderligning:

Korreksjonsfilterligning:

Forsterker relé element ligning:

Kontroll elektromagnetligning:

Aktuatormotorligning:

Beregningen av generaliserte og designparametere utføres for de verste energiforholdene, som tilsvarer det maksimale forholdet mellom nødvendig effekt og den som utvikles ved behandling av et harmonisk signal med en amplitude? 0 og frekvens under en hengslet last som har en fjærbeskaffenhet, dvs. fra tilstanden til minimumsenergifunksjonen til drivenheten:

hvor er rakettens rotasjonsfrekvens, rad/s;

Moment for hengselbelastning, N m;

Gassdynamisk funksjon av strømningsregimet (fig. 1.8);

Overtrykksverdi, Pa;

omgivelsestemperatur, K;

t - flytid, s.

Modusen med dårligste energievner tilsvarer flyging ved temperatur (fig. 1.9). For den angitte modusen er parameterverdiene som følger:

Mach nummer ………………………………………………………………1.17;

Hengsellastmoment………………………-0,937;

Overtrykk…………………………………..1.22?10 5;

Rullrotasjonshastighet…………………………………..9.3±1.9.

Ris. 1.8 Graf over avhengigheten av tallet Y på mengden av overtrykk.

Ris. 1.9 Drive energifunksjon

Verdien velges fra betingelsen for å sikre fasefrekvensresponsen til den åpne sløyfen nær den spesifiserte nominelle verdien når det oppstår begrensninger på utgangskoordinaten til kraftdelen av frekvensomformeren. Med denne verdien? Er det gitt mindre faseforskyvninger enn i beregningen? ved en minimal strømningshastighet, men strømningshastigheten til arbeidsfluidet gjennom systemet øker, noe som ved bruk av en luftdynamisk drivenhet ikke er en designbegrensning.

Maksimalt utviklet dreiemoment bestemmes av avhengigheten:

Verdien av produktet av stempelområdet og den kinematiske overføringsarmen bestemmes av avhengigheten:

Den nødvendige hastigheten for å sikre behandlingen av et harmonisk signal beregnes ved hjelp av formelen:

Ris. 1.10 Graf over tallavhengighet? på mengden av overtrykk

Strukturen og parametrene til det selvoscillerende systemet til en luftdynamisk drift bestemmes for den verste faseforskyvningsmodusen, tilsvarende maksimum av energifunksjonen under en belastning som har karakteren av overkompensasjon, det vil si modusen (fig. 1.11). For den angitte modusen er parameterverdiene som følger:

Mach nummer …………………………………………………………..0.894;

Hengsellastmoment………………………..0.265;

Overtrykk…………………………………0,667?10 5 ;

Rullrotasjonshastighet………………………………….7,8±2.

Ris. 1.11 Drive energifunksjon

La oss beregne strukturen og parametrene til det selvoscillerende VRDS-systemet for den tilsvarende modusen:

a) er den tillatte minimumsfrekvensen for selvsvingninger beregnet ut fra betingelsen om å sikre atskillelse av driftsfrekvensen? 0 og selvsvingningsfrekvenser? EN:

b) beregnes faseforskyvningen? n og amplitudekarakteristikken A n til aktuatormotoren ved driftsfrekvensen og frekvensen av selvsvingninger.

Ris. 1.12 Blokkskjema over RP executive motor

La oss beregne topphastighet i denne modusen, basert på? m på den forrige:

Ny da? m vil ta verdien:

Fra fig. 1.13 vil vi bestemme faseskiftene og størrelsene på amplitudekarakteristikkene til RP-aktuatormotoren ved driftsfrekvensen og frekvensen av selvsvingninger.

For denne modusen er de tilsvarende verdiene definert:

c) ekvivalent forsinkelsestid for kontrollelektromagneten bestemmes:

hvor er faseforskyvningen til det ikke-lineære elementet ved frekvens,

Faseforskyvningen til korreksjonsfilteret ved selvsvingningsfrekvensen, valgt lik null ved første iterasjon.

Ris. 1.13 Amplitude-fase frekvensrespons for styreaktuatormotoren

d) fasekarakteristikkene til det åpne og lukkede selvoscillerende systemet til den luftdynamiske driften beregnes.

Faseresponsen til et åpent sløyfesystem beregnes ved å bruke følgende formel:

Faseforskyvning av RP-aktuatormotoren,

Fasekarakteristikk for kontrollelektromagneten (fig. 1.15),

Faseforskyvning av korreksjonsfilteret (fig. 1.14),

Faseforskyvning av et ikke-lineært element, .

Fasekarakteristikk for et lukket system:

Amplitude karakteristisk for et åpent sløyfesystem.

Når et filter er nødvendig med demping av amplitudekarakteristikken ved frekvensen av selvsvingninger:

Ris. 1.14 Amplitude-fase frekvensrespons for korreksjonsfilteret

Ris. 1.15 Fasekarakteristikk for kontrollelektromagneten

Fasekarakteristikken til et åpent sløyfesystem til en luftdynamisk styredrift er vist i fig. 16, lukket - i fig. 1.17.

Ris. 1.16 Fasekarakteristikk for et VRDS-system med åpen sløyfe

Ris. 1.17. Fasekarakteristikk for et lukket sløyfe VRDS-system

1.6 Vurdering av virkningen av å endre parametrene til den matematiske modellen til VRDS på dens egenskaper

La oss spore hvordan egenskapene til drivverket påvirkes av endringer i slike mengder som bevegelseshastigheten til rorene, hengselbelastningsmomentet, treghetsmomentet til rorene, ekvivalent forsinkelsestid for kontrollelektromagneten, som samt friksjonskoeffisienter.

La u variere innenfor ±15%, og f - med ±50%.

De mest signifikante endringene skjer når de ovennevnte mengdene endres samtidig enten nedover eller oppover. La oss vurdere to ekstreme tilfeller:

1) og øke med 15%, og f - med 50%.

Resultatene er vist i fig. 1.18-1.20

Ris. 1.18 Amplitude-fasekarakteristikk for styreaktuatormotoren

Ris. 1.19 Fasekarakteristikk for et VRDS-system med åpen sløyfe

Ris. 1.20 Fasekarakteristikk for et lukket sløyfe VRDS-system

2) og reduser med 15 %, a og f – med 50 %

Resultatene er vist i fig. 1,21-1,23

Ris. 1.21 Amplitude-fasekarakteristikk for styreaktuatormotoren

Ris. 1.22 Fasekarakteristikk for et VRDS-system med åpen sløyfe

Ris. 1.23 Fasekarakteristikk for et lukket sløyfe VRDS-system

Som det fremgår av grafene ovenfor, førte ingen av endringene som ble gjort til at styredrevet forlot den spesifiserte korridoren med faseskift (fig. 1.20 og 1.23), noe som indikerer den høye dynamiske nøyaktigheten til den utviklede VDRP. La oss sjekke hvilken rolle verdiene til tidskonstantene T f1 og T f2 spiller.

