автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Адаптивные быстродействующие устройства контроля магнитных параметров изделий для систем управления их производством

На правах рукописи //у¿Г)

Наракидзе Нури Дазмирович

АДАПТИВНЫЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИХ

ПРОИЗВОДСТВОМ

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003490815

Новочеркасск - 2009

003490815

Работа выполнена на кафедре «Информационно-измерительная и медицинская техника» ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Горбатенко Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки и техники РФ Самойлов Леонтий Константинович

доктор технических наук, профессор Лачин Вячеслав Иванович

Ведущая организация: ФГУП «Научно-исследовательский

институт специальных информационно-измерительных систем (г. Ростов-на-Дону)

Защита диссертации состоится «26» февраля 2010 г. в Ю00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.304.02 при ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в аудитории № 107 главного корпуса по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)». С текстом автореферата можно ознакомиться на сайте ЮРГТУ (НПИ) www.npi-tu.ru.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь совета, профессор, кандидат технических наук

А.Н. Иванченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Непрерывное расширение области применения изделий из ферромагнитных материалов (ФММ) и повышение требований к разрабатываемым на их основе устройствам предопределяют необходимость совершенствования технологических процессов изготовления. Исключительная роль технологии объясняется сильной зависимостью магнитных свойств изделий от состава материала, его структуры и видов обработки. Эта зависимость неизбежно приводит к разбросу магнитных свойств изделий, обусловленному несовершенством технологического оборудования. В этих условиях традиционный подход, ориентированный на идентичность технологических режимов для всех изделий, приводит к значительной доле брака. Повысить качество изделий из ФММ позволяет адаптивный подход к управлению технологическим процессом их изготовления. Его осуществление возможно с помощью автоматизированной подсистемы управления качеством изделий, реализующей метод контроля, который позволяет повысить технологическую точность путем компенсации влияния случайных факторов на разных стадиях производства.

Важными элементами комплекса технических средств подсистемы управления качеством являются устройства контроля магнитных характеристик материала изделий перед операциями термической, механической обработки и сборки. Существующие в настоящее время устройства не обеспечивают требуемой точности и производительности определения наиболее информативных магнитных характеристик материала заготовок, изделий из них и объективности контроля, а значит, не соответствуют в полной мере требованиям серийного производства. В этой связи становится актуальным решение задачи разработки адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных характеристик материала изделий, позволяющих реализовать эффективные подсистемы управления качеством этих изделий.

Работа выполнена в соответствии с приоритетным направлением развития науки, технологий и техники РФ «Информационно-телекоммуникационные технологии и электроника» (утверждено указом Президента РФ от 30.03.02 г.); научным направлением Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) «Теория и принципы построения информационно-измерительных систем и систем управления» (утвержденно решением ученого совета университета от 25.01.03 г. и переутверждено 1.03.06 г.); договором о сотрудничестве в области образования, науки и техники между ЮРГТУ (НПИ) и Техническим университетом Ильменау (Германия) от 14.12.2001 г.

Цель работы. Разработка адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных параметров, позволяющих повысить выход годных изделий путем управления процессом их производства. Для достижения поставленной цели в рамках диссертационной работы решались следующие основные задачи разработки:

- метода испытаний изделий из ФММ;

- метода измерения напряженности магнитного поля на поверхности ФММ, позволяющего получать характеристики ФММ в полуразомкнутых магнитных системах (МС);

- адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных характеристик материала изделий из ФММ для системы управления их производством на основе предложенных методов.

Методы исследований: методы теории автоматического управления, математической статистики, теории вероятностей, теории измерений, математического моделирования с использованием пакетов прикладных программ ЗТА'ПЯНСЛ, МАТЬАВ,

MathCAD, Maple, Micro-Cap, ORCAD, Femm.

Научная новизна работы.

1. Разработан метод испытания изделий из ФММ, отличающийся от известных тем, что для адаптивного управления приращением напряженности внешнего магнитного поля для групп ФММ с различными формами кривой размагничивания (КР) определяется функция плотности вероятности нормального распределения и рассчитывается вероятность отнесения измеренной точки к той или иной группе по формуле Байеса.

2. Предложен новый метод классификации КР магнитотвердых материалов (МТМ), отличающийся от известных тем, что впервые был применен метод главных компонент и иерархический кластерный анализ для выделения групп КР.

3. Разработан новый метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделий из ФММ, отличающийся от известных тем, что измеряется тангенциальная составляющая напряженности в двух точках пространства на заданном расстоянии от образца, градиент магнитного поля и полученные значения по предложенной формуле используются для расчета искомого значения напряженности магнитного поля.

4. Разработано устройство для испытания изделий из ФММ, отличающееся тем, что для измерения напряженности магнитного поля используются два преобразователя Холла, с помощью одного из которых дополнительно измеряется градиент магнитного поля, и определение напряженности магнитного поля производится по приведенному выше методу (пат. №2357265).

5. Разработаны два алгоритма измерения, отличающиеся от известных тем, что оптимизируют приращения перемагничивающего поля таким образом, что на нелинейных участках основной кривой намагничивания (ОКН) проводится максимальное количество измерений. Суть первого алгоритма заключается в кусочно-линейной аппроксимации с задаваемой погрешностью. Во втором алгоритме анализируется модуль второй производной изменения магнитной индукции по напряженности (свид. № 2007610158).

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются корректностью допущений, принимаемых при математическом моделировании и при разработке устройств, использованием метрологически аттестованного оборудования при проведении испытаний разработанных устройств, согласованием теоретических положений с результатами экспериментальных исследований и критическим обсуждением основных результатов работы с ведущими специалистами в области теории систем управления и магнитоизмерительной техники.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическая ценность результатов диссертации заключается в том, что разработанные методы и устройства позволяют с заданными быстродействием и погрешностью измерять характеристики ФММ, что увеличивает выход годной продукции. Результаты работы используются (получен ряд актов внедрений) в научно-исследовательской и производственной деятельности ОАО «Магнит» (г. Новочеркасск), НИИ «Электромеханики» ЮРГТУ (НПИ) и в учебном процессе ЮРГТУ (НПИ).

Основные положения, выносимые на защиту:

- метод испытаний изделий из ФММ в полуразомкнутых МС на основе адаптивного управления процессом перемагничивания;

- метод классификации кривых размагничивания изделий из МГМ;

- адаптивные алгоритмы управления магнитным состоянием изделия из ФММ, позволяющие определить минимальное число точек характеристики, достаточное для обеспечения заданной погрешности измерения;

- математические модели распределения напряженности магнитного поля у поверхности изделия из ФММ в полуразомкнутой МС;

- метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделия из ФММ в полуразомкнутой МС;

- структуры, алгоритмы, конструктивные и схемотехнические решения средств измерения и контроля магнитных свойств изделий из ФММ для систем управления процессом их изготовления.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в работе, были доложены, обсуждены и одобрены на: научно-технической конференции студентов и аспирантов «Студенческая научная весна» (Новочеркасск, 2003-2005, 2008 г.г.); VI и VII Международных научно-практических конференциях «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» (Новочеркасск, 2005-2006 г.г.); IV Международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения» (Новочеркасск, 2004 г.); VI и V Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2004-2005 г.г.); XV и XVII Международной конференции по постоянным магнитам (Суздаль, 2005,2009 г.г.); Всероссийском смотре-конкурсе на-уч.-техн. творчества студ. вузов «Эврика» (Новочеркасск, 2005-2006 г.г.); Международной научно-технической конференции «Металлургия. Машиностроение. Станкоинст-румент» («ВертолЭкспо», Ростов-н/Д, 2006 г.); научных семинарах кафедры «Информационно-измерительная и медицинская техника» ЮРГТУ (НПИ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, 2 патента РФ на изобретения, 2 свидетельства о регистрации программного продукта.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 108 наименований и приложений. Общий объем работы 201 страница, включая 22 страницы приложений и 127 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложены цели и задачи диссертационной работы, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе «Особенности испытания магнитных свойств изделий и постановка задачи исследования» приведена классификация ФММ по магнитным свойствам, определяющим их важнейшие эксплуатационные характеристики. Разнообразие свойств материалов определяется химическим составом, внутренней структурой и технологией. Рассмотрены особенности технологических операций изготовления и их влияние на магнитные характеристики изделий из ФММ. Подсистема управления качеством изделий из ФММ, реализующая метод активного контроля приведена рис. 1.

Данная подсистема управления качеством является составной частью автоматизированной системы управления технологическим процессом изготовления изделий из ФММ и осуществляет обеспечение качества по магнитным свойствам на этапах термической (ТО), механической обработки (МО) и сборки (СБ). В комплекс технических средств подсистемы входят устройства измерения и контроля (УИК) магнитных свойств изделий и их заготовок, устройства контроля параметров технологического процесса (УКПТП) (скорости и температуры нагрева, параметров оборудования и др.), устройства управления оборудованием (УУО), устройства ввода вывода (УВВ) информации, контроллеры, устройство адаптивного управления (УАУ).

