автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов

На правах рукописи

БОГАТЫЙ Василий Васильевич

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ ГИДРОФИЦИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Саратов 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет», в Балаковском институте техники, технологии и управления (филиале)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Власов Вячеслав Викторович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Твердохлебов Владимир Александрович

кандидат технических наук, доцент Демидов Александр Константинович

Ведущая организация ОАО «Волжский дизель имени Маминых»,

Защита состоится 25 мая 2005 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212 242 02 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу 410054, г Саратов, ул Политехническая, 77, ауд 319

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Автореферат разослан «_^£>> апреля 2005г Ученый секретарь

г Балаково

диссертационного совета

А А Игнатьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для современного машиностроения характерны такие направления развития, как увеличение степени автоматизации, повышение рабочих параметров (нагрузки, скорости, температуры) машин, точности их функционирования и эффективности работы (производительности, мощности, коэффициента полезного действия).

Во многих случаях качество системы автоматического управления (САУ) обусловлено быстродействием составляющих ее элементов, а также характеристиками системы, зависящих от точности отработки заданного закона управления. Анализ современного состояния вопроса показывает, что в существующих электрогидравлических системах управления оборудованием характерно использование гидравлических регулирующих устройств (клапаны, распределители, задвижки), снабженных электромагнитными управляющими элементами (ЭУЭ), от качества работы которых во многом зависит и качество всей системы управления. Наличие внешних воздействий, а также переменная выходная нагрузка не позволяют однозначно построить зависимость между управляющим электромагнитным сигналом и выходным механическим перемещением, что снижает качество управления САУ в целом. Одним из эффективных методов повышения точности управления является совершенствование основных характеристик ЭУЭ на основе адекватной математической модели электромагнитной системы.

Патентный и литературный анализ существующих технических решений по ЭУЭ показал, что классические электромагнитные исполнительные элементы гидрофицированного технологического оборудования обладают значительной энергетической избыточностью, что связано, в первую очередь, с тем, что управляющее магнитное поле, создаваемое катушками управления, имеет большой коэффициент рассеивания, который и приводит в конечном итоге к ухудшению качества управления. Существующие математические модели ЭУЭ не позволяют производить полный пространственный анализ системы, что приводит к дополнительным энергетическим потерям при физической реализации ЭУЭ.

Развитию различных направлений автоматизации САУ гидрофици-рованным технологическим оборудованием посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Д.Н. Попова, Т.М. Башты, О.Н Трифонова, В К. Свешникова и других. Существующие ЭУЭ, анализ которых проведен учеными А.Б. Алиевским, К.С. Демирчан, Л.Б. Луганским, Г.Бухгольц, Т.А. Татур и другими, не удовлетворяют полностью современным требованиям, предъявляемым к этим устройствам как элементам системы управ-

ления по быстродействию и точности отработки заданного закона управления

Разработка САУ приводами гидрофицированного технологического оборудования, использующей электромагнитные управляющие элементы, разработанных на основе адекватных математических методов анализа и синтеза, позволяющих производить полный пространственный анализ конструкций ЭУЭ, является актуальной научной и практической задачей

Цель работы. Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования путем совершенствования электромагнитных управляющих элементов на основе адекватных математических моделей, позволяющих производить пространственный анализ электромагнитной системы и синтез САУ с микропроцессорным управлением

Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены на базе теории автоматического управления для непрерывных и дискретных систем, дифференциальных уравнений в частных производных для описания магнитных полей, уравнений теплопроводности для описания тепловых процессов в электромагнитных приводах Экспериментальные исследования проведены для синтезатора магнитного поля, являющегося управляющим для ЭУЭ, на специально разработанном стенде с использованием микропроцессорного управления, общепринятых и оригинальных методик с применением средств электротехнических измерений и видеосъемки Обработка осуществлялась методами математической статистики с использованием программного продукта MathCad I Ы и Matlab 6 О

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Обоснована методика построения САУ приводами гидрофициро-ванного технологического оборудования с микропроцессорным управлением на основе адекватных моделей ЭУЭ

2 Предложен математический метод анализа и синтеза заданного закона управления ЭУЭ, учитывающий наведенные магнитные поля от ферромагнитных тел в системе, на основе которой разработан способ измерения управляющих магнитных полей с пространственной оценкой направления градиента магнитного поля

