автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Методы и средства управления по состоянияю технических систем переменной структуры

На правах рукописи

РГБ ОД

2 0 АВГ 2001

ЛУКЬЯНОВ АНАТОЛИЙ ВАЛЕРИАНОВИЧ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПО СОСТОЯНИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность 05. 13.01- Системный анализ, управление и обработка

информации (железнодорожный транспорт)

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени доктора технических наук

Иркутск - 2001 г.

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Елисеев С.В.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Мартыненко О.П. Доктор технических наук, профессор Мижидон А.Д. Доктор технических наук, профессор Тятюшкин А.И.

Ведущая организация - Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения (НИИхиммаш)

Защита состоится 27 сентября 2001 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 218.004.01 Иркутского института инженеров железнодорожного транспорта (ИрИИТ) по адресу: 664074, г. Иркутск, ул.Чернышевского, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИрИИТ

Автореферат разослан «О » августа 2001 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

^-Ц^ПЦ-Г) -V Ъс.наиг) ЧА Г)

д.ф.-м.н., профессор

Климов Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Особенностью развития современной техники и информационных техно-гогий является усложнение как технических систем (ТС), так и решаемых ими |адач ввиду нестационарности параметрических и внешних воздействий, ус-гожнения характера и вида обратных связей (ОС), перевода управления в сферу трограммного и информационного взаимодействия.

Перемещение ответственных транспортируемых объектов, в т.ч. на же-, гезнодорожном транспорте и исполнительных органов технологических машин фоисходит с изменением их инерционно-жесткостных характеристик и односменным воздействием пространственных линейных, кратковременных 'дарных и вибрационных нагрузок в широком диапазоне частот и интенсивно-:ти. Ставятся противоречивые задачи повышения быстродействия и точности )ыполнения операций. Системы машин непрерывных производств подвержены \ цирокому спектру параметрических и внешних воздействий, изменяющих их ехническое состояние. Эти проблемы обосновывают необходимость создания |ффективных методов и средств управления динамическими характеристиками I состоянием нестационарных технических систем различной сложности.

Решение этих задач лежит на путях развития ТС с использованием прин-[ипов управляемого изменения структуры, как в силу невозможности их реали-ации в классе систем с постоянной структурой, так и потому, что основными (остоинствами систем с переменной структурой (СПС) является их малая чув-твительность к нестационарным параметрическим и внешним воздействиям, юзможность реализации квазиоптимальных по разным показателям качества лгоритмов управления.

Концепции, вопросам управления, методам исследования предельных войств и синтезу реальных систем, построенных на принципах изменения их труктуры по координатам состояния посвятили свои работы известные уче-[ые: А.А.Андронов, С.В.Емельянов, Б.Н.Петров, В.И. Уткин, К.К. Жильцов, C.B. Фролов, Е.П. Попов, Ю.И.Неймарк, А.Ф.Филиппов, C.B. Елисеев, Д. Кэр-гоп, Н.В. Герасимов, П.Я. Крауинып, Е.Я.Антонюк, Я.М.Айзенберг, Д.Лейтман [ др. Концепции управления техническим состоянием машин по параметрам остояния (в том числе и вибропараметрам) машин циклического действия по-вятили работы: Н.Н.Смирнов, А.А.Ицкович, Е.Ю.Барзилович, В.А.Игнатов, ¡.С.Иванов, В.И.Широнин, J. Mourbray,

Развитие, обобщение и применение методов управления к широкому лассу ТС, в которых может изменяться структура как объекта, так и всех со-тавляющих системы управления становиться необходимой задачей исследова-[ий. Одним из перспективных, но малоизученных, является метод управления ехнических объектов путем изменении их структуры за счет введения кинема-ических связей. Управление техническим состоянием (ТСо) машин непрерыв-юго цикла работы в реальном времени стало возможным с интенсивным разви- V ием за последние годы аппаратных и программных средств диагностики со-

стояния машин без их остановки и разборки по параметрам ТСо, что требуе' развития алгоритмической и методической базы реализации и внедрения этог< метода. Объединяющим перечисленные выше задачи является использование ] контуре обратной связи различных ТС параметров колебательных процессов ] вибрации, как наиболее информативных и содержащих большой объем полез ной информации о движущихся технических объектах и работающих машинах Это определило" необходимость выработки единого методологической подхода, дальнейшего развития теории управляемых технических систем пере менной структуры (ТСПС). Актуальность решения отмеченной проблемы дл: народного хозяйства обусловили выбор направления и цели работы. Направление работ определено:

- координационным планом Минвуза СССР «Инерционно-импульсные систе мы» на 1981-1985 гг. - тема «Разработка и исследование виброактивны: управляемых механических систем»;

- координационным планом ГКНТ по проблеме «Виброзащита машин и виб рационная техника» для Урала, Сибири и Дальнего Востока на 1984-1990 гг

- программой фундаментальных исследований РАН проблем машинострое ния, механики и процессов управления, Раздел 2 «Машиностроение» п. 2. «Механика машин и управление машинами» , - п. 2.1.2, тема «Динамик; машин и систем машин, различные виды приводов. Динамика управляемы: механических систем переменной структуры, методы их исследования»;

- программой целевого госбюджетного финансирования Министерства обра зования РФ на 2000 г. "Научные исследования высшей школы в облает) производственных технологий" (раздел: Механика в машино- и приборо строении) - тема «Динамика виброактивных систем и управление техниче

■ч ским состоянием машин по результатам вибродиагностики»;

- госбюджетной темой (ИрГТУ) п.47/113 «Динамика и синтез виброактивны: колебательных систем»;

а также, поисковыми и хоздоговорными НИР с предприятиями, научно исследовательскими организациями и КБ.

Целью работы является разработка общей концепции изменения струк туры технических объектов и составляющих систем управления, методологи математического, алгоритмического и программного обеспечения в задача управления динамическими характеристиками и состоянием нестационарны технических систем различной сложности на основе инструментальных подхс дов теории систем с переменной структурой; методов, средств и алгоритмо изменения структуры пассивных механических систем за счет введения связей Методы исследования. В работе использовался комплексный метод ис следований, включающий как теоретические, так и экспериментальные исслс дования динамических характеристик и алгоритмов управления ТСПС. Теорс тические исследования проводились с применением методов фазовой плоскс ста, точечных отображений, гармонической линеаризации в сочетании с мете дом численного интегрирования на ЭВМ при исследовании существенно нел! нейных и многомерных динамических систем. В рамках созданных програмк, ных комплексов численного моделирования конструкций с распределенным

шраметрами и спектрального анализа вибрационного состояния использова-[ись методы конечных элементов и быстрого преобразования Фурье.

Научную новизну диссертации представляют следующие основные ре-ультаты, которые выносятся на защиту: разработан научно:методологический подход заключающийся в управлении состоянием широкого класса технических объектов с нестационарными параметрами и внешними возмущениями за счет переключения структуры объекта управления и составляющих системы управления с целью снижения динамических воздействий, повышения точности, поддержания заданного уровня состояния;

предложены принципы и методы переключения структуры технических объектов за счет введения дополнительных связей, преобразования расчетных схем к схемам ТСПС;

предложены модели и методы расчета динамических характеристик механизмов переменной структуры, выбора параметров, предельного качества и рациональных алгоритмов управления, коррекции неидеальностей, синтеза конструктивных модулей переменной структуры;

разработаны методы динамического синтеза, расчета и управления вибро-ударозащитных систем, построенных на основе модулей переменной струк-;' туры для технических объектов, транспортируемых на современных высокоскоростных транспортных средствах, в том числе железнодорожным транспортом;

созданы методы и алгоритмы управления упругими колебаниями исполнительных органов технологических машин - промышленных роботов при включении в кинематическую схему машин модулей переменной структуры; разработаны методы, алгоритмы; программы и нормативная база в задачах управления в реальном времени техническим состоянием машин непрерывного цикла работы по параметрам состояния на основе методологии управления ТСПС.

Практическая ценность. Достоверность научных положений и теорети-еских результатов апробировалась необходимым объемом экспериментальных сследований на специально спроектированных и изготовленных физических [акетах, в условиях реального производства с применением современной аппа-атуры и подтверждена удовлетворительной степенью сходимости результатов еоретических и экспериментальных исследований. С использованием модулей еременной структуры синтезированы новые средства вибро- ударозащиты ранспортируемых (в т.ч. железнодорожным транспортом) технических объек-ов , исполнительных органов ПР имеющих улучшенные показатели качества, редложены алгоритмы управления, роазработаны методики и комплексы про-рамм расчета и моделирования. Разработаны методы, алгоритмы и Руководя-дий документ в зхадачах управления техническим состоянием машин по его араметрам, в частности по вибропараметрам.