Подсистема управления качеством функционирует следующим образом. УИК «сы-рьк» заготовок (не прошедших термообработку) определяет и контролирует магнитные характеристики материала заготовок и сортирует их на и групп, из которых (п - 1) группа отправляется на следующую операцию. Информация об их магнитных характеристиках (вектор магнитных характеристик сырых заготовок <2„ (Оы, £>сл, , бсз(«-1))), а также информация о протекании технологического процесса с УКПТП (вектор наблюдаемых параметров технологического процесса 0тп) через УВВ и контроллер поступает в УАУ. Здесь, основываясь на полученных <2сз, £),„„, базе данных и моделях технологических операций, прогнозируются магнитные свойства материала заготовок , вычисляются оптимальные режимы термообработки для каждой группы и формируются вектор управляющих воздействий иго(ит - отпуск, итмо - термомагнитная обработка, ис - стабилизация магнитных свойств, [/„гж - отжиг), поступающий в УУО для оптимального управления технологическим оборудованием. «Сырые» заготовки, магнитные свойства которых не позволяют получить заданные магнитные характеристики, образуют и-ю группу, считаются браком и отправляются на шихтовку. Аналогичные процессы происходят и на последующих этапах МО и СБ, где для формирования векторов управляющих воздействий КмоСЛки иомо - окончательная МО), исб(^сб) используются соответственно вектор магнитных характеристик заготовок, прошедших термообработку , и вектор магнитных характеристик изделий прошедших механическую обработку 0МО, прогнозируются магнитные свойства изделий Q„ и собранных МС ()м0.

Важным элементов подсистемы управления качеством является УИК. Сформулированы основные требования, предъявляемые к разрабатываемым УИК. Внедрение подсистем управления качеством изделий сдерживается тем, что существующие УИК не позволяют в системах с не полностью замкнутой магнитной цепью с погрешностью не более ± 5 % и высокой производительностью (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы) определять на разных этапах производства наиболее информативные характеристики, позволяющие судить о качестве изделий - характеристики В{Н) материала изделий. Учитывая это, были определены задачи, подлежащие решению в данной работе.

Во второй главе «Теоретический анализ и разработка метода контроля изделий из ФММ» проведенный анализ условий и способов испытания ФММ показал, что существуют предпосылки для разработки эффективного метода испытания ФММ, позволяющей решить поставленные в диссертации задачи.

При анализе способов управления внешним размагничивающим полем сделан вывод, что оптимальным способом изменения внешнего магнитного поля, является применение непрерывно-ступенчатого метода с рассчитываемыми приращениями напряженности магнитного поля в зависимости от формы КР испытуемого ФММ. При-

I гто

Заготовки

=сН то

[Брак

УИК

5с 3

Я птп(то)

Смз

Контроллер Оператор

С_I

1

Брак

УИК

а

О ПТП(СБ)

Смс

Контроллер Оператор

Рис.1. Структурная схема подсистемы управления качеством изделий из ФММ

чем, приращения напряженности внешнего магнитного поля должны быть такими, чтобы погрешность аппроксимации измеренной характеристики была не более допустимой. На основе вышесказанного автором предлагается высокопроизводительный метод испытания изделий из ФММ для подсистемы управления их качеством, позволяющий определять характеристики изделий из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых МС. Суть метода заключается в следующем.

1. Изделие из ФММ помещается в полуразомкнутую МС, где производится его перемагничивание по адаптивно-ступенчатому алгоритму, базирующемуся на байесовском подходе, позволяющем учесть форму КР и обеспечить максимальную скорость перемагничивания изделия.

2. В процессе такого перемагничивания магнитная индукция В в центральном сечении изделия из ФММ измеряется с помощью индукционной катушки.

3. Определение напряженности магнитного поля на поверхности изделия из ФММ осуществляется путем измерения напряженности Н в двух точках пространства на некоторых расстояниях от изделия из ФММ вдоль оси х и градиента dH/dx, характеризующего наклон характеристики Н{х), и экстраполяции измеренных значений к поверхности изделия (пат. № 2357265).

Для управления приращением напряженности внешнего магнитного поля при испытании ФММ, разработан адаптивно-ступенчатый алгоритм на основе байесовского подхода, суть которого заключается в том, что для групп ФММ с различными формами КР определяется функция плотности вероятности нормального распределения и при измерении каждой точки КР рассчитывается вероятность отнесения измеренной точки к той или иной группе по формуле Байеса.

На рис. 2 представлена обобщенная структурная схема устройства, реализующего предложенный метод испытаний изделий из ФММ. Управляемый источник тока (УИТ) и полуразомкнутая намагничивающая система (ПНС) под управлением устройства управления (УУ) обеспечивают заданный режим изменения напряженности внешнего магнитного поля Яв„, воздействующего на испытуемое изделие: где ^упр

сигнал управления, работой УИТ; IVnHC, Wym - функции преобразования ПНС и УИТ.

Преобразователи магнитной индукции (ПИ) и напряженности магнитного поля (ПН) обеспечивают преобразование изменения магнитного состояния испытуемого изделия (ИИ) В(Н) в электрические сигналы или коды B{t) и /?(/), пропорциональные изменениям во времени индукции B(t) и напряженности #(/) магнитного поля в объемах, занимаемых преобразователями ПИ и ГШ: B(t) = Wm (В(Н), t); H(t) = WnH(B(H), t), где Wm, WnH - функции преобразования ПИ и ПН.

метод испытаний изделий из ФММ

Сигнал с ПН поступает в устройство моделирования (УМ), где производится определение напряженности магнитного поля #B(f) на поверхности изделия из ФММ. Устройство обработки информации (УОИ) преобразует поступающие на его входы сигналы B(t) и Hjf) в магнитные характеристики Д (//,) ИИ.

На вход УУ подается сигнал адаптивного приращения внешнего перемагничи-вающего поля AHm(t) с устройства моделирования испытуемого изделия (УМ ИИ), в котором моделируется процесс адаптивно-ступенчатого перемагничивания ИИ на основе байесовского подхода. Чтобы реализовать структурную охему (рис. 2) были разработаны УМ для определения напряженности магнитного пЛия на поверхности ИИ и УМ ИИ процесса перемагничивания.

Для создания предложенного выше алгоритма адаптивно-ступенчатого перемагничивания необходимо ФММ разделить на группы по форме КР. Для этого был разработан метод классификации ФММ по форме КР. В качестве примера были взяты участки КР в I и II квадранте пятидесяти пяти наиболее известных МТМ. Затем ь было произведено нормирование КР, ко-

торое заключалось в том, что максимальное значение магнитной индукции Вт и коэрцитивной силы Нс принимались за условные единицы, а координаты промежуточных точек (Hi, Bi) выражались как доли этих единиц, т.е. /г,=Я,/#с, b,=Bj/Bm. На рис.3 показаны полученные нормированные характеристики b(h). Классификация проводилась с использованием факторного (анализ главных компонент) и кластерного анализа. В результате было выделено четыре обособленные группы МТМ. Для МТМ каждой группы были определены верхняя и нижняя граничные КР и для них получены

аппроксимирующие выражения.

Для первого типа нормированной КР верхняя граница Ь]

5,85(1 + А,)

ш в?

1/ \jjjt>i

Рис. 3. Семейство нормированных КР

= 5,97(1 + А,.) ~~ 6(1 + 5,964'

нижняя граница Ь]

6(1+ 5,82 А,)

Для второго типа нормированной КР верхняя

,п 5,735 (1 + А,) ,„ 4,825(1 + й,) п

граница Ь, = нижняя граница 6, „.„,. = ,„ . , • Для третьего

" 6(1 + 5,682 ) 6(1 + 4,59nf)

типа нормированной КР верхняя граница 6™, иШ _ 3,565(1+А;)

4,61(1 +/г,.)

нижняя граница

6(1+3,078/;,) 2,945(1+

6(1 + 4,332 й,)'

Для четвертого типа нормированной КР верхняя граница 1,4(1 +А,)

, нижняя граница Ь,

6(1 + 2,334А,.)' г '-ягр 6(1 + 0,48/г,)

Порядок работы адаптивно-ступенчатого алгоритма на основе байесовского под-

хода заключается в следующем.

1. Задается значение п количества измеряемых точек на КР.

2. Испытуемый образец помещается в полуразомкнутую МС и производится магнитная подготовка, в результате которой определяются значения ожидаемой коэрцитивной силы Нс и максимальное значение магнитной индукции Вт по методу, в основе которого лежит принцип половинного деления.

3. Образец заводится в насыщение. Измерение начинается с точки Н\ -Нт = 5Яси определяется значение магнитной индукции Вт. Так как измерение ведется от точки //„, а все группы КР до /г = 2,5 имеют линейный участок (рис.3), то следующая точка (Вг\ Л2), координаты которой предстоит измерить, рассчитывается по формуле Н2 = Нт / 2 или в нормированных единицах ДЛ, =2,5. Внешнее магнитное поле уменьшается до значения //2 и одновременно измеряется приращение магнитной индукции ДВЬ зная которое определяется В2 как В2 = Вт -АВ\.