3 Построена модель двух- и трехсекционного ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования, позволяющая повысить быстродействие ЭУЭ и обеспечивающая заданный закон тяговой характеристики

4 Разработана методика автоматизированного расчета электромагнитных и силовых характеристик приводов гидрофицированного технологического оборудования, позволяющая производить анализ и синтез ЭУЭ

Практическая ценность и реализация результатов. Разработанная методика расчета системы автоматического управления на основе усовершенствованных электромагнитных управляющих элементов рекомендована к внедрению на предприятиях: «Хвалынский завод гидроаппаратуры», электроцех ООО «Балаковские минеральные удобрения», ЗАО «Ба-лакововолгоэнергомонтаж».

Работа выполнена в соответствии с грантом № НШ-2064.2003.8 Минпромнауки России, ее практические и научные результаты использованы в плановых госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работах за 2001-2005гг., выполняемых на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления (БИТТУ) СГТУ по направлению «Векторно-энерге-тический анализ и синтез элементов автоматики и систем управления».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-й Международной научной конференции «Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков» (Санкт-Петербург, 2003), Первой Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Региональные особенности развития машино- и приборостроения, проблемы и опыт подготовки кадров» (Балаково, 2000); 2-6-й Российских научных конференциях «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (Балаково, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003), на научных семинарах кафедр УИТ БИТТУ СГТУ и «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2002-2005 гг.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 22 работы, в т.ч. 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение о выдаче патента РФ на способ и устройство, его реализующее.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Содержит 204 страницы основного текста, 124 рисунка, 19 таблиц, список литературы включает 115 наименований, 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, дана общая характеристика результатов исследований, представлены основные положения и результаты работы, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ САУ с использованием гидроприводов. Рассмотрена область применения ЭУЭ в гидроприводах. Сформулированы основные пути повышения качества САУ приводами гидро-

фицированного технологического оборудования увеличение выходной мощности ЭУЭ, применение обратных связей, совершенствование конструкции ЭУЭ на основе современных математических моделей Отмечено, что последний способ является наиболее эффективным при повышении качества ЭУЭ Проведен анализ существующих методов расчета ЭУЭ с разбиением методов на этапы (методы расчета магнитного поля, методы синтеза магнитного поля, методы расчета электромагнитного усилия) Анализ существующих методов расчета позволил выделить методы, используемые для аналитического анализа и синтеза ЭУЭ

По результатам проведенного патентного обзора выполнена классификация современных способов и устройств синтеза электромагнитных полей для ЭУЭ Показано, что синтез управляемых магнитных полей с заданной пространственной геометрией и градиентом неоднородности с целью управления ЭУЭ является сложной технической задачей, требующей управления микропроцессорной системой

Составляющие ЭУЭ используются также при разработке электрогидравлических преобразователей с магнитожидкостными сенсорами В работе представлены основные виды преобразователей, охватывающие различные аспекты использования магнитной жидкости В фармакологической, нефтехимической, пищевой промышленностях требования к ЭУЭ гидрофицированного технологического оборудования расширяются рядом специфических параметров, которые характеризуют форму требуемого магнитного поля, степень защиты от короткого замыкания, связанную с перегревом управляющих элементов Из приведенного в работе анализа следует, что наиболее обоснованным путем для повышения качества САУ приводами гидрофицированного технологического оборудования является целенаправленное изменение основных характеристик ЭУЭ на основе применения адекватных математических моделей

Во второй главе представлен разработанный метод анализа и синтеза ЭУЭ, используемых в САУ приводами гидрофицированного технологического оборудования Предложена усовершенствованная конструкция ЭУЭ, реализующая принципы современных математических моделей в пространственных координатах, на элемент которой было получено положительное решение Патентного ведомства (рис 1)

Разработан синтезатор магнитного поля, служащий для управления характеристиками управляющего поля и позволяющий контролировать выходные параметры ЭУЭ Синтезатор представляет собой систему электрических катушек, состоящую из шести пластин 1 из электроизоляционного материала, образующих куб На пластинах выполнены электрические катушки 2, 2', 3, 3', 4, 4' Витки катушек уложены в соответствующие пазы или могут быть изготовлены другими способами Каждая пара катушек