La oss vurdere tre filteralternativer (fig. 1.24, 1.25):

Grafer over fasekarakteristikkene til systemer med åpen sløyfe og lukket sløyfe vil ha formen vist i fig. 1,26-1,29.

Ris. 1.24 Amplitudefrekvenskarakteristikk for flere korreksjonsfilteralternativer

Ris. 1.25 Fasefrekvenskarakteristikk for flere korreksjonsfilteralternativer

Ris. 1.26 Fasekarakteristikker for et åpent sløyfe VRDS-system

Ris. 1.27 Fasekarakteristikk for et lukket sløyfe VRDS-system

Ris. 1.28 Fasekarakteristikker for et åpent sløyfe VRDS-system

Ris. 1.29 Fasekarakteristikk for et lukket sløyfe VRDS-system.

1.7 Tekniske krav til komponentene i det selvsvingende styresystemet

a) luftinntaket må gi:

Forholdet mellom luftinntaksområde og jetutløpsområde:

Forholdet mellom mottakerområdet og blekkstråleområdet:

Utstikket av luftinntaket utover kledningen er minst 5 mm.

b) styredrevet må gi:

Maksimal hastighet ved trykk

og temperatur:

Maksimalt utviklet dreiemoment ved trykk

Kontrollelektromagneten under reelle driftsforhold må gi en tilsvarende forsinkelsestid:

c) tidskonstantene til korreksjonsfilteret skal være:

1.8 Utforming av kontrollelektromagnet

Som kontrollelektromagnet velger vi en nøytral elektromagnet med vinkelbevegelse av armaturet. Kontrollelektromagneten, på hvis akse jetpistolen er festet, er installert på bunnen av bryterutstyret. Strømmen som strømmer gjennom viklingene til denne elektromagneten, når en kontrollkommando mottas, skaper en magnetisk fluks som tiltrekker ankeret til en av stopperne, og roterer bryterskiven til en av dens ekstreme posisjoner.

Beregningen av utføres ved å sikre de nødvendige dynamiske egenskapene ved en gitt forsyningsspenning og strømforbruk til kontrollelektromagnetviklingene. Beregningen utføres grafisk i henhold til algoritmen (se fig. 1.30).

I dette oppgaveprosjektet, når vi designer VDRV, for å forene den med tidligere produserte lignende styreaktuatorer, vil vi bruke en av de eksisterende kontrollelektromagnetene og vil ikke utføre beregninger.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Ris. 1.30 Algoritme for beregning av UM

2. DESIGNDEL

2.1 Beskrivelse av styremaskinens utforming

Styredrevet er designet for å konvertere elektriske signaler som kommer fra bakkekontrollutstyr til tilsvarende vinkelavbøyninger av de aerodynamiske rorene som styrer flyets flyvning. I dette oppgaveprosjektet ble det utviklet en selvoscillerende enkanals luftdynamisk styredrift av halvåpen type med justerbar utgangsfordelingsanordning av typen «jet tube» (Fig. 2.1).

Ris. 2.1 Styremaskin

1 - base; 2 - stempel; 3 - ratt; 4 - bøssing; 5 - akse; - lager; 7 - våren; 8 - gaffel; 9 - tilbakemeldingspotensiometer 10 - ramme; 11 - rør; 12 - filter; 13 - våren; 14 - kanal; 15 - mottakshull; 16 - stempel; 17 - deksel; 18 - mansjett; 19 - base; 20 - pinne; 21 - ørering; 22 - akse; 23 - akse; 24 - våren; 25 - lager; 26 - kropp; 27 - bar 28 kontrollspole; 29 - anker; 30 - mottaker; 31 - jet; 32 - luftinntak; 33 - kontrollelektromagnet 34 - elektrisk tenner; 35 - kraftsylinder; 36 - bar.

Drivenheten består av følgende hoveddeler:

a) executive motor med aerodynamiske ror;

b) styre elektromagnet med bryterutstyr.

Den grunnleggende delen av styredrevet er rammen 10, på hvilken aksler 5 er installert med ror 3, foringer 4, fjærer 7. Rattehjulene er forbundet med hverandre med en akse 22, på samme akse er det en gaffel 8 forbinder rorene med en potensiometrisk tilbakemeldingssensor 9. Rammen 10 er basisdelen som basen 1 er festet til. To kraftsylindre 35 er installert på basen.

Styreelektromagneten 33 består av et hus 26, i hvilket en akse 23 med et anker 29 er montert på lagre 25, to styrespoler 28 forbundet med en stripe 27 festet i huset 26, og en fjær 24.

Kraftsylinderen 35 består av en base 19, på hvilken en elastisk mansjett 18 er festet, dekket med et deksel 17, et stempel 16 forbundet med mansjetten 18 og en ørering 21 som forbinder stempelet 16 med aksen 22.

Ror 3 og luftinntak 32 i sammenfoldet stilling holdes av en stropp 36, festet med tapper 20 på rammen 10.

2.2 Beskrivelse av driftsprinsippet til styremaskinen

Driftsprinsippet til RP er som følger.

Under flyvningen av et styrt missil passerer den motgående luftstrømmen gjennom hullene i luftinntakene 32 gjennom jetfordelingsanordningen inn i arbeidshulrommene til styremaskinene. I en selvsvingende drift genereres selvsvingninger. Forsterkeren leverer vekselvis spenning til den ene eller andre viklingen på kontrollelektromagneten. Når et signal kommer inn i en av viklingene, blir ankeret tiltrukket av det og setter strålen foran det tilsvarende mottakervinduet. Luft kommer inn i arbeidshulen til stasjonen, og maksimalt trykk er etablert i det; på dette tidspunktet tømmes det andre arbeidshulrommet. Under påvirkning av trykkforskjellen på styrestemplene roterer styreaksen. Forskjellen i gjennomsnittstrykk i hulrommene og rotasjonsvinkelen til rorene er proporsjonale med inngangssignalet.

3. TEKNOLOGISK DEL

3.1 Teoretisk informasjon

Montering er det siste stadiet i den teknologiske prosessen for produksjon av deler.