4. Полученное значение магнитной индукции В2 нормируется и сравнивается с нормированными значениями магнитных индукций , соответствующих перемагничиванию в точку /г2 по типовым нормированным КР согласно выражению

Ь?=Г(Ю,

где д - номер типовой КР; /9(И) - функция, аппроксимирующая типовую КР.

Погрешность блока измерения магнитной индукции в разработанном устройстве имеет нормальный закон распределения. Для отнесения измеренной точки к той или иной типовой нормированной КР используется вероятностный метод на основе байесовского подхода, заключающегося в том, что вероятность попадания измеренной точки в ¡-ую группу рассчитывается по формуле Байеса

Р(В1)-Рв(А)

ад)- т) ^ {Л)+Р{Вг). ^ (Л)+_+Р(Ю. р^ {А) >

где ?(£,) - априорная вероятность гипотезы; РВ(А)~ условная вероятность события А при выполнении гипотезы Р(В1).

Условная вероятность РВ{А), равная по

площади 5] или (рис. 4), рассчитывается по формуле

Р,.(А)=-±= I * 2,2

где у- среднеквадратическое отклонение результатов измерений; Ьчгр.нижн. - нижнее граничное значение магнитной индукции В груп- 1>ис. 4. Распределение погрешности измерения пе КР; 6% верх,- верхнее граничное значение магнитной индукции

магнитной индукции в группе КР; 6, изм - измеренное значение магнитной индукции.

После расчета вероятностей Рщ (А) при /=1 где - количество групп, делается вывод о принадлежности измеряемой КР к той группе КР, значение вероятности которой максимально.

5. Образец перемагничивается следующей ступенькой поля /г3, рассчитанной с учетом формы предполагаемой типовой КР.

Для первого типа КР

Для второго типа КР

Для третьего типа КР

А,1 =-0,2;

Л/ =-0,2-3,5siní — йз" = 1,25;

A" = l,25-4,5siní —

U-lJ

tf = -1.

3 < / < и, где / -номер точки на КР;

3 </<«•

hj0 = 2,5 - 5sin

35"/1

я—1J2</<«■

Для четвертого типа КР = 3 - 4 sin

90° i и

6. Повторяются пункты 4 и 5 до достижения точки #с.

На рис. 5 представлено графическое изображение процесса измерения КР.

Границы группы 3

ДА,

' Измеряемая КР 'Границы группы 4

Рис. 5. Пример работы адаптивно-ступенчатого алгоритма перемагничивания Разработаны два адаптивных алгоритма управления магнитным состоянием изделия из ФММ при определении точек ОКН (свидет. № 2007610158). Если в ходе размагничивания образца измерять амплитуду импульсов равномерно убывающего размагничивающего поля и приращения магнитной индукции то, проанализировав эти данные, можно определить минимальное число точек ОКН, в которых требуется выполнить измерения с заданной погрешностью аппроксимации. Работа первого алгоритма поясняется рис. 6, где использованы следующие обозначения: Рк, Рк--т-2 - начальная и конечная точки аппроксимирующего отрезка (к е [0, т-2], / е [к -2, т])\ т - количество шагов при размагничивании изделия из ФММ; /?,.) - точка ОКН, подлежащая проверке на принадлежность аппроксимирующему отрезку 4,. Работает алгоритм следующим образом.

1. Задаем начальные условия: к- О, i = k+ 2.

2. Строим аппроксимирующий отрезок 4.

3. Последовательно проверяем на принадлежность точек р, отрезку 4 до тех пор, пока / < к.

4. Если все точки участка ОКН принадлежат 4, то принимается, что данный участок можно им заменить, принимаем к = к+1, / = i+1 и возобновляем процесс, начиная с пункта 2. Если хотя бы одна из точек данного участка ОКН не принадлежит 4, строится новый аппроксимирующий отрезок 4ч и вновь выполняется проверка на принадлежность точек участка ОКН, огра- *" ниченного точкамиpk«Pi-\• Рис. 6. Принцип работы первого алгоритма

Проверка на принадлежность точки отрезку 4< с заранее заданной погрешностью аппроксимации 53 выполняется, исходя из следующих соображений. Рассмотрим прямоугольные треугольники ACD и BCD. Геометрической интерпретацией погрешности аппроксимации является перпендикуляр i к 4 из точки />,_]. Длина отрезка /г,.] вы-

А(Н„:Въ)

____ ^ I

// V" 1

// 1 v-^^ |

/ / |

Р'Ц/ i I

--f В(Н,:В) \ /1 ' Í!_J_ 1 1 1 1 1,

н„ Н

числяется по формуле /г = J\ac\2 -Uof или

йм = ^\вс\

\bd

следовательно

ас\ -\ad\ =\всi -¡вц . В свою очередь ав = ad+ bd. Исходя из этого составим

систему уравнении.

\\аС? -\ad\ =\вс\2-\bd\2:

ab = ad + bd,

AC

вс +

АВ

2\АВ\

откуда йм= МС| \

где |лс|2 Яму +(bt-5М)2; 'ñc' = (Я,_,- //,)2 + (/?,_, - Д,)г; ¡ЛЯ =(//,-Я)2+(/?,-Я)2.

После расчета /?,_], проверяется условие h¡.\ < 5а. При выполнении этого условия, считаем, что точка p¡.\ принадлежит аппроксимирующему отрезку с погрешностью 5а. Результат работы алгоритма приведен на рис. 7.

В основе второго алгоритма лежит анализ модуля второй производной изменения магнитной индукции в по напряженности н. Построив график зависимости (pBIdtF от Н вычисляем значение общей площади Sобщ. по формуле

= ТЦм

J АН1

йН

Задавшись количеством точек п, определяем значение площади 5,„3м=50бщ./я. Для нахождения координат точек подлежащих изме-

5000 10000

Рис. 7. Результат работы алгоритма при 6а= 0,01

Я, А/м

рению была составлена система уравнений

' d1 В

, =0,5-

d2B dH2

dH1

dB dH2

где А: =

с/Я2

dH2

Н...-Н,

Ъ =

d2B dH2

—j -kHi - коэффициенты; i = l.JV, N- количество

точек, полученных в процессе проведения размагничивания. Решив данную систему уравнений, получим

(<Рв)

1 dH2

Н — -

+ Щ +

ifB

dH1

Результат работы алгоритма приведен на рис. 8, из которого видно, что алгоритм работает корректно, выделяя линейные и нелинейные участки ОКН и строя программу измерения таким образом, что на нелинейных участках проводится максимальное количество измерений.

В третьей главе «Разработка метода измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделий из ФММ для УИК, работающих в подсистеме управления их качеством» с помощью множественного регрессионного анализа были получены трехмерные математические модели изменения напряженности магнитного поля Н в окрестностях изделий из ФММ в зависимости от расстояния х до поверхности испытуемого изделия и тока I в намагничивающей системе.

В общем виде нелинейное уравнение регрессии можно представить как Н = b0 +blx+b1l + baxl+biixl +Ьп1г +...+bJixi +Ьп!' +..., где 60, Ъ\, ¿п, bjj - коэффициенты.

В результате регрессионного анализа модель изменения напряженности магнитного поля Н при перемагничивании образцов из МММ по предельной петле гистерезиса в I - III квадрантах выглядит следующим образом:

Н = -0,422 + 0,034 jc+ 0,791 I + 10,196 xl -1,961 13 - 0,047 / + + 0,483 xl 3 + 1,893 I4 + 0,002 х41 - 0,268 xl4. Аналогично для образцов из МТМ

Н = -51,641 + 6,042 х + 8,754 I + 8,811 х! - 0,209 *2 + 13 ,289 I2 -

- 1,873 xl 2 + 0,088 х212 + 7,552 I3 + 0,019 хЧ - 0,584 xl \ Так же для образцов из высококоэрцитивных материалов

5000 10000 Н, А/м Рис. 8. Результат работы алгоритма при заданном числе измеряемых точек п = 10

Н = -48 ,325 + 29 ,608 л + 77 ,222 1 + 4,371 х1 - 7,035 -

- 6,224 I2 - 0,365 хг1 + 0,759 х3 + 0,054 хЧг - 0,767 хг1г + + 2,531 х13 - 0,03 л4 + 3,505 /4 + 0,002 х414 - 0,022 хЧ*.

Проведена проверка значимости полученных коэффициентов уравнения регрессии при помощи /-критерия Стьюдента, незначащие коэффициенты были отсеяны. Произведена проверка адекватности всех трех моделей экспериментальным данным с применением критерия Фишера.

Построена математическая модель изменения напряженности магнитного поля Н в зависимости от расстояния х до поверхности изделия из МТМ с использованием ортогональных полиномов Чебышева, позволяющих значительно упростить вычисления, так как при каждом повышении степени полинома, добавление новых слагаемых не изменяет вычисленных ранее коэффициентов

Н = бъщ>(х) + б,1ц(л) +... + б„1ц,(д0, где щ(Х) = 1 - полином нулевого порядка; щ(л:1) = (х + в,)-щ(х)+г1-полином первого порядка; щ(.г) = (х+в,)-щ(У)+г2 - полином второго порядка; Щ+1 (х) = (х+В „+1) • Щ (х) +

, ч УхГш(дг.-)? Ухш .(лг.)ш(дг.)