2-2', 3-3', 4-4' подключается к выходам индивидуальных источников регулировки питания, в которых вырабатывается ток необходимой для создания заданного магнитного поля амплитуды и фазы В зависимости от направления намотки катушек ЭУЭ способен синтезировать однородные (при однонаправленной обмотке) и градиентные управляющие магнитные поля (при встречной обмотке)

Рис 1 Пространственный синтезатор магнитного поля 1, Г, 2, 2 , 3, 3" - пары катушек управления, 5, 6, 7 - индивидуальные источники амплитуды и фазы тока, 8 - программное устройство управления

Усовершенствованный метод анализа разбивается на пять расчетных блоков1 1) расчет магнитного поля источников, 2) наведенного магнитного поля от ферромагнетиков в системе, 3) магнитного поля экранов, 4) объемной силы, 5) расчет силы в зависимости от рабочей области электромагнитного привода Расчет магнитного поля проводился методом анализа векторного потенциала магнитного поля Получены расчетные формулы магнитной индукции в декартовой системе координат, необходимые при анализе синтезатора.

Проведен расчет магнитного поля,наводимого ферромагнетиками в системе Расчет основан на поиске решения дифференциального уравнения Максвелла

Расчет магнитного поля экранов гидроприводов производился на основе расчета плотности тока фиктивной катушки-изображения 1<рН(1)'

где - плотность тока действительной катушки, - абсолютная и от-

носительная магнитные проницаемости материала экрана, принимаемые постоянными

Тяговое усилие, создаваемое электромагнитным приводом, определяется как интеграл по объему рабочей области от объемного усилия

(2)

где

Результаты проведенных расчетов позволяют в аналитическом виде исследовать характеристики ЭУЭ и производить синтез требуемых источников управляющих магнитных полей, что повышает точность ЭУЭ и снижает их энергопотребление

С целью подтверждения теоретических исследований проведен анализ конструкции электромагнитного привода типа КВМ-45 Конструкция привода была сведена к эквивалентной схеме замещения (рис 2), расчет которой позволил построить графики тяговых усилий (рис 3) и сформулировать рекомендации для повышения тягового усилия ЭУЭ

Анализ существующей конструкции ЭУЭ показал невозможность управления законом изменения тяговой характеристики элемента С этой целью были предложена и проанализирована возможность использования двух- и трехсекционного управления ЭУЭ, представляющего собой разбиение существующей управляющей катушки элемента на секции с возможностью индивидуального питания каждой секции (рис 4, 5, 6,7)

Анализ показал, что трехсекционное управление позволяет синтезировать заданное распределение управляющих магнитных полей с наименьшей погрешностью по сравнению с другими конструкциями

Произведен расчет требуемых токов для обеспечения прямолинейной тяговой характеристики электромагнитного привода типа КВМ-45, исследования необходимы при микропроцессорном управлении ЭУЭ

F=k*I, (3)

где F - матрица значений тяговых усилий, I - матрица значений токов, к - коэффициент, зависящий от геометрических размеров системы

(4)

Проведены исследования электрогидравлических усилителей мощности с магнитожидкостным сенсором Рассматривались электрогидравлическое регулирующее устройство на магнитной жидкости, электрогидрав-

лическии вихревои усилитель, электрогидравлическии усилитель типа «сопло - магнитожидкостная заслонка»

Рис 2 Схема замещения КВМ-45 1 - реальная катушка, 2 - катушка замещения экрана,

3 - эквивалентная катушка якоря,

4 - эквивалентная катушка стопа

а т id ' атм oomi ооазв сит ооиз одав oooaj осан сап

РисЗ Теоретические тяговые характеристики КВМ-45 1 - длина стопа 0,012 м, 2 - длина стопа 0,015 м, 3 - длина стопа 0,018 м

91Ш ООН ОСИ СЮ 3 111137 0:5110 0,-1 О Г 21

Рис 4 Синтез однородного поля при двух обмотках управления

В, ft I i - - "

f V С 8

---

1)4

«i S

В, III

12

/ ; ,

У/

у / ; и j\ V VJ

• • , 04 1

* * 5 *» \ 1

о ил ним (юн с за? о qog? ион о он u tin

Рис 5 Синтез однородного поля при трех обмотках управления

Ё, Тл

7, М

ri-521 0114 «СП АООТ 0 0007 1011 0J14 С021 в'1'' 0011 НИ" 5 ""7 001! ООН 0 021

Рис б Синтез неоднородного поля при двух Рис 7 Синтез неоднородного поля при трех катушках управления катушках управления