Результаты внедрения. Основные результаты работы внедрены: ). на предприятии п/я А - 3771 в рамках координационного плана ГКНТ по роблеме "Виброзащита машин и оборудования" при выполнении НИР №143 -

методика и комплекс программ расчета статических и динамических характс ристик систем защиты оптико-механических конструкций от вибраций и ударо -с экономическим эффектом 478 тыс. руб. (по состоянию на 1986 г.); б) в Ии статуте геохимии СО РАН и Ангарским электролизно - химическом комбинат - макетный образец автоматического комплекса индивидуального дозиметриче ского контроля (АК ИДК) в котором использованы принципы построения резс нансного привода; в) в ОАО «ИркутскНИИхиммаш» и ОАО «Ангарский неф техимический комплекс» - Руководящий документ «Центробежные машинь: Организация эксплуатации и ремонта по техническому состоянию (систем планово-диагностического ремонта)», утвержденный в ИО Госгортехнацзора ; 1998 г. - первый нормативный документ регламентирующий перевод центро бежного машинного оборудования на эксплуатацию и ремонт по техническом; состоянию; г) «Классификатор вибродиагностических признаков дефектов ро торных машин» приобретен ОАО «ИркутскНИИхиммаш», ОАО «АНХК», ОАС «ИркАЗ-СУАЛ» и многими предприятиями для использования в службах тех ^ нической диагностики, д).программный комплекс по вибродиагностике машш «Вибродефект» внедряется на ОАО «ИркАЗ-СУАЛ».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы док ладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Ударные про цессы в технике" (г. Николаев, 1980г.,1983г.), на П научно-технической конфе ренции "Совершенствование эксплуатации и ремонта корпусов судов" (г. Кали нинград, 1981г.) » на II и IV научно-технических конференциях "Механически* управляемые системы" (г. Иркутск, 1982г, 1989 г.); на Всесоюзных семинарах "Вибрационная и противоударная защита машин и установок на транспорте" (г Ленинград,1981г».) , "Методы активной виброзащиты машин и конструкций" ( г. Каунас ,1981 г»), на семинаре секции ГКНГ по проблеме "Виброзащиты ма шин и вибрационная техника для Урала, Сибири и Дальнего Востока" (г. Томск 1985г.); Всесоюзной конференции "Проблемы создания и внедрения гибкю производственных и робототехнических. комплексов на предприятиях, машиностроения» (г.Одесса, 1989г.); Республиканской конференции "Проблемные вопросы развития и повышения эффективности внедрения автоматически? производственных комплексов» (Ташкент,1989 г.); 5 Всесоюзном совещании пс робототехническим системам. (Геленджик, 1990 г); 7 Всесоюзной конференции «Управление в механических системах» (Свердловск, 1990 г.); Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-96), секция: Инженерная математика (Новосибирск, 1996); Российско- польском семинаре "Теоретические основы строительства" (Варшава - Иркутск, 1997 г.); 15 российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» ( г. Москва, 1999 г.); 3-ей международной научно-технической конференции «Диагностика трубопроводов» (г. Москва, 2001 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 монографии, 53 печатных работы в виде статей, докладов и тезисов докладов, получено 7 авторских свидетельств на изобретение.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа представлена на 362

5

страницах, включает 17 таблиц и 215 рисунков на 75 страницах, библиографию та 227 наименований на 14 страницах и приложение на 24 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена научная и практическая новизна, приведены основные результаты и краткое содержание дис-:ертационной работы по главам.

Первая глава работы посвящена анализу проблем улучшения характеристик технических систем в условиях нестационарных параметрических и внешнее воздействий, классификации и анализу исследований в области техниче-:ких систем переменной структуры.

Автором уточняется понятие состояние технических систем как сово-:упность подверженных изменению в процессе эксплуатации свойств объекта, :арактеризуемая текущим значением качественных и количественных призна-:ов, которое обобщается для достаточно широкого класса технических объек-ов (ТО): для простых одномерных механических объектов - это координата остояния (и ее производные), для механических систем и машин — это не-колько координат и параметров состояния, для систем машин - это комплекс [араметров состояния в совокупности определяющее их техническое состоя-, :ие. Состояние ТС является измеряемым, оцениваемым в контуре обратной вязи и управляемым комплексным параметром. Это позволяет с общей точки рения рассмотреть ряд важных задач управления динамическими характери-тиками, упругим движением и техническим состоянием объектов и машин.

Современный уровень развития техники ставит перед разработчиками ТС азличной сложности и назначения новые комплексные, и зачастую, противо-ечивые задачи. Одной из распространенных задач является защита транспор-ируемых ответственных технических объектов от широкого спектра динами-еских воздействий. Возрастающие скорости современных транспортных редств, в частности железнодорожного, авиационного транспорта и ракетных осителей, минимальное время разгона и торможения обуславливают сущест-гнные и разнообразные динамические нагрузки, передаваемые от движущего-1 основания на технический объект. Например, на активном участке полета акетоносителя на транспортируемый объект действуют: линейные нагрузки (10 §), кратковременные ударные (10-50 g, 1=0,05-0,1 с) и вибрационные нагруз-я в широком диапазоне частот и интенсивности (2-500 Гц, до 10 g). Такие же о характеру, но несколько меньшие по величине нагрузки действуют на пере-ещаемые объекты железнодорожного транспорта. При скоростях движения 50 км/час и выше эти нагрузки приближаются по величине к нагрузкам авиаионного транспорта и требуют применения специальных мер защиты.

Смежной является задача подавления упругих колебаний, повышения )чности и быстродействия исполнительных органов (ИО) технологических ашин, например промышленных роботов (ПР). Характерной особенностью 1боты ПР являются: переменность приведенных моментов инерции звеньев ¡ледствие изменений их взаимного расположения, изменение масс и габари->в перемещаемых деталей, неустановившиеся режимы движения (разгон, тор-

6

можение и реверсирование, изменение нагрузок и скоростей). Разомкнутост] кинематической структуры приводит к значительным упругим колебаниям I переходных режимах работы.

Новой задачей управления нестационарных ТС является проблема под держания заданного уровня технического состояния машин непрерывных производств по его измеряемым и диагностируемым параметрам, в частности пс вибропараметрам. На машинное оборудование (насосы, компрессоры, воздуходувки, нагнетатели) нефтехимических, химических, металлургических и других производств воздействуют среда, изменяющиеся режимы эксплуатации, сопряженное технологическое оборудование, что влияет на их параметры состояния: вибрацию, температуру узлов, качество смазки и т.д. Нестационарное^ параметров и внешних воздействий эксплуатирующихся машин усугубляет« сложностью измерения, идентификации и неадекватностью параметров, описывающих текущее состояние данной сложной технической системы.

Общим в рассматриваемых ТС является то, что в качестве основных измеряемых и управляемых параметров ОС перечисленных ТО выступают текущие или интегральные параметры колебаний и вибрации. Последние являются многомерной векторной величиной и содержат возрастающий объем информации с увеличением сложности ТС, что предопределяет и увеличение сложности контроля и обработки информации. С точки зрения автора, задачи вибро-ударозащиты, подавления упругих колебаний и поддержания заданного уровне вибросостояния объектов .и машин являются частными задачами управления ТО по состоянию. При этом, различные технические объекты уже замкнуты обратной связью по рабочим параметрам, образующей основной контур управления (см. рис.1). Изменение рабочих (основных) параметров ТО и вызывает исследуемое изменение состояния объекта, которые необходимо компенсировать с помощью второго контура управления.

Решение поставленных выше задач в классе неуправляемых, пассивны* (линейных и нелинейных) вибро-ударозащитных систем и систем подавление колебаний ввиду противоречивости задач и нестационарности параметров неэффективно. Использование принципов управления движением и колебаниями с помощью активных систем с постоянными параметрами не всегда возможнс из-за необходимости использования для управления дополнительных силовых приводов или неприспособленности для задач управления колебаниями имеющихся приводов (для ПР), сложности подстройки коэффициентов обратной связи при изменении параметров объекта управления и внешних воздействий.

В связи с нестационарностью параметров различных технических объектов и внешних воздействий наиболее перспективным при решении данных задач представляется управление на основе использования принципов переключения структуры. Управление структурой - это способность дискретно изменять количество степеней свободы, коэффициенты и функции, входящие б дифференциальные уравнения, уравнения связей, начальные и краевые условия. Каждая управляемая техническая система, независимо от сложности и назначения содержит объект управления (ОУ); блоки контроля (БК), управление (БУ) и управляющих воздействий (БУВ) (рис.1). Развитие СПС происходилс

[о 2 параллельным направлениям:

1). Создание теории и приложений в работах Емельянова C.B., Уткина Ш., Жильцова К.К и др. в области системы автоматического регулирования [еременной структуры. Их главной особенностью является изменение структуры только блока управления (рис.1), содержащего в электрической цепи ОС лючевые элементы, которые в соответствии с логическими законами разрыва-эт или восстанавливают различные каналы передачи информации, изменяют наки и величины коэффициентов ОС (см. рис.2). При этом, остальные элемен-ы САР - ОУ, БК, БУВ свою структуру не изменяют, а релейное управляющее оздействие реализует силовой привод. В режимах скольжения характеристики истем с переменной структурой определяются только поверхностью переклю-ения и поэтому инвариантны к внешним и параметрическим возмущениям.

Внешнее воздействие окружашщеи среды и других объектов \

Режимы эксплуатации

Исходный про^кт.Энергия.,

U(t)

_г

ж

№

Система управления рабочими параметрами

5Z.

05ъекх i З-правяегош '

<0У)

=fc

Цель управления

Рабочие параметры

Конечный продукт

Параметры состояния

Л" -'Блок-:'

_г управляю!®»:

ВСаеиСТШШ: :

(КУВ)

Блок

_Г управления

(БУ)

_Г

ËiibK:.:

контроля

x(t)

^Цель управления

Рис.1. Обобщенная схема системы управления состоянием технических объектов 2). Разработка Кожевниковым С.Н., Антонюком Е.Я., Яруновым A.M. и р. методов исследования в области динамики машин механизмов самопроиз-ольно изменяющих свою структуру за счет мгновенного изменения количества веньев, кинематических пар и их подвижности, геометрических размеров, нерционных и упругих параметров звеньев.

В дальнейшем развитие этих исследований в работах Фролова К.К., Д. эрнопа, Елисеева C.B., Герасимова Н.В., Крауиныпа П.Я. и др. шло в направ-ении поиска методов целенаправленного изменения структуры самих меха-измов. Предложены и исследованы отдельные устройства, которые можно от-ести к управляемым механизмам переменной структуры (УМПС) с дискретно зменяемыми параметрами самой пассивной системы. УМПС являются сим-иозом рассмотренных выше систем, т.к. их работа основана на целенаправ-енном изменении структуры самого ОУ (механизма) за счет введения допол-ительных (кинематических) связей по аналогам логических алгоритмов СПС. ; этих системах, в отличие от СПС нет силовых приводов. Для введения связи спользуется маломощный релейный привод, совершающий движения ортого-альные основным движениям механизма. Кинематическая связь разделяет ОУ а подсистемы и характер взаимодействия между этими элементами подсистем пределяет основные характеристики УМПС. Режимы неустойчивости в таких истемах, обладающих даже небольшим демпфированием, принципиально не-

возможны. Данные управляемые механизмы образуют целый класс устройств изменяющимися действительными параметрами пассивной системы. В диссе} тации предложен вариант их классификации.

Дальнейшим развитием этой идеи является расширение методологии и: менения структуры всех составляющих системы управления: ОУ, БК, БУ, БУ (рис.1) на более широкий класс технических объектов, создание и исследов; ние ТСПС различного назначения и сложности.