Monteringsteknologiske prosesser inkluderer tilkobling av deler og monteringsenheter for å danne et produkt med påfølgende justering, kontroll og testing.

Monteringsprosessen utføres i samsvar med forskriftsdokumenter, som er utarbeidet i samsvar med det enhetlige systemet for teknologisk dokumentasjon (USTD).

ESTD er et sett med standarder som etablerer sammenhengende regler og forskrifter for prosedyren for utvikling, utførelse og sirkulasjon av enhetlig teknologisk dokumentasjon for alle bedrifter og organisasjoner innen instrument- og maskinbyggingsindustrien.

Utformingen av teknologiske prosesser og utarbeidelsen av regulatorisk dokumentasjon utføres av de teknologiske avdelingene og byråene til bedriften.

For å utvikle en teknologisk prosess for å sette sammen et produkt eller en monteringsenhet, må en teknolog ha monteringstegninger, spesifikasjoner av deler til monteringsenheter, teknologiske betingelser for montering, testing og aksept, og en årlig produktfrigivelsesplan. I tillegg skal teknologen ha til disposisjon data om utstyrsparken og strømforsyningen til verkstedene, om verktøy som brukes, enheter, kontroll- og måleutstyr, samt bedriftsstandarder.

Forberedelse til design av en teknologisk prosess begynner med en analyse av designet ved hjelp av tegninger, diagrammer, tekniske spesifikasjoner og et testprogram. Design av monteringsprosessen inneholder følgende trinn:

1. Bestemmelse av monteringsrekkefølgen.

2. Bestemme listen og rekkefølgen av arbeid under montering, konstruere et teknologisk prosessdiagram.

3. Rasjonering av operasjoner.

4. Bestemmelse av organisasjonsformen for montering og synkronisering av operasjoner i henhold til rytmen.

Denne delen av oppgaveprosjektet dekker de tre første stadiene.

3.2 Sekvensering av monteringsprosessen

Grunnlaget for å bestemme monteringssekvensen til et produkt er designdokumentasjonen, der produktet er delt inn i monteringsenheter. Et karakteristisk trekk ved monteringsenheten er muligheten til å montere separat fra andre deler av produktet. Takket være dette består prosessen med å sette sammen komplekse produkter av overganger utført ikke bare sekvensielt etter hverandre, men også parallelt med hverandre.

3.3 Konstruksjon av monteringsprosessdiagrammet

Monteringsprosessdiagrammet tjener til å lette utviklingen av grunnleggende teknologisk dokumentasjon - rute- og operasjonskart. Det teknologiske prosessdiagrammet gjenspeiler klart og detaljert sekvensen og strukturen til sammenstillingen, inkludert justering, kontroll og testing av produktet.

Konstruksjonen av diagrammet utføres i henhold til følgende regler:

1. Hvert element i produktet har et symbol. Monteringsenheter er vanligvis betegnet med en firkant, og deler med en sirkel. Standard og medfølgende produkter er vist med skyggelegging.

2. Enheter som brukes i stedet for deler eller monteringsenheter, uten hvilke montering ikke kan fullføres, er angitt på diagrammene som deler eller monteringsenheter, men med stiplede linjer.

3. Monteringsprosessen er avbildet med en linje, og overganger etter punkter på denne linjen. Linjen er trukket i retningen fra produktets basiselement til det sammensatte objektet.

Forbindelsen av deler eller en monteringsenhet med en tidligere montert del av et produkt eller en basisdel, bruken av materialer er indikert med en linje festet til samlebåndet. Festemidler og produktelementene de fester er koblet til samlebåndet på ett punkt.

4. Avtakbare (demonterte) deler, monteringselementer, enheter er angitt på diagrammene med en pil rettet fra samlebåndet.

5. Diagrammet er illustrert med instruksjoner for å gjøre tilkoblinger, justeringer og kontroller under montering.

4. ØKONOMI

4.1 Introduksjon

Prosessen med å skape og mestre ny teknologi er kompleks, og dekker en lang tidsperiode og et stort antall utøvere. Basert på nyheten til produktet som lages og graden av dets kompleksitet, brukes to metoder i praksisen med å planlegge SONT:

En metode basert på utvikling av stripeplaner - tidsplaner;

En metode basert på utvikling av nettverksdiagrammer.

Metoden for båndplaner - tidsplaner brukes for relativt kortsiktige utviklinger og med et lite antall utøvere.

Nettverksplanlegging er et system for å planlegge et sett med arbeider rettet mot å nå det endelige målet.

4.2 Tegning og beregning av nettverksdiagram

Nettverksplanlegging er basert på en grafisk representasjon av et sett med verk, som viser deres logiske rekkefølge, sammenkobling og varighet. Nettverksplanlegging har betydelige fordeler i forhold til den konvensjonelle planleggings- og styringsmetoden:

- sammenhengen mellom ulike arbeider tas mest i betraktning;

- det blir mulig å mer effektivt distribuere fullføringsdatoen for arbeid eller ressurser;

- det blir mulig å allokere ressurser mer effektivt ved å optimalisere planer;

- mulighet for å bruke en datamaskin;

- en tydelig og praktisk representasjon av arbeidspakken.

Nettverksplanlegging lar utviklingen fortsette på en optimal måte. Nettverksmodellen viser den logiske sekvensen og sammenkoblingen av arbeid og er avbildet som en graf bestående av piler og sirkler.

Sirkler på nettverksdiagrammet indikerer forekomsten av individuelle hendelser som viser resultatene av arbeidet. Arrangementer har ingen varighet.

Pilene representerer verk, det vil si handlinger som utføres for å gjennomføre hendelser. Verk har en varighet, som er indikert med en pil på grafen.

Hver jobb har en begynnelse og en slutt. På diagrammet er begynnelsen av pilen i den forrige hendelsen, og slutten er i den påfølgende.

Verk kan være av tre typer:

- gyldig;

- forventet;

- fiktivt.

En bane er en kontinuerlig sekvens av aktiviteter mellom to nettverkshendelser, der slutthendelsen for hver aktivitet faller sammen med den første hendelsen og hendelsen som følger den.

Det er tre typer stier:

- full bane (fra start til slutt hendelse);

- den forrige banen (fra den innledende til den gitte hendelsen);

- påfølgende sti (fra gitt til siste hendelse).

Den kritiske banen er den komplette banen som har lengst varighet. Den kritiske banen bestemmer varigheten av prosessen som helhet.

For å fullføre hele arbeidsområdet tidligere, er det nødvendig å iverksette tiltak for å redusere varigheten av arbeidet på den kritiske banen. Ved beregning av nettverksplaner bestemmes tidlig og sen start- og sluttdato for arbeidet.