Используя усовершенствованный метод расчета электромагнитных приводов, получены зависимости статических характеристик электрогидравлических усилителей мощностей и рекомендации по выбору конструкции (рис 8, 9)

I г з « }

Рис 8 Сравнение вариантов использования вихревого усилителя 1 вариант -МЖС в центре системы, 2 - на внешних стенках Б - объемное тяговое усилие, I -ток, подаваемый на ЭУЭ

Рис 9 Номограмма выбора управляющих катушек при фиксированном тяговом усилии ^ - количество витков в одном слое катушки, й - количество слоев, I - тока на катушке управления

С целью повышения надежностных характеристик ЭУЭ проведен анализ существующих тепловых расчетов катушек управления, являющихся наиболее слабым звеном при перегреве Рассматривалось решение дифференциального уравнения теплопроводности методом упрощения за счет постоянства интенсивности внутренних источников тепла и методом, основанным на аналогии между тепловыми и электрическими процессами

С учетом существующей конструкции ЭУЭ выведена формула расчета допустимой токовой нагрузки электромагнитного элемента управления

(5)

где Ь^ - активное сопротивление обмотки, Ом, гср - средний радиус катушки, Бцр - площадь сечения провода, N - число витков катушки Данные расчеты позволяют уменьшить время на анализ тепловых характеристик системы управления и подобрать оптимальные параметры ЭУЭ

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований синтезатора магнитного поля, являющегося управляющим элементом для ЭУЭ САУ приводом гидрофицированного технологического оборудования Для проведения был разработан и изготовлен стенд с управлением от микропроцессора (рис 10) Синтезатор магнитного поля

предназначен для управления положением исполнительных ферромагнитных элементов ЭУЭ

Программа экспериментального исследования базировалась на планировании эксперимента с поиском оптимума по методу крутого восхождения, причем эксперименты планировались по трем факторам варьирования Статистическая обработка результатов эксперимента позволила вычислить нормативные статистические параметры (рис 11) Были полу-

чены тяговые статические характеристики электромагнитов (рис 12), отличие которых от теоретических, рассчитанных усовершенствованным методом расчета электромагнитных приводов, составило не более 7%

Рис 10 Электрическая схема экспериментальной установки 1 -катушки управления, 2 - миллиамперметры, 3 - блок питания, 4 - микропроцессорный блок управления

Рис 11 Доверительный интервал

Рис 12 Сравнение экспериментальных данных с теоретическими 1 - экспериментальные данные, 2 - теоретические расчеты

Проведены исследования динамических характеристик синтезатора магнитного поля с использованием видеосъемки (рис 13,14) Экспериментальные передаточные функции были получены по методу последовательного логарифмирова-ния переходных характеристик

ДЬ К 2,53

\У(р) =

ди Тэр + 1 1,5р+1

Работа синтезатора магнитного поля координируется микропроцессорным блоком управления, позволяющим обеспечивать

заданное положение

чувствительного элемента и реализацию заданному закону управления Управление микропроцессорным блоком производится с панели блока, а также по СОМ-порту с персонального компьютера, для чего разработано необходимое тюгоаммное обеспечение. 8мм, 0,04с , 12мм, 0,12с

Рис 14 Определение динамических характеристик синтезатора магнитного поля

Управление с компьютера осуществляется в двух режимах: режиме реального времени и в режиме программирования. В первом случае команда с компьютера сразу отрабатывается синтезатором магнитного поля. Во втором случае формируется последовательность команд, основанная на координатах последовательных точек, которые должен пройти чувствительный элемент, программа запускается по требованию пользователя.

С целью уменьшения времени расчета тягового усилия и анализа работы электромагнитных приводов разработана программа анализа и синтеза магнитного поля. Программа позволяет: производить расчет тягового усилия и магнитного поля в произвольной точке рабочей области синтезатора магнитного поля; выбирать конструкцию синтезатора с возможностью пространственной модели; определять траекторию движения чувствительного элемента при заданных источниках тока.

Результаты экспериментальных исследований показали, что синтезатор магнитного поля можно использовать для управления ферромагнитными элементами ЭУЭ; для макетного образца синтезатора магнитного поля относительная погрешность измерений составляет ±7%; достаточно малая величина постоянной времени позволяет использовать разработан-

ное устройство в комплексе с микропроцессорными элементами управления.