+ Г„+,Щ1Ч(Х) - папином п-т порядка; в„+1 —, г.,,

ПК и,)] ЕК_,(х)1

б = ,—"—~ - коэффициенты связи.

ЕКСОГ

Были проведены исследования необходимой и достаточной степени полинома Чебышева для аппроксимации графика изменения напряженности магнитного поля Я от расстояния х. Сделан вывод, что по допустимой погрешности измерения напряженности магнитного поля дн вблизи коэрцитивной силы по ГОСТ 8.268-77 с доверительной вероятностью 0,95 в пределах ± 3 % для литых и металлокерамических материалов и ± 5 % для ферритов, достаточным будет полином второй степени.

Предложен метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделий из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых МС. Суть предлагаемого метода состоит в измерении тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля //, в двух точках пространства Х\ и х2 на заданных расстояниях от ФММ вдоль оси х, а так же измерение градиента магнитного поля с!!Иск, и расчете напряженности на его поверхности

#0 = А,Н, + А1Н1 + А^Н/ск.

Было произведено сравнение погрешности измеренных КР в замкнутой МС и рассчитанных по приведенной выше формуле грешность измерения КР для разомкнутой МС не превысила ± 3,5 % и уменьшается, если определять производную с1Н1ск в самой ближней точке к поверхности ФММ. Измерение производной с1Н1сЬс было предложено проводить при помощи ПХ, используемого для определения Н\, включенного по известной схеме приведенной на рис. 9.

Выходное напряжение определяется формулой

для разомкнутой МС. При этом по-

Рис. 9. Схема включения ПХ для измерения градиента магнитного поля

т, К г a dH а А ах

где Rx - постоянная Холла; and- ширина и толщина ПХ; /, - ток через ПХ; Ро = 4л-10"7 Гн/м - магнитная постоянная.

В четвертой главе «Разработка и исследование адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных параметров изделий для систем управления их производством» создан ряд устройств, реализующих обобщенную структурную схему УИК, предложенную в главе 2, а также предложенные методы.

Разработана ИИС для испытания изделий из МТМ, в состав которой входят: управляемый источник тока, намагничивающая система, преобразователь индукции и преобразователь напряженности магнитного поля; блок усилителей каналов измерения индукции и напряженности магнитного поля; плата сбора информации L-761, состоящая из коммутатора, АЦП, ЦАП и DSP процессора; персональный компьютер. В программном обеспечении ИИС реализован быстродействующий адаптивно-ступенчатый алгоритм управления размагничивающим полем на основе байесовского подхода, позволяющий при заданном количестве точек на КР получить минимальную погрешность аппроксимации, и использован метод определения напряженности магнитного поля на поверхности изделий го результатам измерения в двух точках и градиента.

Технические характеристики: параметры образцов ФММ: длина 4+100 мм; ширина 1+60 мм; коэрцитивная сила образцов ФММ: 10+500 кА/м; время измерения КР в I и II квадранте с учетом магнитной подготовки 15 с при количестве точек измерения равном 12; погрешность измерения координат точек КР по ГОСТ 8.268-77 не более ± 3 %. Для испытания изделий из высококоэрцитивных материалов было разработано устройство импульсного намагничивания, работающее совместно с ИИС.

Разработан субмодуль ИИС «MagHyst 2» для определения магнитных характеристик образцов из МММ и МТМ. В данном субмодуле реализован метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделий из ФММ, предложенный в главе 3.

Разработана ИИС для испытания изделий из МММ, предназначенная для определения характеристик и параметров изделий МММ в постоянных МП. Она построена по аналогичной структуре ИИС для испытания изделий из МТМ и работает как в автономном режиме, так и в составе системы управления производством изделий из ФММ. Намагничивающая система выполнена в виде соленоида, обеспечивающего в центре максимальную напряженность магнитного поля 70 кА/м. Управление процессом пере-магничивания и ввод измерительной информации о напряженности магнитного поля и скорости изменения магнитной индукции в испытуемом изделии осуществляется при помощи платы Е440 производства ЗАО «Л-Кард» по шине USB. Программный комплекс управления ходом испытаний обеспечивает выполнение следующих операций: реализация процедуры размагничивания испытуемых образцов; адаптивное перемагни-чивание изделий при определении ОКН по алгоритму, предложенному в главе 2; сохранение экспериментальных характеристик В{Н)\ контроль работоспособности аппаратных средств. В ИИС так же реализован метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности испытуемого изделия, предложенный в главе 3. Технические характеристики: погрешность измерения магнитной индукции ± 1 %; погрешность измерения напряженности магнитного поля ± 2 %; время определения характеристики материала изделия с учетом размагничивания 50 с; максимальная напряженность магнитного поля в намагничивающей системе ± 70 кА/м.

Приведен ряд разработанных функциональных блоков УИК, с возможностью ра-

боты как в системе управления, так и автономно: УИТ, реализованный на основе двухступенчатого инвертора с широтно-импульсной модуляцией с несущей частотой 10 кГц, который позволяет обеспечить низкие пульсации тока (менее 3 %) и высокий кпд (91 %); цифровые вычислители напряженности магнитного поля на поверхности ФММ (пат. № 2279688); устройство для измерения напряженности магнитного поля на основе трехсекционного ферромодуляционного преобразователя, микровеберметр, предназначенный для измерения и контроля магнитных свойств заготовок и готовых постоянных магнитов (ПМ) в процессе их производства по остаточному магнитному потоку в разомкнутой магнитной цепи. Приведены методики расчета принципиальных схем и результаты испытаний устройств и основных блоков УИК. Все разработанные устройства были поверены при помощи аттестованных образцов ПМ и образцовых средств измерения по методикам, приведенным в ГОСТ на средства измерения магнитных параметров.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании проведенного анализа свойств изделий из ФММ, особенностей технологического процесса их изготовления показано, что перспективным направлением повышения уровня магнитных свойств выпускаемых изделий является внедрение автоматизированных подсистем управления качеством процесса производства изделий, отличительной особенностью которых является адаптивное управление ходом технологического процесса Определены основные требования со стороны подсистемы управления качеством к УИК и установлена необходимость разработки адаптивных быстродействующих УИК, с погрешностью не более ± 5 % и высокой производительностью (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы), определяющих на разных этапах производства наиболее информативные характеристики, позволяющие судить о качестве изделий по характеристикам В(Н) материала изделий.

2. Разработан новый метод испытания изделий из ФММ в полуразомкнутых магнитных системах, отличающийся от известных тем, что для адаптивного управления приращением напряженности внешнего магнитного поля для групп ФММ с различными формами КР определяется функция плотности вероятности нормального распределения и рассчитывается вероятность отнесения измеренной точки к той или иной группе по формуле Байеса. Это позволяет повысить скорость измерения магнитных параметров (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы), по сравнению с известными УИК, что позволяет существенно сократить количество УИК, работающих в системе управления производством изделий из ФММ.

3. Разработаны два алгоритма измерения магнитных параметров, отличающиеся от известных тем, что они оптимизируют приращения перемагничивающего поля таким образом, что на нелинейных участках ОКН проводится максимальное количество измерений. Суть первого алгоритма заключается в кусочно-линейной аппроксимации с задаваемой погрешностью. Во втором алгоритме анализируется модуль второй производной изменения магнитной индукции по напряженности (свид. № 2007610158).

4. Построена и исследована математическая модель топографии магнитного поля в окрестностях изделий из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых магнитных системах. Проведенные исследования показали то, что изменение напряженности магнитного поля вдоль оси х от поверхности разных образцов из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых МС носит нелинейный характер, поэтому для расчета напряженности магнитного поля Яо непосредственно на поверхности образцов из ФММ не-

обходимо измерять значения напряженности в нескольких точках на определенных расстояниях х от поверхности образца, строить уравнения модели Н(х) для каждого типа образца из ФММ и находить искомые значения напряженности, соответствующие значению х, равному нулю. Предложена математическая модель распределения магнитного поля изделия из ФММ с использованием ортогональных полиномов Чебыше-ва, которая значительно упрощает расчет напряженности магнитного поля Но на поверхности изделия из ФММ.

5. Предложен метод измерения напряженности магнитного поля Но на поверхности изделий из ФММ и устройство на его основе (пат. № 2357265), суть которого заключается в том, что измеряется тангенциальная составляющая напряженности в двух точках пространства на заданном расстоянии от образца и градиент магнитного поля; полученные значения по предложенной формуле используются для расчета искомого значения напряженности магнитного поля, обеспечивающий погрешность измерения Но не более ± 3,5 %.

6. Разработаны структурные, функциональные, принципиальные схемы, алгоритмы и программы функционирования адаптивных быстродействующих УИК, работающих как в системе управления производством изделий из ФММ, так и в автономном режиме, реализующие предложенный метод испытаний. Устройства позволяют с погрешностью не более 3 - 5 % и высокой производительностью (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы) измерять статические характеристики ФММ в полуразомкнутой МС как готовых изделий, так и заготовок различной формы, массы, габаритов и широким спектром основных магнитных параметров.