Рассматриваемые в настоящей работе технические объекты усложняютс по схеме: математическая модель - конструктивный модуль переменно структуры (МПС) - механическая система переменной структуры (МСПС) машина с МПС - система машин (ТСПС). Объединяющим для них является ш личие обратной связи, которая также трансформируется, усложняется, изменяе свой вид: координата (и/или ее производные) - координаты и параметры сс стояния - комплекс параметров ТСо . При этом усложняются и задачи: с управления системы защиты объектов на подвижном основании - до управлс ния колебаниями машин (ПР) и управления ТСо систем машин. Аналогичш при усложнении ТС трансформируются, усложняются блоки контроля, упра! ления и управляющих воздействий. Для БК - от датчиков координат состояни до системы контроля параметров ТСо ; для БУ - от аналогового блока форм! рования управляющей функции до программ мониторинга ТСо и состояни эксплуатации; для БУВ от релейных приводов до служб реализации управлял щих воздействий. Общим при усложнении ТС, является переход из облает аналоговых сигналов и силовых взаимодействий к информационным обменам взаимодействиям.

В заключительной части главы сформулированы задачи исследований:

- разработка теории управления динамическими характеристиками механиче ских систем (МС) путем изменения их структуры при введении кинематич« ских связей;

- разработка и исследование математических моделей УМПС, алгоритме управления, методов компенсации неидеальностей, синтез и исследовани конструктивных модулей переменной структуры различного назначения;

- разработка аппарата динамического синтеза и управления систем вибрс ударозащиты объектов на подвижном основании на основе типовых модуле переменной структуры;

- разработка новых методов, алгоритмов и средств подавления упругих коле баний промышленных роботов;

- разработка принципов управления техническим состоянием машин и систе машин, в т.ч. на основе методов изменения структуры.

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям с использован! ем методов фазовой плоскости, точечных отображений и гармонической лине; ризации предельных свойств, способов и алгоритмов управления идеальны расчетных моделей механизмов переменной структуры. Состояние модели ош сывается ее координатами и их производными, а задачами управления являютс снижение динамических нагрузок передаваемых на объект защиты (03) чере движущееся основание, уменьшение свободных и резонансных колебаний, п<

им

ремещение ОУ в заданную точку без сопутствующих колебаний.

На примере простейшего механизма рассмотрена возможность улучшения динамических свойств при релейных законах изменения параметров жесткости и демпфирования, создаваемых с помощью силового привода, управляе-емого звеном с переменной структуры (ЗПС). Оно изменяет коэффициенты обратной связи по координате и производной (рис.2). В контур ОС включено ЗПС

, датчик (Д) координаты состояния, управляющее устройство (УУ), усилитель (У), исполнительный механизм (ИМ) с источником энергии (ИЭ). Даже в случае линейных структур в каждом из режимов работы, релейные законы их переключения переводят такие системы в класс существенно нелинейных систем, с соответствующим необходимым математическим аппаратом их исследований.

Уравнение движения данной

1

тр2+Ь0р + с0 ОУ 1

1 1 ЗПС !Ш

Рис.2. Структурная схемы МС с переменной структурой

системы будет иметь вид:

с1х,

Л

1 = х.

2'

^=-Кс0*1+60X2); м

и(0 =

т

ящп(и) > О sign(u) < О'

где (1) - уравнение приведенной линейной части системы, (2) -уравнения ЗПС; х^)= Х](0 - относительная координата массы; и(1) - управляющее воздействие привода; Т7 = Т7 • е1"я - внешнее гармоническое воздействие; и - сигнал пере-

[ Ь2х2+сЛ,

с0,сгс2:

Ь0,ЬГЬ2-постоянные коэффици-

ключения (управляющая функция); енты жесткости и демпфирования; /и=с1/с0=с2/сд; У-Ъ^Ъ^Ъ^Ъ^ - коэффициенты изменения жесткости и демпфирования.

Аналитические исследования свободных и вынужденных колебаний показали, что демпфирующие характеристики системы существенно зависят от

коэффициента изменения параметра жесткости ¡л и фазы управляющего сигнала а (возможны даже режимы неустойчивости), в то время, как возмущение параметра демпфирования V увеличивает только запас устойчивости по фазе. На рис.3 показана зависимость декремента колебаний системы от ц и а. Выявлено, что эти существенно нелинейные системы ведут себя как квазилинейные - их передаточная Рис.3. Зависимость декре- ФУ™я не зависит от амплитуды возмущения. В ча-лента колебаний от // и а стности коэффициент динамичности будет иметь вид:

ю

-¡-0,5

Ч = (1-ю2)2 +4(пй)+^)2

;п = п!со ;со =а>!со ;со2

о

о

—;2 п = —; g = х;и = хх.

к

т

т

Рассмотрим более подробно используемые алгоритмы управления. Возможны следующие логические законы переключения структуры (ПС) по периодическим координатам и параметрам вибрации объекта управления:

а) по текущим значениям координат состояния и их производным (по функции фазовых координат состояния);

б) по периодическим функциям времени;

в) по интегральным, амплитудным, усредненным (среднеквадратическим) значениям координат и параметров вибрации (по тренду амплитуд, СКЗ координат и их производных, по частоте, амплитудам спектральных составляющих).

Законы ПС по знаку фазовых координат (координаты, скорости) или их комбинации (а) отражают векторный характер колебательных процессов, когда одним из важнейших параметров является не только амплитуда, но и фаза колебаний. Эти законы определяются линиями ПС на фазовой плоскости и соответствуют однократному и двукратному за период ПС (управляемое по фазе ПС более чем 2 раза за период не имеет смысла ввиду временного запаздывания в контуре управления). Этот тип законов управления должен быть эффективен для ОУ с ограниченным числом степеней свободы при подавлении низкочастотных свободных и резонансных колебаний моногармонического или полигармонического (с преобладанием одной гармоники) вида.

Законы (б) периодического ПС применимы для более сложных, многомерных ОУ и полигармонического вибрационного возмущения. При их реализации ПС осуществляется по п - линиям на фазовой плоскости без контроля фазы сигнала. Первые 2 типа законов соответствуют режиму «динамического переключения структуры».

Третий тип законов (в) применим для наиболее сложных технических объектов и вибрационных процессов. Они достаточно просто реализуемы технически, т.к. предполагают ПС только при достижении пороговых значений интегральных параметров вибрации. Эти законы составляют целый класс логических алгоритмов «квазистатического переключения структуры» по опреде-

ленным условиям качественного или количественного характера. Однако при изменении параметров ТО и при определенных алгоритмах ПС техническая системе управления по этим законам может перейти в режим периодического переключения структуры.

Предложен и на клас-

Рис.4. Схема колебаний точечной массы на гибком подвесе и линии переключения структуры

сическом примере подавления угловых колебаний мате-

[этического маятника проиллюстрирован метод переключения структуры МС а счет введения и устранения кинематической связи. Фазами движения маят-ика являются (рис.4): отклонение (I) - введение связи (II) - движе-ние вокруг овой точки подвеса (III) - устранение связи (IV) - возвращение в положение авновесия (V). Получены трансцендентные уравнения линии введения кине-гатической связи по длине нити, обеспечивающие гашение угловых колебаний гаятника за полпериода (рис.4):

' 1-х

БШ

1^+0-* х—)2 = ,.....Б1п<р ; т <зхс%тг

1 с со, 1-х 1 1

А

X >0,5;

с

= ^ / /; хс = х / / - относительная координата (по длине нити) точки введе-

;ия дополнительной связи; I - длина нити; § - ускорение свободного падения; ? ; ф • угловая координата и скорость в момент введения дополнительной свя-

и. С использованием принципа максимума Понтрягина доказано, что данный пособ управления является квазиоптимальным по быстродействию.

Предложена обобщенная расчетная модель управляемого механизма пе-¡еменной структуры, к которой приводится большинство механизмов и МС рис.5). Она содержит колебательный контур с массой т, упруго-вязкими лементами С1 и Ь>1 , к которому последовательно подключается дополнитель-[ый контур с массой упругим элементом жесткостью С2 и устройством

[ереключения структуры (УПС), который подключает или запирает дополни-ельный контур. Особенностью модели является то, что при введении связи пе-юключается структура ОУ, изменяются его упруго-диссипативные параметры [ появляется постоянная составляющая в функции координаты состояния рис.6). Сформулированы условия при которых модель можно считать идеаль-

гои:

т « т

(т^ОЛт); Ь1 & 0 ; Ь2*0; * 0; Ь2*0; т<

0.

(1)

Дифференциальные уравнения движения обобщенной модели будут иметь вид: тх + Ь1х + с]х-Ь!у-с1у = -т£(г),

т^хх+(Ьх +Ь)хх + {сх +с2)х1 -Ьх-с1х = -т£У) ,

мспс

ОУПС

Рис.5. Обобщенная расчетная схема МПС

Рис.6. Структурная схема МПС

I алгоритм управления промежуточной координатой у:

с

b = b2,

У = хj, y = xv

при sign(u) > 0, ¿->oo, y = 0, y = x = const, при sign(u) < 0, здесь:b2 - коэффициент вязкого трения УПС в открытом состоянии, ^(r)- ycKi рение основания, дг - координата массы иг ^ при открытом УПС, и - управляй щая функция.