Den tidlige datoen for gjennomføring av et arrangement er perioden som kreves for å fullføre alt arbeid som går før denne hendelsen, fordi denne hendelsen vil inntreffe først når alt arbeidet som det er endelig, er fullført (fig. 4.1).

Ris. 4.1 Tidlig dato for gjennomføring av arrangementet

Den sene datoen for gjennomføring av et arrangement er en periode hvis overskridelse vil føre til en lignende forsinkelse i starten av den siste hendelsen i tidsplanen. Derfor utføres beregningen av sene datoer for fullføring av hendelser etter å ha funnet den kritiske banen i henhold til prinsippet presentert i fig. 4.2.

Ris. 4.2 Sen dato for ferdigstillelse av arrangementet

Den tidlige starten av hver jobb er lik den tidlige fullføringsdatoen for den første hendelsen i denne jobben:

Den tidlige avslutningen av hver jobb er definert som summen av bakgrunnen for tidlig start og varigheten av forventet fullføringstid for den jobben:

Den sene fullføringen av hver jobb er lik den sene fullføringsdatoen for den siste hendelsen i jobben:

Sen start av en jobb er definert som forskjellen mellom den sene sluttdatoen og forventet fullføringstid for den jobben:

Basert på de beregnede tidlige og sene start- og sluttdatoene for arbeidet, fastsettes arbeidstidsreserver.

Det er konsepter for full og ledig tidsreserver.

Slakktiden til en hendelse er tidsperioden som fullføringen av denne hendelsen kan forsinkes uten å bryte den kritiske banen:

Den fulle slakktiden for en jobb er den maksimale tidsperioden som varigheten av en gitt jobb kan økes med uten å endre den kritiske banen:

En viktig egenskap ved dette reservatet er at det kan fordeles på arbeidsplasser som ligger på neste sti, d.v.s. det er en reserve for hele den påfølgende banen.

Friarbeidstidsreserve er en tidsperiode som fullføringen av dette arbeidet kan utsettes uten å endre tidlig startdato for påfølgende arbeid.

Arbeidstidsreserver lar deg manøvrere start- og sluttdatoene for arbeidet, og setter de mest gunstige fristene for å fullføre arbeidet fra synspunktet om rasjonell belastning av ressurser som er tildelt for å oppnå det endelige målet. Arbeidsreserver kan også brukes til å identifisere den kritiske banen. Den representerer et kjedeledd av arbeid, og går gjennom verk som ikke har noen reserver.

En av de viktigste operasjonene når man analyserer de beregnede parametrene til en nettverksplan, er å bestemme koeffisientene for arbeidsintensitet og sannsynligheten for å fullføre den endelige hendelsen innen en gitt tidsramme.

Arbeidsintensitetskoeffisienten karakteriserer den relative vanskeligheten med å overholde tidsfrister for arbeid på ikke-kritiske veier:

hvor er varigheten av den maksimale banen som går gjennom arbeid ij;

Varigheten av den kritiske banen;

Varigheten av segmentet av den maksimale arbeidsveien som sammenfaller med den kritiske banen ij.

Det er nødvendig å overvåke riktigheten av beregningen av nettverksdiagrammet Og mulig i henhold til parametrene for fulltidsreserve og stressfaktor O sti. Dessuten er tidsreserven for arbeid som ligger på den kritiske banen alltid lik null, og til O arbeidsintensitetsfaktoren er lik én.

Tabell 4.1. Hendelsesindeks

Arrangement nr.	Liste over hendelser
	Forespørsel mottatt
	Tekniske krav er utarbeidet
	Litteratur valgt
	Litteratur studert
	Matematisk modell valgt
	Kjøreegenskapsberegning utført
	Valget av drivtype og krets er gjort
	Beregning av design og generaliserte parametere er utført
	En analyse av ulike faktorers innflytelse på kjøreegenskapene ble utført
	Teknisk dokumentasjon utgitt
	Arbeidstegninger utviklet
	Utkast til design utgitt
	Teknisk dokumentasjon er utgitt og satt i produksjon
	Materialer er bestilt
	Materialer levert
	Produktkomponenter er bestilt
	Deler er produsert og komponenter er levert
	PI ble frigitt og prøven ble satt sammen og konfigurert
	Tester fullført
	TP ble utstedt og TD ble justert
	Beslutningen ble tatt om serieproduksjon

Tabell 4.2 Arbeidsfil

Jobb nr.	Liste over verk	Varighet, dager	Kostnader for å utføre arbeid, gni.

	Utstedelse av tekniske spesifikasjoner
	Utvalg av litteratur
	Litteraturstudie
	Fiktivt arbeid
	Valg av matte. modeller
	Beregning av kjøreegenskaper
	Fiktivt arbeid
	Valg av drivtype og krets
	Beregning av design og generaliserte drivparametere
	Analyse av ulike faktorers innflytelse på kjøreegenskaper
	TD utgivelse
	Utvikling av arbeidstegninger
	Utgivelse av foreløpig design
	Utgivelse av teknisk dokumentasjon og utgivelse i produksjon
	Bestilling av materialer
	Tilførsel av materialer
	Før produksjon
	Bestilling av komponenter
	Levering av komponenter og produkter
	Produksjon av deler
	Montering og oppsett av prøven
	Utstedelse av PI
	Testing
	Retting av teknisk dokumentasjon
	Utgivelse av teknisk prosjekt
	Ta en beslutning om serieproduksjon

Nettverksdiagrammet ble beregnet ved hjelp av en datamaskin. Resultatene er presentert i tabell 1.

Fra beregningene ser vi at den kritiske veien går gjennom hendelsene:

Varigheten av den kritiske banen er 111,5 dager.

Beregning av sannsynligheten for at den endelige hendelsen inntreffer innenfor en gitt periode er helt nødvendig når den fastsatte målperioden er mindre enn fristen for gjennomføring av den endelige hendelsen, beregnet ved verdien av den kritiske banen.

Sannsynligheten for å fullføre den siste begivenheten innen en gitt periode kan bestemmes av formelen:

hvor - verdien av differensialfunksjonen til normal sannsynlighetsfordeling, kalt Laplace-funksjonen, bestemmes avhengig av argumentet x i henhold til tabellen gitt i vedlegg 1.

hvor er standardavviket for tidspunktet for den siste hendelsen;

- varigheten av arbeidet ij liggende på den kritiske banen;

n er antall jobber på den kritiske banen;

- aritmetisk gjennomsnitt for parameteren.