7. Разработана ИИС для испытания изделий из МТМ, в программном обеспечении которой реализован быстродействующий адаптивный алгоритм управления размагничивающим полем на основе байесовского подхода и метод определения напряженности магнитного поля на поверхности изделий по результатам измерения в двух точках и градиента. ИИС обеспечивает время измерения КР в 1 и II квадранте с учетом магнитной подготовки не более 15 с и погрешности измерения координат точек КР не более ±3 %.

8. Разработана ИИС для испытания изделий из МММ, предназначенная для определения характеристик и параметров изделий МММ в постоянных МП. В ИИС реализовано адаптивное перемагничивание изделий при определении ОКН и метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности испытуемого изделия. Она обеспечивает погрешность измерения магнитной индукции ± 1 %, напряженности магнитного поля ± 2 %. Время определения характеристики материала изделия с учетом процесса размагничивания не более 50 с.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I.* Наракидзе, Н. Д. Анализ погрешностей измерителя напряженности магнитного поля / Н. Д. Наракидзе, М. В. Панкин // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2007. - Спецвыпуск: Проблемы мехатроники - 2006. - С. 90-92.

2* Наракидзе, Н. Д. Определение структуры математической модели распределения магнитного поля / Н. Д. Наракидзе, М. В. Ланкин // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2007. - Спецвыпуск: Проблемы мехатроники - 2006. - С. 92-94.

3.* Ланкин, М. В. Применение байесовского подхода для управления размагничивающим полем / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2009. - №4 (152). - С. 3-10.

4.* Ланкин, М. В. Применение -метода главных компонент для классификации изделий из магпитотвердых материалов / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2009.-№5 (153).-С. 14-22.

5. Ланкин, М. В. Оптимизация параметров измерительного преобразователя напряженности магнитного поля / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов. Электромеханика. - 2008. - №2. - С. 32-35.

6. Наракидзе, Н. Д. Устройство для измерения напряженности магнитного поля // Материалы 52-й науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. - С. 180-183.

7. Наракидзе, Н. Д. Измеритель напряженности магнитного поля с использованием Р1С-контроллера / Н. Д. Наракидзе, А. А. Пжилуский // Студенческая научная весна - 2004: материалы 53-й науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. - Новочеркасск: ООО НПО «Темп», 2004. - С. 238-240.

8. Ланкин, М. В. Устройство измерения напряженности магнитного поля / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе, А. А. Пжилуский // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. - С. 600-602.

9. Наракидзе, Н. Д. Вычислители напряженности магнитного поля на Р1С-контроллере // Н. Д. Наракидзе, М. В. Ланкин // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. - С. 430-432.

10. Наракидзе, Н. Д. Определение напряженности магнитного поля на поверхности постоянных магнитов // Студенческая научная весна - 2005: сб. науч. тр. аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 162-164.

11. Ланкин, М. В. Измерение напряженности магнитного поля в полуразомкнутой магнитной системе / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. г. Новочеркасск, 30 сен. 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ООО НПО «Темп», 2005. - С. 52-58.

12. Ланкин, М. В. Информационно-измерительная система для испытания постоянных магнитов // М. В. Ланкин, В. А. Кучеров, Н. Д. Наракидзе [и др.] // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы VI Междунар. на-уч.-практ. конф. г. Новочеркасск, 30 сен. 2005 г. /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск, 2005. - С. 58-68.

13. Наракидзе, Н. Д. Модель топографии магнитного поля в окрестностях изделий из ферромагнитных материалов / Н. Д. Наракидзе, М. В. Ланкин // Моделирование. Теория, методы и средства: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск 7 апр. 2006 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006.-Ч. 5.-С. 4-18.

14. Пат. 2279688 Российская Федерация, МПК С 01 II33/02. Цифровое устройство для измерения напряженности магнитного поля / Горбатенко Н. И., Ланкин М. В., Хамизов Р. Р., Наракидзе Н. Д.; заявитель и патентообладатель Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - № 20041318/28; заявл. 01.11.04; опубл. 10.07.06, Бюл. № 19. - 12 с.

15. Ланкин, М. В. Исследование метрологических характеристик метода определения напряженности магнитного поля / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Металлургия. Машиностроение. Станкоинструмент - 2006. В рамках Промышленного Конгресса Юга России: сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф., г. Ростов-н/Д, 6-8 сент. 2006 г. / Выставочный центр «ВертолЭкспо». - Ростов-н/Д, 2006. - С. 61-63.

16. Горбатенко, Н. И. Прибор для определения магнитных характеристик образцов и деталей из магнитомягких материалов / Н. И. Горбатенко, М. В. Ланкин, Н. Д.

Наракидзе // Металлургия. Машиностроение. Станкоинструмент - 2006. В рамках Промышленного Конгресса Юга России: сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф., г. Ростов-н/Д, 6-8 сент. 2006 г. / Выставочный центр «ВертолЭкспо». - Ростов-н/Д, 2006. - С. 77- 80.

17. Горбатенко, Н. И. Приборы и методы измерения и контроля магнитных свойств изделий / Н. И. Горбатенко, ..., Наракидзе Н. Д., Хамизов Р. Р. // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы VII Междунар. на-уч.-практ. конф. г. Новочеркасск, 29 сен. 2006 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. - Ч. 3. - С. 4-23.

18. Свид. об оф. рег. прогр. для ЭВМ 2007610158 Российская Федерация Адаптивные алгоритмы управления магнитным состоянием ферромагнитной детали при определении основной кривой намагничивания (АОКН) / Горбатенко Н. И., ... , Наракидзе Н. Д.; Роспатент. -№ 2006613614; заявл. 25.10.06; зарег. 9.01.07.

19. Наракидзе, Н. Д. Субмодуль измерения напряженности магнитного поля для информационно-измерительной системы Ма£Нув1 / Н. Д. Наракидзе, М. В. Панкин // Студенческая научная весна - 2008: материалы Межрегион, науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых Южного федерального округа / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЛИК, 2008. - С. 105-106.

20. Свид. об отрасл. рег. разраб. 11118 Российская Федерация / Расчет погрешности петли гистерезиса Ро£г1Рз1 1.0 / Шайхутдинов Д. В., Горбатенко Н. И., Панкин М. В., Наракидзе Н. Д.; заявл. 05.08.08; зарег. 8.07.08.

21. Пат. 2357265 Российская Федерация, МПК С 01 Я 33/14. Устройство для испытания изделий из ферромагнитных материалов / Горбатенко Н. И., Ланкин М. В., Наракидзе Н. Д. [и др.]; заявитель и патентообладатель Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -№ 2007124697/28; заявл. 29.06.07; опубл. 27.05.09, Бюл. № 15. - 10 с.

22. Наракидзе, Н. Д. Алгоритм адаптивно-ступенчатого управления размагничивающим полем на основе байесовского подхода для испытания магнитотвердых материалов // Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы: материалы IX Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 20 окт. 2008 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2008. - С. 34-56.

Символом * отмечены работы в рецензируемом научном журнале, входящем в перечень ВАК.

Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах: [1] - проведение эксперимента по определению погрешностей; [2, 13] - построение модели и ее исследование; [3] - идея применения байесовского подхода в адаптивном алгоритме и экспериментальные исследования; [4] - идея метода классификации кривых; [5] - исследование погрешности; [7, 8, 9] - разработка функциональной и принципиальной схемы, изготовление макетного образца и проведение экспериментальных исследований; [11] - проведение экспериментальных исследований; [12] - разработка алгоритма и программного обеспечения, разработка принципиальной схемы; [14] - разработка структурной схемы; [15] - проведение эксперимента по определению погрешностей метода; [16] - разработка структурной схемы и проведение экспериментальных исследований; [17] - разработка функциональных и принципиальных схем, алгоритмов, изготовление макетных образцов и метрологические исследования; [18] - идея адаптивного алгоритма и проведение экспериментальных исследований; [19] - разработка функциональной схемы, алгоритма и программы работы; [20] - проведение экспериментальных исследований; [21] - идея построения структурной схемы.

Наракндзе Нури Дазмирович

АДАПТИВНЫЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИХ

ПРОИЗВОДСТВОМ

Автореферат

Подписано в печать 25.12.2009 Формат 60x84 '/|б Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ 809.

Издательство ЮРГТУ (НПИ) 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 тел., факс (863-52) 5-53-03

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ

ИЗДЕЛИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Особенности технологического процесса производства изделий из ФММ, как объекта управления.

1.2 Выбор системы управления технологическим процессом изготовления изделий из ФММ с заданными магнитными свойствами.

1.3 Формулирование требований к устройствам испытания изделий из ФММ для подсистемы управления их качеством.

1.4 Сравнительный анализ методов и устройств испытания изделий из

Выводы по главе 1.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА

КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФММ.

2.1 Метод производственного контроля изделий из ФММ.

2.2 Метод классификации МТМ по форме КР.

2.3 Алгоритм адаптивно-ступенчатого управления размагничивающим полем на основе байесовского подхода.