Проведено сравнительное и следование возможных линейны алгоритмов переключения структ; ры: однократного, двукратного • период и периодического. Для р< жима свободных колебаний получ< ны функции последования, которы зависят от фазы управляющего си нала а и коэффициента изменени Рис.7. Фазовая траектория при однократном за жеСткости а , что позволяет синт* период переключении структуры с

зировать квазиоптимальные по быстродействию алгоритмы переключения структуры

Например, при переключении структуры (рис.7) по линии ut = х/й)} - gf

Структура I S^x^xA —.

t^lXr*' ■*ь 7 *

Структура П

получим:

a sin а-2а +1

с с о

(3)

(1-а вт а)

где Бз - последующая Бь се - ) - угол наклона линии переключения

оси абсцисс фазовой плоскости, ас = с{ /Ц +с2); с^2 = с (1 -ас)1 т. Определ«

ны условия трех видов переходных процессов в МПС: режима переключения ( < ас< 0,5), скольжения (0,5<ае< 1), гашения колебаний за полпериода (а^

0,5) - квазиоптимального. На рис.8 - фазовые траектории при и -х, (а = 0 для различных значений коэффициента а ■

ЬСс=0,75

S3

Рис.8. Фазовые траектории свободных колебаний системы Получены итерационные уравнения функции последования при периоде ческом переключении структуры («динамическом демпфировании») с заданно частотой:

s =s ({cos y-[Q.-a )cos^ + o: ] }sin а. + а jl-a sin/(l-cos^)sin2a. +

'' V с с i с \ с i

+[(7-0! )cosy + a ]2 +(1-a )sin2у \ a.. , = B. - —; sw. = i„.; y = ———;

LV ' с cJ '' (i+l) !(i+l) 3i' ' n \-a '

"V ^

cosrsinor.-Jl-a sinrcosa.

P = arctg-^ /.--L-A 4 -L-;

' 1 - sin y sin a. + [(1 - a c) cos у + a c ] cos a.

Tie n- число циклов переключения структуры за период = 2я/а){; а, - теку-

ций 1-ый угол линии переключения структуры на фазовой плоскости 7 = Из условия периодичности и экстремума функции ¿3;.по параметру

п определена оптимальная частота переключений структуры при различных ¡начениях коэффициента а.

Исследование алгоритмов управления и динамики МПС в режиме выну-вденных колебаний показали, что при тех же законах управления качество ¡иброизоляции определяется также коэффициентом изменения жесткости «с и

тлом наклона а линии переключения (фазой управляющего сигнала). Например при однократном за период переключении по знаку скорости ОУ, виброза-цита улучшается во всем диапазоне частот, существенно снижаются резонанс-ше колебания. Коэффициент передачи по абсолютному ускорению будет.

/[(1 - z2 -aq){\-aq) + '(cTqff + {z2aq)2 -a ±Jaf-4а а

=1----; где = Ч—

1 1 / • • о л ' 2 2 2

д =---- — cos;/(sin^ -cos^ sin2а); q =— cos arcos ц/ •

2 7Г 7Г u ü u ж 0

aQ = a cúna(2sma - л casa)\ ах = 2/г(1 -a^) + ac(7rsin2 a-sin2a); a2 = 2a c sin2 a При этом появляется постоянная составляющая колебаний:

с0 =--^c-^-fcos(a-i/.)(^ + 2iyn)-2cosií/„ sinal величина и знак которой

2л(со\-о)\у 0

ависит от тех же параметров, что позволяет осуществлять вибрационную стабилизацию.

Для алгоритма периодического переключения структуры («динамическо-о демпфирования») найдены коэффициенты гармонической линеаризации и астоты переключения структуры р на которых обеспечивается снижение ре-онансных колебаний, причем амплитуда их флуктуирует в некотором ди-пазоне (рис.9).

Исследование многомерных УМПС на примере двумерной модели эис.10) при алгоритме переключения по знаку скорости 03 в точках крепле-ия упругих элементов показали, что в условиях слабой связанности, с увели-ением коэффициента изменения жесткости ас качество виброзащиты улуч-

гается. Получены выражения амплитуд, фаз и ускорений по каждой обобщен-ой координате в функции линеаризованных реакций элементов переменной груктуры (ЭПС) при различных законах управления:

л,=2

и1+г1< = I

К+к2

£ '

2 1 0,5

0,2 0,1 0,05

0,02

р0=3,5 (1)1 ^шах

шш

0,01

0,1 од

УЗПСр С,о

го |====~ 4,

ФХ. & с |

% п

уэпс2—^

ю

Рис.10. Расчетная схема двумерной модели

0,5 1 г 5 Рис.9. АЧХ системы при периодическом переключении структуры

2 0ю<аи + + «„ + (Л, + Ла)

12

22'

где = -

/,7=1 ' "10 ' ПО

И Н= УК ;

2 «Го+Ао

где а)0 = (д0гау)(я02~а2а>2)-д0^2-ау-, аи=(д02-а^к^а^

«21 =азА11®2' ^2=^оГа1(у2); Ао"^Ч/Ци^УМ, =^02;

АгЧ/У коэффициенты гармонической

линеаризации по координате г -го ЭПС

Разновидностью УМПС является колебательная система с механическим аккумулятором энергии (АМЭ), в которой включено второе устройство переключения структуры а колебательный контур Сг - Ьо, выполняет роль аккумулятора (рис.11). Данная система кроме подавления свободных колебаний может использоваться в качестве резонансного привода - осуществлять быстрое перемещение и безударное позиционирование объекта управления в широком диапазоне координат.

Получены уравнения координаты позиционирования в функции параметров АМЭ и угла наклона линии подключения аккумулятора а, которые показывают, что с увеличением его энергоемкости жесткости С2 или начальной деформации §0 упругого элемента диапазон регулирования положений позиционирования возрастает:

>Рг =

aK(cosa-SQ)±.[(aKS0

- cos or)2+ (1 +a )sin2«

(1 + « )

начальная координата;

ПУ

С2<

шмш/т

Таким образом аналитические исследования, проведенные в предположении, что характеристики структур линейны и она удовлетворяет условиям идеальности (1), позволили определить области эффективного использования и рациональные алгоритмы переключения структуры УМПС в задачах вибро- ударороза-щиты и перемещения объектов управления.

В третьей главе исследовано вли-

Рис.11. Схема УМПС с аккумулятором энергии

щие на динамические характеристики УМПС типичных неидеальностей: не-шнейности структур, переходных процессов в момент переключения, временн-•о запаздывания и искажения формы управляющего сигнала из-за наличия постоянной составляющей. Для пневмоэлементов дополнительно изучалось влия-гае характеристик истечения газа. Учет неидеальностей позволяет путем кор->екции параметров и законов управления компенсировать их влияние и синте-ировать конструктивные модули переменной структуры с заданными свойст-1ами, являющимися составляющими элементами более сложных ТС.

Найдены коэффициенты гармонической линеаризации q и q ЗПС для >азных законов управления с учетом неидеальностей. В результате анализа ре-лькой модели уточнены значения параметров при которых УМПС можно рас-матривать в идеальной постановке, по упрощенным моделям, рассмотренным ) главе 2: via а, >1,9.[Г-а - для свободных колебаний или via a, >l,9z

т t> V с т. о

[ля вынужденных колебаний. На примере свободных колебаний показана хорошая сходимость аналитической модели (5) с численными результатами.

параметров лежит в пределах: а »0,5 , а <0,1 , а «0,4-0,67. Найден допустимый

диапазон параметров по времени запаздыв-

ния 0<ат <(0,35+0^);

а,

<л{(ас/аь)-1\

и

>ис. 12. Упругий пневмоэлемент с переменной опорной поверхностью

показана возможность его компенсации за счет конструктивных мероприятий и коррекции алгоритмов управления.

На уровне изобретений предложены и исследованы варианты типовых модулей ПС на базе двухкамерных пневмоэлементов с

постоянной (УПЭС) и переменной (УПЭу) опорной поверхностью (рис.12) с релейно управляемым клапаном (дросселем) 3 между основным 1 и дополнительными 2 объемами. УПЭу в виде резинокордного рукава, дает существенно нелинейную характеристику.

Предложены щелевые клапаны, обеспечивающие мгновенное соединение объемов при малой величине хода. Определены условия и методика преобразования УПЭ к расчетным схемам УМПС. Эффективность УПЭ зависит от величины дополнительного объема. Получены линеаризованные реакции с учетом газообмена между объемами, нелинейности структур при разных законах управления клапаном: С =С = д\Ъ -Ъ = с{ 1а>\ Я =С х+Ь х (для УПЭс );

СУ С У с с о

Лу = Сух+Ьух (для УПЭу). Коэффициенты гармонической линеаризации:

"— | / + г + - 1 + —^-вть., 2) лА

л 2х ,,х,

для УПЭС: д =

о

(1 + Х])

?' = ±

2С0кх

- " \-COS Ц/.\

лАу + х,) 2

для УПЭу : <7 =

С„

ц-

Л0)

2ХГХсО

+ -

сО / пА

;± 2ХсОХРп я4(хгхс0)

со щ/

у/ =та>- угол запаздывания. Коэффициент передачи по ускорению;

{1 л 2 2кх!

Но? \ 0 я(1 + х})_

Г 2+к + 2Х/

1 2Ц+Х,)

г)А =Асо / . Па рис 13 показана АЧХ системы при переключении структуры

по знаку скорости, которые показывают хорошие характеристики во всем диапазоне частот.

С целью повышения эффективности УПЭ автором впервые предложена методика расчета дополнительного объема в виде упругой оболочки. В режимах колебаний большой амплитуды с учетом нелинейности структур синтезированы нелинейные законы (линии переключения структуры), обеспечивающие

( . \

X

подавление колебаний за полпериода (рис.14): и =

(к-х-1 п „ ,

ференциальное уравнение движения 03 и алгоритм переключения клапана при этом будут иметь вид:

[ 0 ;/' = (/') \При и> О

}у = \ с "с'тах г

[«,(*.)*-/?,(*.) ; /' = о ; при и< О

х + со х + И7 = вт Ш ;

Здесь а(х„) =

к . 0+*.)'

=

I хо+Фо

(о2.^2а +1)

кНхаг /3(х,) = —^ ; 1 (1+*.)

и т.

с

со-н

- координата отключения дополнительного объема; Н - вы-

сота УПЭС. л„

О,!

0,1 0,05

0,01

5 м/с2 у--

и--х \

Автором предложены оригинальные конструкции пассивных механизмов, переключающих структуру за счет использования таких свойств конструктивных элементов как: направленность силы трения противоположно скорости; срабатывание обратного клапана при изменении знака скорости потока; срабатывание разрушаемого элемента при заданном усилии или клапана при ускорении более 1 «&>.