For verdien er det veldefinerte grenser for akseptabel risiko. Hvis > 0,65, kan det hevdes at det er overskuddsressurser på de kritiske baneaktivitetene, derfor kan den totale varigheten av aktivitetene reduseres. På< 0.35 опасность срыва заданного срока наступления завершающего события настолько велика, что необходимо повторное планирование с перераспределением ресурсов, т.е. оптимизация сетевого графика.

Optimalisering av nettverksdiagrammet, avhengig av fullstendigheten av problemene som løses, kan deles inn i delvis og kompleks. Typer privat optimalisering er: minimere kostnadene for hele komplekset av arbeid for en gitt prosjektgjennomføringstid, minimere utviklingstiden for en gitt kostnad. Kompleks optimalisering er å finne det optimale i forholdet mellom kostnader og prosjekttidsfrister.

Ved å optimalisere nettverksdiagrammet avsluttes stadiet med å utarbeide den første planen. Neste begynner scenen av operativ ledelse av fremdriften av arbeidet, når tjenesten nettverksplanlegging informasjon om den faktiske fremdriften av den modellerte prosessen mottas med en viss frekvens. Tidsplanen beregnes på nytt og det utvikles tiltak for å eliminere avvik fra den.

Generelt lar nettverksplanen deg derfor mest rasjonelt konstruere en arbeidsplan, etablere en streng sekvens og rekkefølge i gjennomføringen av alle nødvendige operasjoner og handlinger. Ved å bruke et nettverksdiagram kan du med tilstrekkelig nøyaktighet bestemme tidspunktet for hver hendelse og derfor tidspunktet for å oppnå resultatet - den endelige hendelsen; optimalisere bruken av tildelte ressurser; organisere kontroll, observasjon og styring av handlingene til ansvarlige eksekutører ved hjelp av en datamaskin.

4.3 Konklusjoner

1. Etter å ha beregnet parametrene til nettverksdiagrammet, ser vi at med en kritisk banelengde på 111,5 dager er kostnaden for et sett med arbeider 18 338 rubler.

2. Etter å ha optimalisert nettverksdiagrammet basert på minimumskostnader, ser vi at med samme lengde på den kritiske banen er kostnaden for et sett med arbeider 18 213 rubler.

3. Etter å ha optimalisert nettverksplanen, basert på minimumslengden på den kritiske banen, med en direktivfrist, er lengden på den kritiske banen 103 dager, med kostnadene for et sett med arbeider på 20 358 rubler.

4. Etter å ha utført en omfattende optimalisering basert på minimumskostnadene og minimumslengden på den kritiske banen, med en målfrist, er det klart at lengden på den kritiske banen er 103 dager, med kostnadene for et sett med arbeider på 20 358 rubler .

5. YRKESIKKERHET

5.1 Tast inn sjon

Når du designer en VDRP, påvirker organisasjonen ingeniørens ytelse arbeidsprosess, meteorologiske produksjonsforhold bomiljø, støy, belysning av produksjonsrommet, dets temperatur, og mye mer på gå.

Arbeidssikkerhet ivaretas ved overholdelse av tekniske forskrifter ike sikkerhet, sanitære standarder og forskrifter. For å sikre arbeidssikkerhet må det også stilles krav til konstruksjoner, produksjonsbygg og utstyr. Samtidig er det nødvendig å sikre beskyttelse av arbeidsplasser mot eksponering for farlige og skadelige faktorer, og å opprettholde arbeidsplasser i strengt samsvar med sanitære og hygieniske standarder.

Denne delen av oppgaveprosjektet vil dekke alt det ovennevnte. e listet opp faktorer som påvirker menneskers helse og sikkerhet, og det skal utvikles tiltak for å forhindre skadelige og farlige fakta O grøft

5.2 Analyse av skadelige og farlige faktorer ved beregning og utforming av et lukket sløyfe VDU-system

Beregning og prosjektering er arbeid med tegninger, med teknisk dokumentasjon, med beregninger, med datamaskin. En ingeniør må jobbe i timevis med tegninger og bøker, så rommet der han jobber må ha belysning som overholder sanitære standarder og regler. Riktig designet og utført belysning i en virksomhet sikrer normal produksjonsvirksomhet. Sikkerheten til en persons syn, tilstanden til sentralnervesystemet og sikkerheten på jobben avhenger i stor grad av lysforholdene.

Hvis det ikke er tilstrekkelig belysning i rommet der en ingeniør jobber, forverres arbeiderens syn gradvis, og følgelig hans generelle fysiske tilstand og ytelse.

Beregning og design av et lukket sløyfe VRDS-system utføres ved hjelp av en personlig datamaskin med passende programvare. Driften av en PC er assosiert med innvirkningen på arbeideren av slike skadelige og farlige faktorer som økt omgivelsestemperatur, mangel på naturlig lys, utilstrekkelig belysning av arbeidsområdet, elektrisk strøm, statisk elektrisitet, støy, økte nivåer av elektromagnetisk, ultrafiolett og infrarød stråling.

Arbeidet til forskningsingeniører og designere er assosiert med påvirkningen av slike psykofysiske faktorer som mental overbelastning, spenning i visuelle og auditive analysatorer, monotoni i arbeidet og emosjonell overbelastning.

Virkningen av disse ugunstige faktorene fører til en reduksjon i ytelse forårsaket av utvikling av tretthet. Utseendet og utviklingen av tretthet er assosiert med endringer som oppstår under arbeid i sentralnervesystemet, med hemmende prosesser i hjernebarken. Så når du jobber lenge på en videomonitor, opplever en person økt tretthet og hodepine. Langvarig opphold av en person i området med kombinert påvirkning av ulike ugunstige faktorer kan føre til yrkessykdommer, for eksempel tåkesyn, søvnløshet.

Etter utvikling av teknologiske faktorer og teknisk dokumentasjon, lages en eksperimentell prøve som testes på testbenker. Det er fare for brann eller elektrisk støt.

5.3 Tiltak for å forhindre skadelige og farlige faktorer

For å forhindre skadelige og farlige faktorer i en bedrift under bygging av industribygninger, er det nødvendig å overholde alle kravene i sanitære standarder og forskrifter. Det er også nødvendig å regelmessig utføre og n opplæring av bedriftsarbeidere i forholdsregler, er det nødvendig å kontinuerlig overvåke elektrisk utstyr og tilstedeværelsen av brannbeskyttelse R nye midler.