2.4 Адаптивные алгоритмы управления магнитным состоянием изделия из ФММ при определении ОКН.

Выводы по главе 2.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МП НА ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФММ ДЛЯ УИК, РАБОТАЮЩИХ В ПОДСИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВОМ.

3.1 Топография МП в окрестностях изделий из ФММ.

3.2 Определение структуры математической модели распределения

МП изделия из ФММ.

3.3 Метод измерения напряженности МП на поверхности изделий из ФММ

Выводы по главе 3.

4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНЫХ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВОМ.

4.1 Информационно-измерительная система для испытания изделий из МТМ.

4.2 Установка для импульсного намагничивания высококоэрцитивных ПМ.

4.3 ИИС «MagHyst 2» для испытания изделий из ФММ.

4.4 ИИС для испытаний изделий из МММ.

4.5 Устройство для испытания изделий из ФММ.

4.6 Измерители напряженности и индукции МП для быстродействующих УИК, работающих в системе управления производством изделий из ФММ.

4.6.1 Устройство для измерения напряженности МП на основе трехсекционного ферромодуляционного преобразователя.

4.6.2 Устройство для измерения напряженности МП на основе

ФМП с повышенной точностью.

4.6.3 Микровеберметр для измерения и контроля магнитных свойств заготовок и готовых ПМ.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Непрерывное расширение области применения изделий из ферромагнитных материалов (ФММ) и повышение требований к разрабатываемым на их основе устройствам предопределяют необходимость совершенствования технологических процессов изготовления. Исключительная роль технологии объясняется сильной зависимостью магнитных свойств изделий от состава материала, его структуры и видов обработки. Эта зависимость неизбежно приводит к разбросу магнитных свойств изделий, обусловленному несовершенством технологического оборудования. В этих условиях традиционный подход, ориентированный на идентичность технологических режимов для всех изделий, приводит к значительной доле брака. Повысить качество изделий из ФММ позволяет адаптивный подход к управлению технологическим процессом их изготовления. Его осуществление возможно с помощью автоматизированной подсистемы управления качеством изделий, реализующей метод контроля, который позволяет повысить технологическую точность путем, компенсации влияния случайных факторов на разных стадиях производства.

Важными элементами комплекса технических средств подсистемы управления качеством являются устройства контроля магнитных характеристик материала изделий перед операциями термической, механической обработки и сборки. Существующие в настоящее время устройства не обеспечивают требуемой точности и производительности определения наиболее информативных магнитных характеристик материала заготовок, изделий из них и объективности контроля, а значит, не соответствуют в полной мере требованиям серийного производства. В этой связи становится актуальным решение задачи разработки адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных характеристик материала изделий, позволяющих реализовать эффективные подсистемы управления качеством этих изделий.

Работа выполнена в соответствии с приоритетным направлением развития науки, технологий и техники РФ «Информационно-телекоммуникационные технологии и электроника» (утверждено указом Президента РФ от 30.03.02 г.); научным направлением Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) «Теория и принципы построения информационно-измерительных систем и систем управления» (утверждение решением ученого совета университета от 25.01.03 г. и переутверждено 1.03.06 г.); договором о сотрудничестве в области образования, науки и техники между ЮРГТУ (НПИ) и Техническим университетом Ильменау (Германия) от 14.12.2001 г.

Цель работы. Разработка адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных параметров, позволяющих повысить выход годных изделий путем управления процессом их производства. Для достижения поставленной цели в рамках диссертационной работы решались следующие основные задачи разработки:

- метода испытаний изделий из ФММ;

- метода измерения напряженности магнитного поля на поверхности ФММ, позволяющего получать характеристики ФММ в полуразомкнутых магнитных системах (МС);

- адаптивных быстродействующих устройств контроля магнитных характеристик материала изделий из ФММ для системы управления их производством на основе предложенных методов.

Методы исследований: методы теории автоматического управления, математической статистики, теории вероятностей, теории измерений, математического моделирования с использованием пакетов прикладных программ STATISTICA, MATLAB, MathCAD, Maple, Micro-Cap, ORCAD, Femm.

Научная новизна работы.

1. Разработан метод испытания изделий из ФММ, отличающийся от известных тем, что для адаптивного управления приращением напряженности внешнего магнитного поля для групп ФММ с различными формами кривой размагничивания (КР) определяется функция плотности вероятности нормального распределения и рассчитывается вероятность отнесения измеренной точки к той или иной группе по формуле Байеса.

2. Предложен новый метод классификации КР магнитотвердых материалов (МТМ), отличающийся от известных тем, что впервые был применен метод главных компонент и иерархический кластерный анализ для выделения групп КР.

3. Разработан новый метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделий из ФММ, отличающийся от известных тем, что измеряется тангенциальная составляющая напряженности в двух точках пространства на заданном расстоянии от образца, градиент магнитного поля и полученные значения по предложенной формуле используются для расчета искомого значения напряженности магнитного поля.

4. Разработано устройство для испытания изделий из ФММ, отличающееся тем, что для измерения напряженности магнитного поля используются два преобразователя Холла, с помощью одного из которых дополнительно измеряется градиент магнитного поля, и определение напряженности магнитного поля производится по приведенному выше методу (пат. № 2357265).

5. Разработаны два алгоритма измерения, отличающиеся от известных тем, что оптимизируют приращения перемагничивающего поля таким образом, что на нелинейных участках основной кривой намагничивания (ОКН) проводится максимальное количество измерений. Суть первого алгоритма заключается в кусочно-линейной аппроксимации с задаваемой погрешностью. Во втором алгоритме анализируется модуль второй производной изменения магнитной индукции по напряженности (свид. № 2007610158).

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются корректностью допущений, принимаемых при математическом моделировании и при разработке устройств, использованием метрологически аттестованного оборудования при проведении испытаний разработанных устройств, согласованием теоретических положений с результатами экспериментальных исследований и критическим обсуждением основных результатов работы с ведущими специалистами в области теории систем управления и магнитоизмерительной техники.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическая ценность результатов диссертации заключается в том, что разработанные методы и устройства позволяют с заданными быстродействием и погрешностью измерять характеристики ФММ, что увеличивает выход годной продукции. Результаты работы используются (получен ряд актов внедрений) в научно-исследовательской и производственной деятельности ОАО «Магнит» (г. Новочеркасск), НИИ «Электромеханики» ЮРГТУ (НПИ) и в учебном процессе ЮРГТУ (НПИ).

Основные положения, выносимые на защиту:

- метод испытаний изделий из ФММ в полуразомкнутых МС на основе адаптивного управления процессом перемагничивания;

- метод классификации кривых размагничивания изделий из МТМ;

- адаптивные алгоритмы управления магнитным состоянием изделия из ФММ, позволяющие определить минимальное число точек характеристики, достаточное для обеспечения заданной погрешности измерения;

- математические модели распределения напряженности магнитного поля, у поверхности изделия из ФММ в полуразомкнутой МС;

- метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности изделия из ФММ в полу разомкнутой МС;

- структуры, алгоритмы, конструктивные и схемотехнические решения средств измерения и контроля магнитных свойств изделий из ФММ для систем управления процессом их изготовления.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в работе, были доложены, обсуждены и одобрены на: научно-технической конференции студентов и аспирантов «Студенческая научная весна» (Новочеркасск, 2003-2005, 2008 г.г.); VI и VII Международных научно-практических конференциях «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики» (Новочеркасск, 2005-2006 г.г.); IV Международной научно-практической конференции «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения» (Новочеркасск, 2004 г.); VI и V Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2004-2005 г.г.); XV и XVII Международной конференции по постоянным магнитам (Суздаль, 2005, 2009 г.г.); Всероссийском смотре-конкурсе науч.-техн. творчества студ. вузов «Эврика» (Новочеркасск, 2005-2006 г.г.); Международной научно-технической конференции «Металлургия. Машиностроение. Станкоинструмент» («ВертолЭкспо», Ростов-н/Д, 2006 г.); научных семинарах кафедры «Информационно-измерительная и медицинская техника» ЮРГТУ (НПИ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, 2 патента РФ на изобретения, 2 свидетельства о регистрации программного продукта.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 108 наименований и приложений. Общий объем работы 201 страница, включая 22 страницы приложений и 127 иллюстраций.

Основные результаты, полученные в настоящей работе, могут быть сформулированы следующим образом.

1. На основании проведенного анализа свойств изделий из ФММ, особенностей технологического процесса их изготовления показано, что перспективным направлением повышения уровня магнитных свойств выпускаемых изделий является внедрение автоматизированных подсистем управления качеством процесса производства изделий, отличительной особенностью которых является адаптивное управление ходом технологического процесса. Определены основные требования со стороны подсистемы управления качеством к УИК и установлена необходимость разработки адаптивных быстродействующих УИК, с погрешностью не более ± 5 % и высокой производительностью (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы), определяющих на разных этапах производства наиболее информативные характеристики, позволяющие судить о качестве изделий по характеристикам В(Н) материала изделий.