В них внешнее вибрационное или ударное воздействие вызывает реакцию на выходе х(() которая реализует управляющее воздействие на изменение структуры системы

0,1 0,5 1 ¡10

Рис.13. АЧХ системы при переключении структуры по знаку скорости и (/) в соответствии с целевой функцией Ц. Данные системы обладают адап-

тивными свойствами, т.е. возможностью подстраиваться под изменяющиеся характеристики окружающей среды. К данному классу МС гцожно отнести энергопоглощающее устройство последовательно включающее при ударах ряд пластически деформируемых элементов, это УПЭ которые отстраиваются от резонанса или поглощают энергию ударов при «разжижении» сыпучей среды (рис.23), или разрушении хрупких перегородок

и

Рис. 15. Пневматический упругий элемент и его АЧХ

Рис.14. Линии переключения структуры

С целью эффективного управления свободными колебаниями на основе анализа динамических схем приводов ИО ПР, разработки обобщенной расчетной схемы ИО (рис.24) и уравнений движения по степеням подвижности (6), классификации соотношения инерционно-жесткостных параметров ИО ПР, предложена методика преобразования их к дискретным расчетным схемам УМПС.

Таким образом, исследование характеристик расчетных моделей УМПС с учетом основных неидеальностей, присущих реальным МС и их системам

18

управления (СУ) позволило синтезировать конструктивные модули переменной структуры — типовые фрагменты более сложных ТС и найти пути преобразования некоторых ТС к схемам УМПС.

Создание многомерных механических систем переменной структуры (МСПС) на основе типовых модулей позволит решить одну из актуальных задач современной техники защиты технических объектов транспортируемых на современных высокоскоростных видах транспорта (железнодорожном, авиационном, реактивном) от широкого спектра динамических воздействий. Кроме СУ движением основания формируется второй контур управления подвеской 03, позволяющий за счет управления структурой, в пределах малых относительных упругих перемещений снижать передаваемые на объект вибрационные и ударные ускорения. Контролируемым параметром состояния является многомерный вектор вибрации , измеренный в точках крепления подвески. Основные характеристики вибро-ударозащитной системы (ВУЗС) обеспечиваются за счет естественных фильтрующих свойств низкочастотной подвески, а переключение структуры ВУЗС обеспечивает подавление свободных и резонансных колебаний.

Четвертая глава посвящена вопросам синтеза на основе модулей переменной структуры, моделирования и управления пневматических вибро-ударозащитных систем (ВУЗС) технических объектов на подвижном основании в условиях одновременного действия линейных ускорений, разнообразных ударных и вибрационных нагрузок. Ни одна из традиционных систем вибро-ударозащиты не может одновременно эффективно работать в условиях данных нагрузок, а использование активных систем ограничено из-за весовых, габаритных и энергетических ограничений. На базе проведенных исследований матема-Рис. 16. Общий вид системы вибро- ударозапщты тических моделей и

конструктивных модулей переменной структуры (УПЭ) разработана математическая модель пневматической ВУЗС технического объекта которая позволяет варьировать тип, количество и направленность работы составляющих ее пнев-моэлементов (рис.16).

Дифференциальные уравнения малых колебаний твердого тела при гармоническом возбуждении можно записать в виде:

[М] • {и} + [В] ■ {й} + [С] • {и} = {(3}е

ш

где [С] - матрица коэффициентов жесткости с (к, V = 1.....6); [М]- диагональная матрица инерции, [М] = (^{т^т^.т^.т^.т ,тйй}, где

66

т,, = т,_ = т., = т; т = 1

11 22 33 44 х

т55=1у;

т.

66 = ]7; [В] - матрица коэффициентов демпфирования Ьь(к, г = 1,...,6); {0} - вектор комплексных амплитуд обобщенных возмущающих сил; и - частота возбуждения. Амплитуды вынужденных колебаний А|,..., А6 определяют как: А. = + , / = 1,...,6 ; где:/ц ;

- корни системы алгебраических уравнений:

.Л

О

(2)

Элементы клеточной матрицы (2) определяются как: [В] = [В] • со;

[С] = [С]-юЧм];где [М],[В],

[С]- матрицы инерции, коэффициентов демпфирования и жесткости размерностью (6 х 6) каждая. В случае рационального монтажа, уравнения движения принимают вид:

тх+Ь х+с х+Ь „в+с ав = 0 \ ту+Ь у+с у+Ь а+с а~0 ; т+Ь г+с г-0

х х хр хр^ у уу у уа уа I г ^г

0;

J а + Ь а + с а

х а а

где: с ,с ,с ,с

х у г а

-Ъ у + С у:

ссуу ауу •Ср'Схр'Суа>

•¡уР + ЬрА + с^-ЬрХ + СрХ^О; Ьх>Ъу'Ьг>Ьа'Ьр>Ьхр>Ьуа ' пРивсДе»ные КОэффиЦН-

енты жесткости и демпфирования в направлении обобщенных координат. На линеаризованных моделях рассмотрены различные законы переключения структуры: оптимальное «статическое» и «динамическое» демпфирование, срабатывание по знаку скорости. Показано, что рациональная настройка дросселя («статическое» демпфирование) не эффективна при изменении линейного ускорения и различна для разных обобщенных координат движения.

Создана методика и программный комплекс (ПК) «РКЕУМО» расчета характеристик и моделирования законов управления ВУЗС, которая позволяет производить: а), статический расчет на действие линейных ускорений; б) расчет АЧХ в реальном времени на действие широкополосной вибрации; в), расчет на ударные нагрузки. Использование в ПК линеаризованных моделей на 1,5 - 2 порядка сокращает время расчета АЧХ по сравнению с численным интегрированием, что позволяет производить моделирование в реальном времени варианты динамических воздействий, выбирать рациональные алгоритмы управления и конструктивные характеристики ВУЗС. Например, при релейном

' 20

1 /у® г V

^еоА \

га-«-» ¡»¡-Р-25ГЦ \ ч \ \ \ \

Рис.17. АЧХ ВУЗС при пространственной вибрации

управлении дросселем по знаку скорости 03 (1а, 2а) удается добиться лучших показателей 'виброизоляции (рис. 17) и ударозащиты при вертикальных и пространственных возмущениях, в т.ч. при линейном ускорении основания.

Для тех же воздействий и условий работы разработана математическая модель и ПК численного моделирования управления и динамики нелинейной ВУЗС объекта в виде системы 4 связанных упруго-вязкими связями твердых тел. Дифференциальные уравнения движения объекта в полярной системе координат имеют вид: [М] • {¿¡} = {В} + {0}; (3) где [м] - матрица инерционных коэффициентов А 1,...,11); {я} - вектор-столбец обобщенных ускорений ^ (г = 1,...,11) соответствующих обобщенным координатам: = г]; Я3 = у/,\ Ч4=д2' Ъ = хз; 48 = уз; % = 24; <?;о = V Я,,=У4> {В} - вектор-столбец коэффициентов В функций обобщенных скоростей; {С?} - вектор столбец обобщенных сил в. (,■= 1,...,11).

Численное моделирование поведения многомассового объекта защиты (рис.18) при действии различных видов динамических нагрузок проводилось с помощью разработанного ПК "РБРАМО", в котором реализуется процедура численного интегрирования системы нелинейных дифференциальных уравнений движения (3) и уравнений нелинейной упругой реакции пневматических модулей переменной структуры при различных законах управления клапаном. Ставилась задача управления параметрами ВУЗС объекта («статического» или «динамического» демпфирования) с целью минимизации динамических нагрузок передаваемых на отдельные тела системы.

При пространственной ударной нагрузке:

щегося основания удается снизить ее воздействие на тела 03 в 6-10 раз (в продольном направлении) и до 6 раз (в поперечном направлении), причем максимальные значения ударозащиты достигаются при периодическом переключении структуры («динамическом демпфировании») с частотой Р0 = 5 (рис. 19).

При действии стационарной вибрационной нагрузки также наиболее предпочтителен алгоритм периодического переключения структуры. Например, на рис. 20 показаны графики изменения коэффициента передачи по ускорению тела 4 объекта защиты без системы ВУЗС (сплошные линии), при «статическом» демпфировании (пунктирные линии) и периодическом переключении структуры (штрих-пунктирные линии).

На одномерной и двумерной модели ОЗ проведены экспериментальные исследования пневматической ВУЗС, которые подтвердили эффективность предлагаемых алгоритмов управления и конструктивных решений. Экспериментальная ВУЗС включает 4 модуля УПЭс и состоит из систем: впбро- ударозащиты; стабилизации; инерционного возбуждения колебаний. На рис.21 по-

{

2' = 40%т10(к;х' = у' = 5^п1001 , при г<0,005с

Х'=у'=2'=0 ,

при Г> 0,005с '

передаваемой от движу-

казан график свободных колебаний при разных законах управления (наиболее предпочтительны переключения клапана по знаку скорости, наиболее просто реализуемы периодические переключения). При периодическом переключении амплитуда колебаний ОЗ уменьшается и нестационарна. На рис.22 показаны линии максимумов и минимумов коэффициента виброизоляции г] от относительной частоты переключения структуры р.

На двухмассовой модели теоретически выявлено и экспериментально юдтверждено, что возможна отстройка от резонанса массы т2 при управлении

«динамическом» демпфировании) подвеской всего 03 (массы т), если парци-льные частоты обеих масс будут близки, а демпфирование в упруго-вязкой

связи массы т2 будет мало.

Выявленные и узученные достоинства УМПС могут быть плодотворно использованы в разных технических приложениях, в частности в задачах управления упругими колебаниями и точного движения ИО технологических машин. Кроме основного контура управления программным движением должен быть сформирован дополнительный контур, в котором параметром ОС являются упругие колебания относительно программного движения схвата.

В пятой главе рассмотрены различные способы преобразования расчетных схем ИО к схемам МСПС управления упругими колебаниями более сложных ТС - технологических машин (промышленных роботов), с целью повышения точности и быстродействия, за счет преобразования их расчетных схем к схемам ТСПС. При этом, зачастую используются датчики упругой деформации звеньев или датчики ускорения, устанавливаемые в конце звеньев ПР.

1). Предложен метод и схемы управления упругими колебаниями исполнительного органа за счет релейного изменения жесткости звеньев ПР. Это реализуется при выполнении звеньев многослойными (рис.35), путем изменения сжимающей слои поперечной силы (сосредоточенной или распределенной).