Lignende dokumenter

Design av den utøvende motoren til drivsystemet for gassstyring. Analyse av bruk av pneumatiske og gassaktuatorer. Konstruksjon av et skjematisk diagram av styrekanalen. Oversikt over funksjonelle elementer i styresystem.

kursarbeid, lagt til 20.06.2012

avhandling, lagt til 09.10.2010

kursarbeid, lagt til 04.06.2014

Produsenter, designbeskrivelse, fordeler ved å bruke et toppdrivsystem i boreoperasjoner. Begrunnelse for valg av kinematisk drivskjema, utforming av girkasseaksler. Forstørret teknologisk prosess produsere delen.

avhandling, lagt til 18.04.2011

avhandling, lagt til 13.03.2011

Klassifisering av blandere etter driftsprinsipp. Bestemmelse av estimert motoreffekt. Beskrivelse av fremgangsmåten for montering og service av frekvensomformeren. Strukturell beregning av kjedeoverføring, nøkkelforbindelser. Anbefalinger for valg av olje og smøremiddel for alle drivkomponenter.

kursarbeid, lagt til 27.10.2014

Beregning av energi-effekt og kinematiske parametere for frekvensomformeren. Girforhold etter drivtrinn og akselhastigheter. Beregning av et konisk tannhjul med en sirkulær tann. Sjekker for kontaktspenninger. Beregning av aksler, kiler og valg av lagre.

kursarbeid, lagt til 01.09.2014

Driftsprinsipp for skruematerdrevet. Valg av elektrisk motor, beregning av cylindrisk girkasse. Algoritme for beregning av kilerem og kjedeoverføring. Anbefalinger for valg av olje og smøring av drivenheter. Montering og vedlikehold av hoveddrivelementer.

test, lagt til 11.04.2012

Utvikling av en remtransportørdrift bestående av en elektrisk motor, en kileremtransmisjon og en to-trinns sylindrisk girredusering. Kinematisk og effektberegning av stasjonen. Form og dimensjoner på girkassedeler og drivplate.

kursarbeid, lagt til 18.12.2010

Den presenterte artikkelen presenterer en utviklet linearisert matematisk modell som beskriver dynamikken til den elektrohydrauliske driften til bæreraketten. Modellen består av overføringsfunksjoner til hovedkomponentene. Det foreslås å gå fra å bruke tradisjonelle tidskarakteristikker til frekvenskarakteristikker for å evaluere funksjonskvaliteten til elektrohydrauliske drivenheter i dynamiske moduser. Dette systemet ble modellert i Matlab+Simulink-miljøet, som lar deg introdusere ulineariteter av forskjellige typer og beskrive de dynamiske prosessene til en elektrohydraulisk drivenhet som ikke kan lineariseres. For å analysere stabiliteten til det hydrauliske kontrollsystemet som studeres ved gitte verdier av koeffisientene, ble logaritmiske amplioppnådd. Frekvensegenskaper gjør det mulig å analysere strukturene til elektrohydrauliske systemer på designstadiene, så vel som under driften av eksisterende stasjoner, og å løse synteseproblemer ved å velge korrigerende koblinger.

elektrohydraulisk drift

Overføringsfunksjon

amplitude-fase frekvensrespons

1. Borovin G.K., Kostyuk A.V. Matematisk modellering av et hydraulisk drev med LS-styring av en gåmaskin. Fortrykk nr. 54. – M.: Institutt for anvendt matematikk. dem. M.V. Keldysh RAS, 2001.

2. Dyakonov V.P. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Grunnleggende applikasjoner. – 2. utg., revidert. og tillegg Profesjonell bibliotek. – M.: SOLON-Press, 2008. – 800 s.

3. Krymov B.G., Rabinovich L.V., Stebletsov V.G. Aktuatorer av flyets kontrollsystem. – M.: Maskinteknikk, 1987.

4. Navrotsky K.L. Teori og design av hydrauliske og pneumatiske drivverk. – M.: Mashinostroenie, 1991. – 384 s.

5. Ratushnyak A.I., Kargu D.L. Forskning på måter å konstruere og rettferdiggjøre nye kretsløsninger for diagnose- og kontrollsystemer for dynamiske driftsmoduser for rakettmotordrift // Moderne forbedringsproblemer taktiske og tekniske egenskaper rakett- og romteknologi, dens opprettelse, testing og drift: forhandlingene fra den all-russiske vitenskapelige og praktiske konferansen. – St. Petersburg: VKA oppkalt etter A.F. Mozhaisky, 2013. – s. 115–121.

Til tross for trenden med utbredt introduksjon av datamaskiner i feltet analyse og syntese av automatiske systemer, har ikke frekvensmetoder for å studere dynamikken til designet systemer mistet sin betydning. Implementeringen deres på en datamaskin gjør det mulig å raskt få verdifull informasjon om systemet som designes. Basert på amplitude-fase frekvenskarakteristikkene kan man bedømme slike kvalitetsindikatorer som stabilitetsmarginer i amplitude og fase, resonansfrekvens og andre.

Hovedoppgaven for den eksperimentelle bestemmelsen av frekvenskarakteristikker er den matematiske beskrivelsen av dynamikken til automatiske kontrollsystemer i form av overføringsfunksjoner.

Den utbredte bruken av elektrohydrauliske drivverk (EGD) til utskytningskjøretøyer skyldes den høye tettheten av genererte krefter per arealenhet til den hydrauliske boosteren.

Den hydrauliske drivenheten bruker proporsjonalstyrte fordelere og en hydraulisk sylinder.

Ved utforming av en EGP er det en viktig oppgave å vurdere stabiliteten, kvaliteten på reguleringen og korrigeringen av drevets dynamiske egenskaper. For å utføre denne oppgaven er det nødvendig å utvikle en matematisk modell av prosessene som skjer i stasjonen.

I fig. Figur 1 viser et funksjonsdiagram av den elektrohydrauliske driften.

Den elektrohydrauliske driften til bæreraketten inkluderer: en elektromekanisk omformer, en hydraulisk booster, en spoleventil, en hydraulisk kraftsylinder, en styrestrømdriver og en tilbakemeldingsenhet. EGP er et automatisk kontrollsystem med negativ tilbakemelding.

Ris. 1. Funksjonsdiagram av den elektrohydrauliske driften

Ved kompilering av en lineær modell av EGP ble følgende antakelser og forutsetninger gjort: strømningskoeffisientene til gasspjeldene og arbeidsvinduene til spolen er konstante; lekkasje av arbeidsvæske gjennom de radielle klaringene til spoler og hydrauliske sylindre er ubetydelig; avløpsutslippstrykket er konstant; verdiene for viskositet og bulk elastisitetsmodul endres ikke.