2. Разработан новый метод испытания изделий из ФММ в полуразомкнутых магнитных системах, отличающийся от известных тем, что для адаптивного управления приращением напряженности внешнего магнитного поля для групп ФММ с различными формами КР определяется функция плотности вероятности нормального распределения и рассчитывается вероятность отнесения измеренной точки к той или иной группе по формуле Байеса. Это позволяет повысить скорость измерения магнитных параметров (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы), по сравнению с известными УИК, что позволяет существенно сократить количество УИК, работающих в системе управления производством изделий из ФММ.

3. Разработаны два алгоритма измерения магнитных параметров, отличающиеся от известных тем, что они оптимизируют приращения перемагничи-вающего поля таким образом, что на нелинейных участках ОКН проводится максимальное количество измерений. Суть первого алгоритма заключается в кусочно-линейной аппроксимации с задаваемой погрешностью. Во втором алгоритме анализируется модуль второй производной изменения магнитной индукции по напряженности (свид. № 2007610158).

4. Построена и исследована математическая модель топографии магнитного поля в окрестностях изделий из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых магнитных системах. Проведенные исследования показали то, что изменение напряженности магнитного поля вдоль оси х от поверхности разных образцов из ФММ при их испытаниях в полуразомкнутых МС носит нелинейный характер, поэтому для расчета напряженности магнитного поля Н0 непосредственно на поверхности образцов из ФММ необходимо измерять значения напряженности в нескольких точках на определенных расстояниях х от поверхности образца, строить уравнения модели Н(х) для каждого типа образца из ФММ и находить искомые значения напряженности, соответствующие значению х, равному нулю. Предложена математическая модель распределения магнитного поля изделия из ФММ с использованием ортогональных полиномов Чебышева, которая значительно упрощает расчет напряженности магнитного поля Н0 на поверхности изделия из ФММ.

5. Предложен метод измерения напряженности магнитного поля Н0 на поверхности изделий из ФММ и устройство на его основе (пат. № 2357265), суть которого заключается в том, что измеряется тангенциальная составляющая напряженности в двух точках пространства на заданном расстоянии от образца и градиент магнитного поля; полученные значения по предложенной формуле используются для расчета искомого значения напряженности магнитного поля, обеспечивающий погрешность измерения Н0 не более ±3,5 %.

6. Разработаны структурные, функциональные, принципиальные схемы, алгоритмы и программы функционирования адаптивных быстродействующих УИК, работающих как в системе управления производством изделий из ФММ, так и в автономном режиме, реализующие предложенный метод испытаний. Устройства позволяют с погрешностью не более 3 - 5 % и высокой производительностью (сотни изделий в час, в зависимости от типоразмера и массы) измерять статические характеристики ФММ в полуразомкнутой МС как готовых изделий, так и заготовок различной формы, массы, габаритов и широким спектром основных магнитных параметров.

7. Разработана ИИС для испытания изделий из МТМ, в программном обеспечении которой реализован быстродействующий адаптивный алгоритм управления размагничивающим полем на основе байесовского подхода и метод определения напряженности магнитного поля на поверхности изделий по результатам измерения в двух точках и градиента. ИИС обеспечивает время измерения КР в I и II квадранте с учетом хмагнитной подготовки не более 15 с и погрешности измерения координат точек КР не более ± 3 %.

8. Разработана ИИС для испытания изделий из МММ, предназначенная для определения характеристик и параметров изделий МММ в постоянных МП. В ИИС реализовано адаптивное перемагничивание изделий при определении ОКН и метод измерения напряженности магнитного поля на поверхности испытуемого изделия. Она обеспечивает погрешность измерения магнитной индукции ± 1 %, напряженности магнитного поля ± 2 %. Время определения характеристики материала изделия с учетом процесса размагничивания не более 50 с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Стратиенко, А. Н. Современные магнитные материалы и индуктивные компоненты VACUUMSCHMELZE // Компоненты и технологии. -2006.-№9.-С. 12-16.

2. ГОСТ 8.377-80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик. — Взамен ГОСТ 15058-69; введ. 1980-03-28. М.: Изд-во стандартов, 1980.-21 с.

3. Злобин, В. А. Ферритовые материалы / В. А. Злобин, В. А. Андреев, Ю. С. Звороно. Л.: Энергия, 1970. - 112 с.

4. Бабич, Э. А. Технология производства ферритовых изделий / Э. А. Бабич, Л. М. Летюк, В. А. Нифонтов. М.: Высш. шк., 1978. - 224 с.

5. Мишин, Д. Д. Магнитные материалы / Д. Д. Мишин. М.: Высш. шк., 1991.-384 с.

6. Преображенский, А. А. Магнитные материалы и элементы / А. А. Преображенский, Е. Г. Бишард. М.: Высш. шк., 1986. - 352 с.

7. Розенблат, М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники / М. А. Розенблат. М.: Высшая школа, 1966. - 85 с.

8. Предприятие "Валтар" Электронный ресурс. / Электрон, дан. Королёв: 2004. - Режим доступа: http://www.valtar.ru.

9. Тульский завод постоянных магнитов Электронный ресурс. / Электрон. дан. Тула: 2009. - Режим доступа: http://www.tulamagnit.ru.

10. НПО «Эрга» Электронный ресурс. / Электрон, дан. Калуга: 1991. - Режим доступа: www.erga.ru.

11. ЗАО "Элмат-ПМ" Электронный ресурс. / Электрон, дан. Калуга: 2008. - Режим доступа: www.elmatpm-sep.ru.

12. ЗАО НПП «Редмаг» Электронный ресурс. / Электрон, дан. Калуга: 2007. — Режим доступа: www.redmag.ru.

13. ООО «ПОЗ-Прогресс» Электронный ресурс. / Электрон, дан. -Верхняя Пышма: 2007. Режим доступа: www.poz-progress.ru.

14. ОАО НПО «Магнетон» Электронный ресурс. / Электрон, дан. -Владимир: 2007. Режим доступа: www.tdmagneton.ru.

15. Горбатенко, Н. И. Натурно-модельные испытания изделий из ферромагнитных материалов / Н. И. Горбатенко. Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2001.392 с.

16. Michalowsky, L. Magnettechnik / L. Michalowsky, J. Schneider. Essen: Vulkan-Verlag GmbH, 2006. - 366 s.

17. Ланкин, M. В. Приборы и методы контроля магнитных свойств постоянных магнитов / М. В. Ланкин. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2007. - 292 с.

18. Вальков, В. М. Автоматизированные системы управления технологическими процессами / В. М. Вальков, В. Е. Вершин. Л.: Политехника, 1991. -269 с.

19. Александровский, Н. М. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами / Н. М. Александровский, С. В. Егоров, Р. Е. Кузин. М.: Энергия, 1975. - 272 с.

20. ГОСТ 8.268-77. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик магнитотвердых материалов. Взамен ГОСТ 13601-68; введ. 1979-01-01. - М: Изд-во стандартов, 1978.-21 с.

21. Magnet-Physik GmbH Электронный ресурс. / Электрон, дан. Kein: 2009. - Режим доступа: www.magnet-physik.de.

22. Чечерников, В. И. Магнитные измерения / В. И. Чечерников. М.: МГУ, 1969.-388 с.

23. Бараночников, М. Л. Микромагнитоэлектроника: в 2 т., T.l / М. Л. Бараночников. М.: ДКМ Пресс, 2001. - 544 с.

24. Брайко, В. В. Гальваномагитные преобразователи в измерительной технике / В. В. Брайко, И. П. Гринберг, И. П. Ковальчук. М.: Энергоатомиз-дат, 1984.-360 с.

25. Вайсс, Г. Физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение / Г. Вайсс. М.: Энергия, 1974. - 384 с.

26. Антонов, В. Г. Средства измерений магнитных параметров / В. Г. Антонов, Л. М. Петров, А. П. Щелкин. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 216 с.

27. Комаров, Е. В. Испытание магнитных материалов и систем / Е. В. Комаров и др.. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 376 с.

28. Шихин, А. Я. Автоматические магнитоизмерительные системы / А. Я. Шихин. М.: Энергия, 1977. - 136 с.

29. ООО НПКП "СРЕДУРАЛМЕТПРОМ" Электронный ресурс. / Электрон, дан. Екатеринбург: 2009. - Режим доступа: http:sump.ural.ru.

30. Пастушенков, А. Г. Автоматизированные установки контроля магнитных свойств постоянных магнитов / А. Г. Пастушенков, В. И. Кононов, В. М. Горохов и др. // Электротехника. 1997. - № 3. - С. 4-8.

31. Андриевский Е. А. Испытание магнитотвердых материалов в устройствах с разомкнутой и неполностью замкнутой магнитной цепью / Е. А. Андриевский. Киев: Изд. АН УССР, 1970. - 23 с.

32. Ягола, Г. К. Измерение магнитных характеристик современных магнитотвердых материалов / Г. К. Ягола, Р. В. Спиридонов. М.: Изд-во стандартов, 1989.- 196 с.

33. Нестернн, В. А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов / В. А. Нестерин. М.: Энергоатомиздат, 1986. -88 с.