Предложена методика приведения параметров консоли к расчетной схеме МПС, в частности, для трехслойной консоли: / Л = 0,08 + 0,2;

! \2

а =1 —

У

-I

3

=6

м

-<\1-

а -

4а

7

я I > сеч М *Р Н

^ сц

= 0,4 -

0,75;

Р - величина поперечной, сжимающей слои силы или распределенной нагрузки Чр' ^сеч' площадь поперечного сечения бокового слоя; / - площадь контакта

слоев.

2,м/с1

Рис.23. Консольное звено переменной жесткости

г, «/с»

Рис.24. Экспериментальные графики свободных колебаний консоли При сцеплении или расслоении продольных элементов консоли по алгоритму переключения структуры МПС, ее изгибные колебания преобразуются в

быстрые, продольные движения слоев с высокой степенью поглощения энергии. В механизмах сжатия слоев предложено использование электромеханических или гидравлических приводов. Проведены экспериментальные исследования, которые подтвердили эффективность переключения структуры по знаку скорости колебаний консоли (рис.24,б), при этом система инвариантна к изменению параметров.

2). Уменьшить уровень колебаний можно за счет включения в структуру приводов ПР УПС, реализующих логические законы управления (рис.25). Система при этом приводится к расчетной схеме МПС. Предложен алгоритм релейного управления УПС, при котором на этапе разгона осуществляется коррекция координаты ИО, а на участке торможения - ее

б).

Рис.25. Расчетная схема исполнительного механизма (а), то же но с ЭПС (б)

импульсное восстановление. При этом ИО перемещается в точку позиционирования без сопутствующих упругих колебаний. Проведено сравнительное аналитическое исследование предлагаемого алгоритма с уже известными алгоритмами перемещения упругих объектов с точки зрения обеспечения максимального быстродействия при заданной точности которые показали его наибольшую эффективность. Уравнения движения и алгоритм управления будут иметь вид:

Ъ=Ь.

2

Ь-^оО

ъ=к

2

ш+bjX+CjX--тй+Ъ^ mjXj +(bJ +b)xj +(с] +c2)xJ =-m%+b]x+c]x, (m+nij +т]1)д=Р-Ъф-т1 х] -те.

•,npit^-(>,x=(}, \х1\>0> ;при£=0;х1 =0.

Аналогичные исследования, с использованием конечноэлементного паке-га программ «COMPASS" и специально созданной программы «LINDINT» про-зедены на распределенной модели упругого звена. На рис.26 приведена рас-1етная схема звена (представленного состоящим из 6 узлов и 5 стержневых ли-1ейных конечных элементов), совершающим вращательное движение с помо-цью привода 1. Между электродвигателем (4), редуктором (3) и осью звена (5) шиочено УПС в виде фрикционного запорного элемента (2). При снятии поперечной нагрузки, фрикционный элемент может разрывать связь между звеном и триводом и обеспечивать свободное (в пределах заданного запаса хода) перемещение оси звена относительно привода. Число степеней свободы упругой лодели звена - 16. В численном эксперименте рассматривалась упругая состав-гяющая движения (2).

Конечноэлеменшая модель упругого звена

ВидА

■ <т>Щ. .

Ч 1* а).

Рис.26. Расчетная (а) и конструктивная (б) схема упругого звена с МПС

<Ок1 ■о.»

6).;

Уравнения движения системы конечных элементов будут иметь вид:

[мни}+[ВИй}+[С].{и} = {К}

где [М], [В], [С] - соответственно матрицы масс, демпфирования и жесткости; {И}-вектор внешней узловой нагрузки (сил инерции) ; {и}, {11}, {!)} - векторы узловых перемещений, скоростей и ускорений ансамбля конечных элементов. Конечноэле-ментные уравнения движения упругой системы численно интегрировались при помощи в- метода Вильсона. На рис.27,а приведены графики упругих поперечных колебаний схвата (сплошная линия) и узла 4 (середины звена) (пунктирные линии) относительно положения статического равновесия при отсутствии управления и при управлении по приведенному выше алгоритму (при соотношении масс схвата и звена тс!т =5). Хорошо видно преобразование колебаний 1 формы в быстрозатухающие колебания второй формы. При изменении массы схвата, суммарное время перемещения и затухания колебаний останется неизменным.

3). Предложена схема, алгоритм управления и проведено исследование эффективности ДГК переменной структуры, устанавливаемого в районе охвата и инвариантного к изменения инерционно-жесткостных характеристик ИО ПР. Его расчетная схема отличается от обобщенной расчетной схемы МПС только обратным расположением основной т и дополнительной т;масс. С использованием метода гармонической линеаризации получены аналитические решения в режимах свободных и вынужденных колебаний, позволяющие синтезировать

25

Рис.27. Упругие колебания звена без управления (а) и при переключении структуры (б,в).

ДГК ПС с заданными свойствами с учетом неидеальностей. Коэффициенты передачи системы по амплитуде будут иметь вид:

„ .Л = ^ ; „ . МгШ .

Ъ :>ол,-о,о,Г +<сщ -вд,>> ед-й,в4

- г ; () - - - ;

у1' У2~ К0ЭФФИЧИСНТЫ> определяемые параметрами системы; г, г2 - отношение парциальных и вынужденных частот; д и д - коэффициенты гармонической линеаризации, найденные в главе 3. Например, при переключении структуры по знаку скорости в режимах свободных (рис.28) и вынужденных колебаний появляется несколько зон эффективности (без управления ДГК имеет только 1 зону).

0,2

л атМ

1 /| Г"

Л 1 , у

\ 1У V л

' \

I ** а)-

Рис.29. Схемы управляемых упоров ПС

Рис.28.График зависимости декремента колебаний 3 от коэффициента а

4). Предложены конструктивные схемы пневматических демпферов переменной структуры цикловых ПР (рис.29) на основе двухкамерных УПЭ. Исследованы динамические характеристики и синтезированы линии переключения структуры (в т.ч. с учетом запаздывания сигнала управления), адаптивные к изменению параметров ИО и позволяющие позиционировать ПР в любой точке цостижимой области.

На основе модулей УПЭ у предложена схема и алгоритмы управления активного податливого узла (АПУ) сборочного робота, который в момент сопряжения деталей вводит дополнительную регулируемую упругую связь в схвате ПР или, при подключении к пневмосети, совершает поисковые микроперемещения. Получены аналитические выражения нелинейной упругой реакции, жесткости и динамики АПУ в функции конструктивных параметров и параметров управления. При срабатывании электромагнитного клапана, разделяющего дополнительный и основной объемы, можно управлять жесткостью АПУ и изме-

нять положение равновесия подвижного элемента. Управляя клапаном по законам, рассмотренным выше можно обеспечить быстрое подавление свободных колебаний схвата.

III

I

Ж

ф)

Рис.30. Кинематическая схема ПР с ак- Рис.31. Структурная схема системы управления кумулятором энергии . приводом ПР

5). Одним из путей повышения быстродействия и уменьшения энергоемкости ПР является использование в приводах свойств колебательных систем, в частности создание приводов с аккумуляторами механической энергии (АМЭ). В таких системах разгон и торможение осуществляется за счет АМЭ, а привод только подкачивает АМЭ энергией, что требует значительно меньше энергии. На примере цикловых простейших роботов эти приводы доказали свои преимущества по сравнению с существующими. По принципу действия, расчетным и конструктивным схемам подобные приводы являются разновидностью УМПС. Предложена схема и алгоритмы управления ПР с позиционной системой управления (рис.30). Структурная схема такой системы управления представлена на рис.31. На основе рассмотренной в разделе 2 идеальной модели УМПС с АМЭ, с учетом динамики привода и неидеальностей, составлены и исследованы уравнения движения системы.

ЛЬ = М п+М г-

^ Д р

м ; м -а, + Ьф; М -М втгиГ;

(10)

Мд=км

кукр1 К,

кУкр2

и

(ф

-ф)-к

ке

<р.

М

я я я

М - момент аккумулятора и сил трения; / - передаточное число редукто-

ра, Ът, ат- коэффициент вязкого и момент сухого трения; г ,10,А - параметры АМЭ; ке,км- постоянные двигателя; Яя -сопротивление якоря; к ,к - пропорциональный и диффе-ренциальный коэффициенты усиления регулятора; к - коэффициент усиления преобразователя; (р ф - эталонные сигнал и

этей. (найден из первого уравнения системы (10)

Мх М0г

скорость; <р =——г-----

эот М За2

при Мд =МТ = 0. Проведена линеаризация уравнения (10) и в координатах <рэт, из условия 5 = 0,5 + 0,7 (6- декремент колебаний) найде-

ошибки : е = <р но оптимальное

соотношение коэффициентов регулятора:

Укр2+ке)+ьтяяу

р!

4ЛмкуКя5

При этом обеспечивается инвариантность систе-

мы к действующим на нее возмущениям.

%1г

УПС

■2

КошурП

51

УПС,

Контур I

У//У/У//У////

Рис.32. Схема цифрового

6). Предложена конструктивная схема цифрового (дискретного) резонансного привода позволяющий позиционировать ИО цикловых роботов в ряде точек (без переналадки и использования упоров). На рис.32 приведена расчетная схема простейшего двухконтур-ного цифрового резонансного привода, близкая к расчетной схеме МПС.

Каждый из контуров может стопорится в двух крайних положениях, симметричных относительно положения равновесия с помощью фиксаторов (УПС).

резонансного привода

Гакой привод обеспечивает позиционирование подвижного звена в 4 точках с цискретой, равной рабочему ходу первого контура. Дифференциальные уравнения движения системы имеют вид.

(т/ + т2)'41 + т2д2 + с]д! = 0, т2д1 + т2д2 + с2д2 = 0 ;

~де д1 и д - относительные координаты первой и второй массы. Соотношения

тараметров колебательной системы, при которых возможна одновременная работа двух контуров:

I _ 7 т,

■——— + А,

а+м,) 2

2 К гг>

На рис.33 это уравнения двух прямых на плоскости относительных параметров с > / с^, / т2 для каждой

пары значений коэффициентов формы /л]=а\ р =-а, <зг = 2. Определено

соотношение параметров, при которых возможна одновременная работа обоих контуров, что существенно повысит быстродействие привода. В общем случае движения требуется регулирование параметров, которое можно осуществить Рис.33. Область относительных па- за счет изменения перемещаемых масс, раметров системы жесткостей (рис.33).