Ligningen til elektromagnetkontrollkretsen i en elektromekanisk omformer har følgende form:

hvor i er strømmen i EMF; TY er tidskonstanten for virvelstrømmene til EMF-ankeret; iK - kommandostrøm.

Ligningen i operatørform og overføringsfunksjonen til elektromagnetkontrollkretsen vil ta formen

(TYs + 1)i = iK;

(2)

Feilsignalligningen presenteres som følger:

C h = K FI (i - i OC) - K C A C ΔP TZ, (3)

hvor i OC = K OC X ШТ - tilbakemeldingsstrøm; K OC - tilbakemeldingskoeffisient; X ШТ - bevegelse av aktuatorstangen; C h - kontrollsignal; h - spjeldforskyvningsverdi; K FI - EMF kraftoverføringskoeffisient; K C - koeffisient som tar hensyn til forholdet mellom diameteren til dyseenden og diameteren til dysen; A C - effektivt spjeldområde; ΔP ТЗ - trykkfall i endene av spolen.

På den annen side er dynamikken til endringer i trykkfall ved endene av spolen beskrevet av uttrykket

(4)

der TGU er tidskonstanten til den hydrauliske boosteren; KPh - trykkøkning.

Etter transformasjonen vil overføringsfunksjonen til koblingen som bestemmer avhengigheten av trykkfallet ved endene av spolen på ventilforskyvningen ha formen

(5)

Bevegelsesligningen til spolen har formen

hvor X Z er bevegelsen til spolen; m W - spolemasse; A ТЗ, C ТЗ, f mp З - arealet av endene, stivheten til fjærene i endene og koeffisienten for viskøs friksjon til spolen.

Derfor vil overføringsfunksjonen til spolen ha formen

(7)

hvor er koeffisienten til spoleoverføringsfunksjonen; - spoletidskonstanter.

Til blokkdiagram kontrollenhet, som inkluderer en EMF, en hydraulisk booster og en spole, fra uttrykk (3) får vi

(8)

Strømningshastigheten til arbeidsvæske gjennom den hydrauliske kraftsylinderen presenteres i følgende form:

og ligningen for bevegelse av stangen med stempelet til en hydraulisk sylinder med masse mP

hvor X ШТ - bevegelse av stangen; P NAG, P SL - utslipps- og utslippstrykk; P1, P2 - trykk i hulrommene til den hydrauliske sylinderen; mP, AP - masse og areal av det hydrauliske sylinderstempelet; VЦ1,2 - volumer av hydrauliske sylinderhulrom; KSF er en koeffisient som tar hensyn til kompressibiliteten til arbeidsfluidet; fmpP - koeffisient for viskøs friksjon av stempelet; CE - ekvivalent stivhet av styreledninger; ΔX - misforhold mellom koordinaten til stangen og koordinaten til massen til den svingende delen av motoren; PRNAG1,2, PRSL1,2 - ledningsevne av spolevinduer; og

PRN1 = PRS2 = KZ(XZ - XZ0) for XZ > XZ0;

PRN2 = PRS1 = KЗ(-XЗ - XЗ0) ved XЗ< -XЗ0,

KZ - strømningskoeffisient; XЗ0 - spoleoverlapping.

På grunn av umuligheten av å oppnå en analytisk løsning av avhengigheten av trykkforskjellen i hulrommene til den hydrauliske sylinderen P1, P2 på bevegelsen til spolen X3, transformerer vi ligningene for strømmen av arbeidsvæske gjennom den hydrauliske kraftsylinderen ved å linearisering av deres venstre deler. Som et resultat får vi

Hvor

- lineariseringskoeffisienter; QЗ - flyt gjennom hovedspolen; ΔP2 - P1 - trykkfall i hulrommene til den hydrauliske sylinderen; VЦ0 er volumet av sylinderhulrommet med en symmetrisk posisjon av stempelet; X30, РЦ0 - spolebevegelse og lasttrykk ved lineariseringspunktet.

Etter transformasjoner får vi den lineariserte ligningen for strømning gjennom hovedspolen i operatørform

Fra ligningen for bevegelse av stangen med stempelet til en hydraulisk sylinder, vil overføringsfunksjonen til trykk i den krafthydrauliske sylinderen ha formen

Blokkdiagram av den elektrohydrauliske drivenheten vist i fig. 2, består av overføringsfunksjonene til alle elementer som inngår i den.

Blokkskjemaet til den elektrohydrauliske stasjonen ble simulert i Matlab + Simulink-miljøet. I dette tilfellet er det mulig å legge inn ulineariteter av ulike typer, som gjør det mulig å beskrive prosesser som ikke kan lineariseres. Drivmodellen bruker ikke-lineariteter som begrenser utgangsverdien. Slike blokker simulerer begrensningen av bevegelsen til ventilen og spolen, som er en del av kontrollenheten, samt begrensningen av bevegelsen til den krafthydrauliske sylinderstangen.

Simuleringsresultater

En viktig dynamisk karakteristikk ved automatiske kontrollsystemer er frekvenskarakteristikk, hvis fordel er at frekvenskarakteristikk gjør det mulig å enkelt identifisere påvirkningen av en bestemt parameter på de dynamiske egenskapene til systemet (stabilitet, transient prosess, etc.). For å analysere stabiliteten til det hydrauliske kontrollsystemet som studeres ved gitte verdier av koeffisientene i differensialligningene, ble logaritmiske ampli(LAFC) til en åpen krets oppnådd. LFC og LFFC for den elektrohydrauliske driften er vist i fig. 3.

Ris. 2. Blokkskjema over den elektrohydrauliske driften

Ris. 3. Logaritmiske amplitude- og fasefrekvenskarakteristikk for den åpne kretsen til den elektrohydrauliske stasjonen

Frekvens- og amplitudemarginene må ikke være mindre enn visse verdier. Anbefalte amplitudemarginer er 6-8 dB, fasemarginer er 40°. For denne elektrohydrauliske driften er amplitudemarginen 115 dB, fasemarginen er 56°, noe som er ganske tilstrekkelig for stabil drift av omformeren. Analysen viser at denne elektrohydrauliske driften er stabil.

Konklusjon

Utforming av kontrollsystemer ved bruk av amplitude-fase frekvenskarakteristikk gjør det mulig å analysere strukturene og påvirkningen av parametrene til et objekt og dets individuelle deler, løse problemer med kontrollsyntese ved å velge korrigerende koblinger, utføre identifikasjon ved bruk av eksperimentelt målte frekvenskarakteristikker og løse andre problemer.