34. Ланкин, M. В. Устройства контроля и прогнозирования магнитных свойств для систем управления технологическим процессом производства постоянных магнитов: дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск. - 1990. - 289 с.

35. Carmitati, Е. A virtual instrument for the measurement of the characteristics of magnetic / E. Carmitati, A. Ferrero A // IEEE Trans. Instrum. And Meas. -1992. № 6. - P. 1005-1009.

36. Ллойд, Э. Справочник по прикладной статистике / Э. Ллойд, У. Ле-дерман и др.. М.: Финансы и статистика, 1990. - 526 с.

37. Ланкин, М. В. Применение метода главных компонент для классификации изделий из магнитотвердых материалов / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2009. - №5 (153). - С. 14-22.

38. ГОСТ 17809-72. Материалы магнитотвердые литые. Марки и технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 8 с.

39. ГОСТ 21559-76. Материалы магнитотвердые спеченные. Марки, технические требования и методы контроля. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 8 с.

40. ГОСТ 25639-83. Магниты литые постоянные. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1987. 27 с.

41. ГОСТ 24936-89. Магниты постоянные для электротехнических изделий. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 21 с.

42. ГОСТ 24897-81. Материалы магнитотвердые деформируемые. Марки и технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 8 с.

43. Пятин, Ю. М. Постоянные магниты: Справочник / Ю. М. Пятин. -М.: Энергия, 1971. 376 с.

44. Февралева, Н. Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты / Н. Е. Февралева. Киев: Наукова думка, 1969. - 232 с.

45. Пжилуский, А. А. Быстродействующие устройства контроля магнитных свойств постоянных магнитов для систем управления процессом их изготовления: дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск. - 2004. - 216 с.

46. Hotelling, Н. Analysis of a complex of statistical variables into principal components / H. Hotelling // Journal of Educational Psychology. 1933. - № 24. -P. 417-441, 498-520.

47. Андрукович, H. Ф. Некоторые свойства метода главных компонент / Н.Ф. Андрукович // Многомерный статический анализ в социально-экономических исследованиях: Ученые записки по статистике. М.: Наука, 1974.-С. 189-228.

48. Болч, Б. Многомерные статистические методы для экономики / Б. Болч, К. Дж. Хуань. М.: Статистика, 1979. - 316 с.

49. Аронов, А. Я. Пути статистического решения задач метрологических задач многопараметрового электромагнитного контроля. Метод главных компонент / А. Я. Аронов // Дефектоскопия. 1984. - № 5. - С. 71-81.

50. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгодский. М.: Наука, 1972. - 872 с.

51. Боровиков, В.П. Прогнозирование в системе STATISTICA в среде Windows. Основы теории и интенсивная практика на компьютере / В. П. Боровиков, Г. И. Ивченко. -М.: Финансы и статистика, 2000. 384 с.

52. Боровиков, В.П. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов / В. П. Боровиков. СПб.: Питер, 2003. — 688 с.

53. Сошникова, JI. А. Многомерный статистический анализ в экономике: Учеб. пособие для вузов / Л. А. Сошникова и др.. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999.-598 с.

54. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов / Е. Н. Львовский. М.: Высш. шк., 1988.-239 с.

55. Ланкин, М. В. Применение байесовского подхода для управления размагничивающим полем / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2009. - №4 (152). - С. 3-10.

56. Темников, Ф. Е. Теоретические основы информационной техники / Ф. Е. Темников. М.: Энергия, - 1971, - 423 с.

57. Орнатский, П. П. Теоретические основы информационно-измерительной техники / П. П. Орнатский. Киев: Вища школа, 1983. - 455 с.

58. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. М.: Высш. шк., 2000. - 480 с.

59. Буль, О. Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов. Магнитные цепи, поля и программа БЕММ / О. Б. Буль. М.: Академия, 2005.-336 с.

60. Ланкин, М. В. Оптимизация параметров измерительного преобразователя напряженности магнитного поля / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе // Изв. вузов. Электромеханика. 2008. -№2. - С. 32-35.

61. Львовский, Е. Н. Пассивный и активный эксперимент при исследовании механических характеристик бетона / Е. Н. Львовский. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1988.- 176 с.

62. Курбатова, Е. А. МАТЬАВ 7. Самоучитель / Е. А. Курбатова. М.: Вильяме, 2006. - 256 с.

63. Макаров, Е. Г. Инженерные расчеты в МаШсаё. Учебный курс / Е. Г. Макаров. СПб.: Питер-Юг, 2005. - 448 с.

64. Наракидзе, Н. Д. Определение структуры математической модели распределения магнитного поля / Н. Д. Наракидзе, М. В. Ланкин // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2007. Спецвыпуск: Проблемы мехатроники -2006. - С. 92-94.

65. Ланкин, М. В. Измерения напряженности магнитного поля на поверхности постоянных магнитов / М. В. Ланкин // Мир измерений. 2005. - № 12. -С. 8-11.

66. Кифер, И. И. Испытания ферромагнитных материалов / И. И. Ки-фер. М.: Энергия, 1969. - 360 с.

67. Наракидзе, Н. Д. Определение напряженности магнитного поля на поверхности постоянных магнитов // Студенческая научная весна 2005: сб. науч. тр. аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2005.-С. 162-164.

68. Гусак А. А. Высшая математика, в 2 т. Т1. / А. А. Гусак. Минск: Тетра Системе, 2000. - 544 с.

69. Новиков, Ю. В. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа 1ВМ РС / Ю. В. Новиков, О. А. Калашников, С. Э. Гуляев. М.: ЭКОМ, 2000. - 224 с.

70. Розанов, Ю. К. Основы силовой электроники / Ю. К. Розанов. -М.: Энергоатомиздат, 1992. 296 с.

71. Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах / В. С. Гутников. Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 304 с.

72. Ленк, Дж. Д. Справочник по проектированию электронных схем / Дж. Д. Ленк. Киев: Техника, 1979. - 208 с.

73. Мячин, Ю. А. 180 аналоговых микросхем. Справочник / Ю. А. Мя-чин. М.: Патриот, 1993. - 152 с.

74. Шило, В. JI. Линейные интегральные схемы / В. Л. Шило. М.: Советское радио, 1983. - 180 с.

75. ГОСТ Р 52956-2008. Материалы магнитотвердые спеченные на основе сплава неодим-железо-бор. Классификация. Основные параметры. М.: Изд-во стандартов, 2009. - 12 с.

76. Свид. об отрасл. per. разраб. 11118 Российская Федерация / Расчет погрешности петли гистерезиса PogrlPsi 1.0 / Шайхутдинов Д. В., Горбатенко Н. И., Ланкин М. В., Наракидзе Н. Д.; заявл. 05.08.08; зарег. 8.07.08.

77. Ланкин, М. В. Устройство измерения напряженности магнитного поля / М. В. Ланкин, Н. Д. Наракидзе, А. А. Пжилуский // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. - С. 600602.

78. Наракидзе, Н. Д. Устройство для измерения напряженности магнитного поля // Материалы 52-й науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. С. 180-183.

79. Шило, В. JI. Популярные цифровые микросхемы / В. J1. Шило. -М.: Радио и связь, 1987. 225 с.

80. Преснухин, JI. Н. Расчет элементов цифровых устройств: Учеб. пособие / Л. Н. Преснухин, Н. В. Воробьев, А. А. Шишкевич. М.: Высш. шк., 1991.-526 с.

81. Зубчук, В. И. Справочник по цифровой схемотехнике / В. И. Зуб-чук, В. П. Сигорский, А. Н. Шкуро. Киев: Техника, 1990. - 448 с.

82. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника / У. Титце, К. Шенк. -М.: Мир, 1982.-512 с.

83. Фолкенбери, JL Применение операционных усилителей и линейных ИС / JL Фолкенбери. М.: Мир, 1985. - 572 с.

84. Соклоф, С. Аналоговые интегральные схемы / С. Соклоф. М.: Мир, 1988.-583 с.

85. Алексеи ко, А. Г. Применение прецизионных аналоговых микросхем / А.Г. Алексенко, Е. А. Коломбет, Г. И. Стародуб. М.: Радио и связь, 1985.-256 с.

86. Якубовский, С. В. Аналоговые и цифровые интегральные схемы / С. В. Якубовский. М.: Радио и связь, 1985 - 432 с.

87. Разевиг, В. Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7 / В. Д. Разевиг. М.: Телеком, 2003. - 368 с.

88. Наракидзе, Н. Д. Вычислители напряженности магнитного поля на PIC -контроллере // Н. Д. Наракидзе, М. В. Ланкин // Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч. тр. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. - С. 430-432.

89. Ремез, Г. А. Радиоизмерения / Г. А. Ремез. М.: Связь, 1966. - 423 с.

90. Новицкий, П. В. Оценка погрешностей результатов измерений / П. В. Новицкий, И. А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

91. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. М.: Изд-во стандартов, 1977. - Юс.

92. Зайдель, А. Н. Элементарные оценки ошибок измерений. / А. Н. Зайдель. Л.: Наука, 1967. - 88 с.