При усложнении рассматриваемых ТС и задач управления усложняется сак характер параметров состояния (в частности, вибрации), так и требования к >бработке и анализу сигнала. Для работающих машин вибрация является ос-ювным параметром, характеризующим их техническое состояние.

В связи с развитием за последние годы микропроцессорной измеритель-гой техники и информационных технологий в настоящее время появилась воз-ложность путем измерения и анализа вибрации отслеживать реальное техниче-

28

ское состояние машин без их остановки и разборки, что является важнейше предпосылкой создания второго контура управления ТСо техническим состой нием машин в реальном времени (первым контуром являются существующи СУ рабочими параметрами машинных агрегатов (МА), задействованных в те> нологическом процессе). Работы в этом направлении интенсивно ведутся в ш стоящее время, т.к. дают значительный экономический эффект при эксплуатЕ ции МА большинства непрерывных производств.

В шестой главе на основе принципов и алгоритмов переключения струи туры сформулирован и развит подход к вопросам управления техническим сс стоянием машин, как к сложной ТСПС, замкнутой ОС по параметрам состоя ния, в частности по вибропараметрам. При этом управление реализуется в об ласти информационных обменов и взаимодействий, а структура изменяется всех элементов системы управления - технического объекта, блоков контроля управления и управляющих воздействий.

СУ техническим состоянием машин невозможно реализовать с использс ванием традиционных подходов как систему с постоянной структурой. Пр: анализе составляющих СУ ТСо автором выявлены некоторые особенности, по зволяющие классифицировать ее как СПС. Методы получения и анализа виб рационных характеристик машин, формирования алгоритмов и условий пере ключения структуры системы управления техническим состоянием машин рас смотрены в главе 6.

Измеренные в БК (рис.1) значения параметры ТСо, (вибропараметры) подаютс: в блок и управ-ления состоянием эксплуатации (СЭ). В зависимо-зависимост! от наблюдаемого отклонения ТСо и СЭ по алгоритмам «квазистатического; переключения структуры вырабатываются управляющие воздействия в систем; ТЭ (корректировка вида, объема или периодич-ности ТОР), которьи уменьшают это отклоне-ние ТСо. Для примера на рис.34 в координата: "значение параметра ТСо - время" показаны линии естественного I управляемого износа. ТСо в общем является функцией текущего времени; дей ствия факторов, ухудшающих и восстанавливающих ТСо, а сам процесс управ

ния - время» флуктуирус вокруг некоторой средне! линии. ТСПС имеет авто номные системы изме няющейся структуры: 1) объект управления с плав но и дискретно изменяю щимися параметрами со стояния; 2). самонастраи вающаяся система контро ля; 3). система управления СЭ по текущему ТСо; 4). система управления технической эксплуатацией.

В работе введена единая классификация ТСо по количественному и ка чественному значению измеряемого диагностического параметра. По общем]

2<

ляемого износа в координатах «параметр состоя-

Рис.34. Линии естественного и управляемого износа

уровню вибрации выделены классы исправных, промежуточных и неисправных состояний. Подклассы ТСо определяют виды дефектов внутри определенных классов. Показано, что изменение структуры ТСо при эксплуатации машины означает изменение классов и подклассов ТСо.

Спектр

Временной сигнал

Тренд СКЗ виброскорости

л

МАМ МП

1—■—^

5>3 »1

Д1 Да Дз

Рис.35. Схема изменения параметров вибрации при эксплуатации машин На рис.35 приведена схема изменения ТСо по параметрам вибрации при эксплуатации МА. Изменению общего уровня вибрации (СКЗ виброскорости) :оответствует изменение классов ТСо - 5, («допустимо»); ("требует принятия мер»); 53 («недопустимо»). Точкам 7} - Г3 на тренде СКЗ виброскорости :оответствуют временные и спектральные характеристики, соответствующие ¡арождению дефекта Д1 (дисбаланс), развитому дефекту Д2 (ослабление), Дъ износ подшипника).

Рис.Зб Схема причинно-следственных связей при развитии дефекта смазки Автором разработаны классификаторы вибро- термопризнаков дефектов 1ашин, которые явились основой создания схем причинно-следственных свя-ей, используемых для комплексной вибро- термодиагностики дефектов МА на 1анней стадии их развития. Например, на рис.36 приведена схема причинно-ледственных связей при развитии дефекта смазки МА и рекомендуемые при том методы диагностики.

На основе классификатора вибродефектов разработаны и предложены ряд алгоритмов (в том числе, на основе аналогии алгоритмов управления МПС): мониторинга в полосах спектра, мониторинга дефектов, спектрального анализа тренда вибропараметра, а также программный комплекс автоматизации диагностики дефектов МА «Вибродефект».

Основные параметры

«Я

ТОР

4 Машинный а! регат

Алгоритм определения ТС по данным виброконтроля

Программа назначения СЭ по виду 1С График вибр оконтр ОЛЯ

Сопутствующие параметры

-О

Вибрация

Программа аиброкон-тральных работ

Ёлок назначения периодичности ЕИорокантроля

Блок назначения вида виброков-трольных работ

Рис.37.Переключение структуры системы виброконтроля и технической эксплуатации Разработана схема системы контроля (СК) перестраивающейся структуры, осуществляемой службой технической диагностики (СТД) предприятия оснащенная соответствующими аппаратными и программными средствами Перестраиваемая структура СК предполагает деление виброконтрольных работ по сложности, технологии измерения, степени обработки сигнала и выдаваемому заключению на несколько видов - текущие виброизмерения (ТВИ), виброобследования (ВО), специальные виброисследования (СВИ). Варьирование видов и периодичности виброконтрольных работ в зависимости от получаемогс результата по определенному алгоритму позволяет создавать гибкую перестраиваемую структуру системы контроля (рис.37).

В отличие от существующих описаний методов обслуживания по фактическом) состоянию (ОФС), которые предусматривают по результатам диагностики ТСс изменение периодичности типовых групп операций технического обслуживания и ремонта (ТОР) - текущего, среднего и капитального ремонтов, авторок предложена и развивается стратегия управления в соответствии с которой в зависимости от текущего ТСо изменяется как вид, так и периодичность операцш ТОР. При этом, управление построено на переключе нии структуры состоянт эксплуатации в виде классов и подклассов СЭ в соответствии с классами и под классами ТСо. В этом случае реализуется один из рассмотренных ранее типо! непериодического переключения структуры по тренду общего уровня вибрацш или по качественным характеристикам вибрации, соответствующим опреде ленным типам дефектов.

Разработаны принципы создания системы мониторинга, диагностики и прогноза СЭ и ТСо, позволяющей наглядно отображать все компоненты состояния МА и визуализировать процесс управления, что повышает его эффективность.

На рис.38 показана пиктограмма системы мониторинга СЭ и ТСо на уровне «Установка», наглядно показывающая соответствие классов СЭ и ТСо ( схема каждого МА должна иметь одинаковую окраску, штриховку).

Автором впервые выявлена проблема и предложен алгоритм управления ритмичностью ремонтов при обслуживании МА по факти-ескому состоянию Алгоритм построен на использовании упреждающего пре-отказового допуска параметров ТСо для ограниченного управления ТСо ( за чет изменения режимов эксплуатации МА) и формирования групп МА выво-имых в ремонт с равномерным распределением классов и подклассов ТСо.

Для реализации предложенных подходов и алгоритмов управления ТСо о параметрам вибросостояния разработан Руководящий документ по системе ланово-диагностического ремонта (ПДР) МА, утвержденный Госгортехнадзо-ом, в котором регламентируется поэтапный переход предприятий на методы бслуживания МА в соответствии с текущим значением технического состоя-ия.

Основные результаты и выводы

Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы дапочаются в следующем.

1. Разработана теория, алгоритмы и научно-методическое обеспечение 1дач управления технических систем переменной структуры различной слож-ости в условиях нестационарности их внутренних параметров и внешних воз-ущений при переключении структуры технических объектов и всех состав-тощих системы управления сложными объектами.

2. Предложены способы и методы, математические модели и алгоритмы давления динамическими характеристиками механических систем за счет греключения их структуры при введении дополнительных (кинематических) ¡язей.

3. Предложена методика синтеза и исследования конструктивных моду-:й переменной структуры, как простейшей разновидности технических систем

Рис.38. Уровень системы мониторинга ТС и СЭ «Установка»

и их математических моделей, проведено аналитическое исследование влияния на динамику и управление типичных неидеальностей, разработаны рекомендации по их компенсации за счет варьирования параметров и коррекции законог управления.

4. Синтезированы законы управления, методика и программы расчета по точным и линеаризованным моделям, построенных на базе типовых модулей пневматических систем защиты ответственных технических объектов на современных высокоскоростных транспортных средствах (в т.ч. железнодорожном) при больших линейных ускорениях и в условиях широкого спектра динамических воздействий.

5. Разработаны методы, средства и алгоритмы управления упругими колебаниями технологических машин - промышленных роботов с включением модулей переменной структуры с целю повышения точности и быстродействия выполнения операций.

6. Сформулирован и развит подход к управлению в реальном времени техническим состоянием машин непрерывных производств на основе методологии изменения структуры системы контроля, управления и управляющих воздействий.

7. Методика и программы расчета, схемные и конструктивные решения ВУЗС внедрены в конструкторской организации. Принципы и методология создания ТСПС управления техническим состоянием машин нашли отражение в Руководящем документе (утвержденном Госгортехнадзором), который внедряется на ряде предприятий региона (АНХК, Саянскхимпром). Разработанный классификатор вибродиагностических признаков дефектов машин, позволил создать алгоритмическую базу автоматической диагностики дефектов роторных машин и приобретен многими предприятиями России. Программный комплекс анализа и диагностики дефектов роторных машин «Вибродефект» заканчивается внедрением на ОАО «ИркАЗ-СУАЛ».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К. Лукьянов A.B. Управление колебаниями роботов - Новосибирск: Наука,Сибирское отделение, 1990г.,320с.