Bibliografisk lenke

Ratushnyak A.I., Kargu D.L., Chudnovsky Yu.A., Shubin D.A., Gridin V.V. MATEMATISK MODELL AV DEN ELEKTROHYDRAULIKE DRIVNINGEN TIL LAUNCHERAKETTEN // Grunnundersøkelser. – 2016. – nr. 9-2. – S. 294-298;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40738 (tilgangsdato: 17.10.2019). Vi gjør deg oppmerksom på magasiner utgitt av forlaget "Academy of Natural Sciences"

Blokkskjemaet for en modell av en styreinnretning drevet av en elektrisk motor er vist i fig. 4.5. Lasten skal betraktes som roret sammen med skipet.

Figur 4.5 - Blokkskjema over den elektriske styremodellen

Forskyvning av rattet til en vinkel α forårsaker (fig. 4.6) sidebevegelse (drift med vinkel β drift) og rotasjon av fartøyet rundt tre innbyrdes perpendikulære akser: vertikal (gir med vinkelhastighet ωp), langsgående (rull) og tverrgående (trim). I tillegg, på grunn av økningen i vannmotstand til fartøyets bevegelse, reduseres dens lineære hastighet litt v.

Figur 4.7 viser momentets statiske karakteristika på rorstammen M B = f(α ) fra overføringsvinkelen α det for forskjellige ror når skipet beveger seg forover og bakover. Disse egenskapene er ikke-lineære og avhenger også av bevegelseshastigheten v fartøy. Hvis skipet driver, vinkelen α bytt ut rattjusteringene med en vinkel ( α+β ) mellom rorbladets plan og strømmen av innkommende vann. Således, i påvirkning av rattet på den elektriske styremotoren, i tillegg til selve vinkelen α skifting, er det også nødvendig å ta hensyn til parametrene for fartøyets bevegelse - vinkel β drift og lineær hastighet v. Dette betyr at for å analysere den elektriske styringsdriften, er det nødvendig å vurdere ACS-en på vei mot skipet (fig. 4.8), som inkluderer autopiloten ( AR), styreutstyr ( RM) og skipet. Styremaskinen består av et ratt og en motor som roterer det. Fartøyet presenteres i form av to strukturelle blokker med overføringsfunksjoner for kontroll W(R) og ved indignasjon W B(R). Drivmotoren kan være en DPT eller IM med frekvensstyring. Strømkilden til DCT kan enten være en kontrollert likeretter eller en DC-generator. IM mottar strøm fra en frekvensomformer.

Figur 4.6 - Bevegelsesbane ved vending av skipet og dets parametere

Figur 4.7 - Statiske egenskaper til rattet

I modusen for stabilisering av prosessen med å snu fartøyet, hvis vi antar at dens lineære hastighet v er konstant, og avhengigheten av sidekraften og det hydrodynamiske momentet som virker på kroppen på driftvinkelen β lineær, og neglisjere vinklene for rulling og trim, så vil likningssystemet som beskriver dynamikken i fartøyets bevegelse ha formen

(4.3)

Hvor F(t) – funksjon. tar hensyn til effekten på fartøyet av forstyrrende påvirkninger av bølger, vind, strømmer, etc.;

en 11, ..., en 23– koeffisienter avhengig av formen på skroget og lasten til fartøyet.

Figur 4.8. Strukturdiagram av de selvgående kanonene på skipets kurs

Hvis vi ekskluderer signalet fra systemet (4.3) β , da vil en differensialligning fås som relaterer valutakursen Ψ med vinkel α vri roret og forstyrrer signalet F(t):

Hvor T 11,…. T 31– tidskonstanter bestemt gjennom koeffisienter en 11, ..., en 23;

k Og k V– overføringskoeffisienter for de selvgående kanonene som går mot fartøyet, også bestemt gjennom koeffisientene en 11, ..., en 23.

I samsvar med (4.4) fungerer kontrolloverføringen W(R) og ved indignasjon W B(R) har formen

Ligningen for mekanikk til den elektriske motoren til styreanordningen har formen

eller (4.6)

Hvor Jeg– girforhold mellom motor og ratt;

M S– motstandsmoment, bestemt gjennom øyeblikket M B på rorstokken etter uttrykket

Øyeblikk M B på rorstammen i henhold til fig. 4.7 er en ikke-lineær funksjon av vinkelen α .

(4.7)

Generelt er den matematiske modellen av den elektriske styringen, som tar hensyn til skipet og autopiloten, ikke-lineær og beskrives, i det minste, av et system av ligninger (4.4), (4.5) og (4.6). Rekkefølgen til dette systemet er syvende.

Spørsmål for selvkontroll

1. Forklar sammensetningen og samspillet mellom elementene i strukturskjemaet til den elektriske styreanordningen.

2. Forklar parametrene som karakteriserer prosessen med å snu skipet forårsaket av forskyvning av roret.

3. Hvorfor skal modellen til det elektriske styreutstyret ta hensyn til fartøyets parametere?

4. Hvilke ligninger og i hvilke variabler beskriver prosessen med skipets bevegelse med en sving?

5. Gi et uttrykk for overføringsfunksjonene til fartøyet for kontroll og forstyrrelse med sving på kurs.

6. Begrunn typen og rekkefølgen til den matematiske modellen av den elektriske styredriften.

Matematisk modell av styredrevet:

p 1, p 2 - gasstrykk i hulrom 1 eller 2 i styremaskinen,

S P - område av styrestemplet,

T 1, T 2 - gasstemperatur i hulrom 1 eller 2 i styremaskinen,

Т sp - temperatur på veggene til styremaskinen,

V - styrestempelhastighet,

F pr - fjærforspenningskraft,

h - viskøs friksjonskoeffisient,

Hengselbelastningsfaktor,

M er den reduserte massen av bevegelige deler.

Ris. 3

Skjematisk diagram av styrekanalen

Styrekanalen til et gasskraftkontrollsystem kan bygges med mekanisk, kinematisk, elektrisk tilbakemelding eller har ingen hovedtilbakemelding. I sistnevnte tilfelle opererer stasjonen vanligvis i relémodus ("ja - nei"), og i nærvær av tilbakemelding - i proporsjonal modus. I denne utviklingen vil styrebaner med elektrisk tilbakemelding bli vurdert. Feilsignalet i disse banene kan forsterkes av enten en lineær eller reléforsterker.

Et skjematisk diagram av styrekanalen med en lineær forsterker er vist i fig. 5.

Ris. 4.