2. Лукьянов A.B. Классификатор вибродиаг-ностических признаков дефектов роторных машин . - Иркутск, Издат. ИрГТУ, 1999., 230 с.

3. Лукьянов A.B. Управление техническим состоянием роторных машин (система планово-диагностического ремонта). - Иркутск, Издат. ИрГТУ, 2000., 230 с.

4. Лукьянов A.B., Самбарова А.Н. Исследование пневматической системы амортизации с переменными параметрами. - В кн.: Управляемые механические системы.-Иркутск: ИЛИ, 1980 г. с. 107-114.

5. Лукьянов A.B. Управление свободным движением пневматического амортизатора переменной структуры. - В кн.: Динамика и алгоритмы управления роботов-манипуляторов. - Иркутск: ИЛИ, 1982.-е. 106-112.

6. Лукьянов A.B. Управление амплитудой резонансных колебаний в сис-

33

темах амортизации переменной структуры. - В сб.: Динамика управляемых механических систем. - Иркутск: ИПИ, 1982.- с. 122-131.

7. Лукьянов A.B. Динамика виброзащитной системы с периодически изменяющимися параметрами. - В кн.: Роботы и робототехнические системы. -Иркутск: ИЛИ, 1983.- с. 53-59.

8. Лукьянов A.B. Исследование управляемой виброзащитной системы с учетом запаздывания. - В кн.: Динамика управляемых колебательных систем. -Иркутск: ИПИ, 1983.- с. 111-121.

9. Лукьянов A.B. Вопросы амортизации объектов на подвижном основании. - В кн.: Ударные процессы в технике: Тез. докл. 1 Всес. научн-техн. конф., Николаев, 1983 г., с. 8-9.

10. Лукьянов A.B. Исследование пневматического амортизатора с воздушным демпфированием. - В кн.: Управляемые механические системы. - Иркутск: ИПИ, 1984,- с. 108-114.

11. Кузнецов Н.К., Буляткин В.П., Лукьянов A.B. Теоретические и экспериментальные исследования упругих колебаний электромеханического промышленного робота. - В кн.: Роботы и робототехнические системы. - Иркутск: ИЛИ, 1984,- с. 48-58.

12. Лукьянов A.B. Исследование динамического гасителя колебаний пе-эеменной структуры. - В кн.: Управляющиеся механические системы. — Иркутск: ИЛИ, 1985,-с. 126-133.

13. Лукьянов A.B. Гашение свободных колебаний в виброзашитных системах при периодическом изменении структуры.- В кн.: Теория машин металогического и горного оборудования, Свердловск: УПИ, 1985, с. 113-120

14. Лукьянов A.B. Управление колебаниями механических систем за счет »ведения дополнительных связей,- В кн.: Управляемые механические системы.-•Тркутск ,1986, с.78-86

15. Лукьянов A.B. Исследование системы позиционирования промыш-[енных роботов с элементами переменной структуры. - В кн.: Роботы и робото-ехнические системы,- Иркутск: ИПИ, 1986,- с.44-63.

16. Лукьянов A.B. Динамика пневматической виброзащитной системы 'бъекта на подвижном основании // Математическое и программное обеспече-ше технических систем.- Новосибирск: Наука, Сибирское отд. 1989 г., с.89-97.

17. Лукьянов A.B., Сомиков Е.Ю. Активный податливый узел сборочного обота.// В кн.: Проблемы создания и внедрения гибких производственных и обототехнических комплексов на предприятиях машиностроения - Тезисы окл. Всесоюзной конференции. Одесса, 9-13 окт. 1989 г., с.94 .

18. Лукьянов A.B., Скулин С.А. Быстродействующий привод механизмов спомогательного оборудования ГПС // В кн.:Проблемные вопросы развития и овышения эффективности внедрения автоматических производственных ком-лексов с разной степенью технологической гибкости - Тезисы докл. республ. онф. Ташкент, 2-3 ноября 1989 г., ч.1,с.72.

19. Лукьянов A.B., Скулин С.А. Динамика резонансных манипуляцион-ых систем с позиционным управлением / Тезисы докл. 5 Всесоюзного совеща-ия по робототехническим системам // Геленжик, октябрь 1990 г., ч.2 ,стр. 197.

34

20. Лукьянов A.B., Цимбаревич C.B. Синтез управления с динамической коррекцией в робототехнических системах // В кн. Управление в механически* системах - Тезисы докл. 7 Всесоюзной конф. Свердловск 12-14 июня 199С г.,с.72-73.

21. Лукьянов A.B., Скулин С.А. Исследование динамики цифрового резонансного привода // Динамика виброактивных систем и конструкций - Иркутск ИЛИ, 1991 г., с.13-19.

22. Лукьянов A.B., Сомиков Е.Ю. Исследование пневматического подат ливого узла сборочного робота// Динамика виброактивных систем и конструю ций - Иркутск: ИЛИ, 1991 г.,с.66-73.

23. Лукьянов A.B., Хвощевский Г.И. Управление позиционированием i пневматическом тормозном устройстве // Механика и процессы управления i технологических системах - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992 г. с.113-120.

24. Лукьянов A.B., Скулин С.А. Быстродействующие манипуляционньп системы с позиционным управлением// Механика и процессы управления i технологических системах - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 199.' г.,с.188-198.

25. Лукьянов A.B. Загрузочные устройства гибких производственны; систем с модульным пневмомеханическим приводом переменной структуры. В кн.: Оборудование и технология машиностроительного производства. - Но восибирск, НГТУ, 1994, с. 88-96.

26. Лукьянов A.B. Исследование динамики быстродействующего резо нансного привода. - В кн.: Динамика механических систем.- Новосибирск НГТУ, 1994, с. 100-110.

27. Лукьянов A.B. Исследование пневматической виброзащищенно] платформы для лазерных установок. - В кн.: Тезисы докладов II Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-96), секция Инженерная математика, Новосибирск, 1996, с.214

28. Lukianov А.V., Lontslh P.A. An semi-active system for vibration isolatio of massive laser setups. - Y1 Rosyjsko-polskle seminarlum "Teoretyczne podstaw budownictwa", Referaty,Warszava, 1997, c. 109-112

29. Центробежные машины. Организация эксплуатации и ремонта по тех ническому состоянию (система планово-диагностического ремонта) . - Руковс дящий документ. ИркутскНИИхимаш, утвержден ИО Госгортехнадзора в 199 г, 24 с. ( Авторы: Лукьянов A.B., Погодин В.К. и др.)

30. Лившиц В.И., Лукьянов A.B., Погодин В.К. Разработка руководящег документа по организации эксплуатации и ремонта центробежного машинног оборудования по техническому состоянию . - Журнал "Безопасность труда Промышленности", М., №2,1999 г., с.26-29

31. Лукьянов A.B., Краковский Ю.М., Эльхутов С.Н. Разработка методе и программ виброанализа и прогноза технического состояния роторных маши . - Управление в системах: Вестник ИрГТУ, сер. Кибернетика - Иркутск: И{ ГТУ, 1999, вып.2, с. 107-115

32. Краковский Ю.М., Лукьянов A.B., Эльхутов С.Н. Развитие спектраш

ных методов исследования в задачах вибрационного мониторинга и прогноза технического состояния машин. - Проблемы оптимизации в человеко-машинных системах, Иркутск: ИВАИИ, 1999, с. 74-80.

33. Лукьянов A.B., Погодин В.К. Развитие методов вибродиагностики роторных машин в системе планово- диагностического ремонта . - Сборник научных трудов к 50-летию ОАО «ИркутскНИИ-химмаш»,г.Иркутск, 1999 .- с. 358374.

34. Лукьянов A.B., Погодин В.К. Управление техническим обслуживанием и ремонтом центробежных машин по результатам виброисследований . - Не-разрушающий контроль и диагностика.-Тезисы докладов 15 российской научно-технической конференции 28.06-2.07.99 г., г. Москва, том 1, стр.87.

35. Лукьянов A.B., Эльхутов С.Н Алгоритмы планирования ремонтов при эбслуживании машинных агрегатов по техническому состоянию // Управление в системах: Вестник ИрГТУ. Сер. Кибернетика, Вып.З. - Иркутск: ИрГТУ, 2000,-С. 121-131.

36. Лукьянов A.B. Вопросы комплексной вибро- термодиагностики технического состояния насосно-компрессорного оборудования. - В кн.: Диагностика трубопроводов.-Тезисы докладов 3-ей международной научно-технической конференции 21 - 26.05.2001 г., Москва, с. 238.

37. А. с. 678223 СССР. Энергопоглощающее устройство/А.В. Лукьянов. -Эпубл. вБ.И., 1979.-N29.

38. А. с. 800462 СССР. Способ демпфирования колебаний длинномерных шнсолей/Н.К. Кузнецов, A.A. Засядко, A.B. Лукьянов. - Опубл. в Б.И., 198144.

39. А. с. 838171 СССР. Пневматический упругий элемент/С.В. Елисеев, AB. Лукьянов, П.А. Лонцих. - Опубл. в Б.И., 1981.N22.

40. А. с. 863934 СССР. Способ демпфирования колебаний многослойных консолей и устройство для его осуществления/С.В. Елисеев, A.B. Лукьянов, Н.К. Кузнецов. - Опубл. в Б.И., 1981.N34

41. А. с. 1106655 СССР. Виброплощадка для уплотнения бетонных смелей в форме /C.B. Елисеев, A.B. Лукьянов, П.А. Лонцих, Н.С. Кузнецов. -Эпубл. вБ.И., 1984,-N29.

42. А. с. 1093841 СССР. Устройство для управления жесткостью в многослойных консолях/С.В. Елисеев, A.B. Лукьянов, Н.К. Кузнецов, В.В. Лобанов. -Эпубл. в Б.И., 1984,-N19.

43. A.C. N 1195092 СССР. Устройство для демпфирования многослойных консолей / Елисеев C.B., Лукьянов A.B., Тюрин В.Я. Монастырский В.В.. -Эпубл. в Б.И. N 29, 1985