В четвертой главе рассмотрена система автоматического управления гидрофицированного технологического оборудования с использованием трехсекционного ЭУЭ

Показано, что применение усовершенствованной конструкции позволяет увеличить быстродействие на 36% (рис 15)

Рассмотрено влияние, оказываемое на характеристики САУ гидроприводом станка патронно-центрового полуавтомата с ЧПУ мод 1735МФЗ (рис 16), а также влияние, оказываемое на характеристики САУ частотой тока

Рис 15 Сравнение переходной характера-стихи существующей и усовершенствованной конструкции ЭУЭ

Рис 16 Переходные характеристики САУ гидроприводом станка патронно-центрового полуавтомата с ЧПУ

1 - существующая конструкция, 2 - трехсекционное управление

С целью повышения точности управления синтезирована САУ привода гидрофицированного технологического оборудования с использованием трехсекционного ЭУЭ Система предназначена для автоматического управления законом тяговой характеристики трехсекционного ЭУЭ (рис 17)

В микропроцессорном блоке управления (МБУ) содержится матрица стандартных значений тяговых усилий (4), каждому из которых соответствует набор токов на катушках индуктивности Управляющие сигналы в виде импульсов различной протяженности подаются по трем каналам микропроцессора на соответствующие катушки В процессе работы катушки нагреваются и, как следствие, изменяется их активное сопротивление В результате изменяется ток, протекающий по катушке, а следовательно изменяется создаваемое усилие Для контроля тока в каждую цепь катушки включены цифровые амперметры, сигнал с которых передается на микропроцессор Значение силы на выходе также регистрируется датчиком усилия, преобразующим сигнал в цифровой и подающим его на микропроцессор При отличии выходной силы от заданного значения микропроцессор

вырабатывает управляющий сигнал на катушки Коррекция управляющего сигнала осуществляется датчиком положения, который указывает реальное положение сердечника и позволяет выделить активную катушку в данный момент времени

Передаточные функции звеньев находились исходя из результатов теоретических расчетов и экспериментальных исследований синтезатора магнитного поля Произведен синтез цифровой системы автоматического управления гидрофицированного технологического оборудования с использованием усовершенствованных ЭУЭ

Рис 17 Функциональная схема САУ с использованием трехсекционного ЭУЭ

Анализ системы управления показал, что расчетная САУ при выбранных параметрах устойчива Приведенный алгоритм расчета САУ с усовершенствованной конструкцией электромагнитных управляющих элементов гидрофицированного технологического оборудования позволяет проектировать привода с заданными тяговыми характеристиками с минимальными энергетическими потерями

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Существующие электромагнитные управляющие элементы не полностью удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к элементам системы автоматического управления быстродействие, возможность произвольного изменения закона тяговой характеристики Перспективным является совершенствование основных характеристик ЭУЭ на основе адекватной математической модели электромагнитной системы

2 Разработанная методика построения САУ приводами гидрофици-рованного технологического оборудования на основе усовершенствованных ЭУЭ, обеспечивает заданный закон управления исполнительными элементами с микропроцессорным управлением

3 Предложенная методика синтеза управляющего магнитного поля реализована в виде управляющей магнитной системы (патент РФ) и способа измерения управляющих магнитных полей (положительное решение на способ), позволяющих анализировать пространственную картину поля

4 Разработанная математическая модель двух- и трехсекционного ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования позволяет рассчитать требуемые источники тока для обеспечения заданного закона изменения тяговой характеристики ЭУЭ

5 Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанный синтезатор магнитного поля может быть использован в качестве управляющего устройства Постоянная времени синтезатора магнитного поля составляет 0,12 с

6 Разработанный усовершенствованный метод расчета электромагнитного привода гидрофицированного технологического оборудования позволяет автоматизировать процесс расчета электромагнитных и силовых характеристик приводов и производить анализ и синтез ЭУЭ

Система автоматического управления трехсекционного электромагнитного привода обладает заданным запасом устойчивости

7 Разработанное специализированное программное обеспечение позволяет в. интерактивной форме анализировать конструкции ЭУЭ с возможностью расчета траектории движения исполнительного элемента

Основные результаты работы изложены в следующих 9 работах (из общего количества 22 публикаций)

1 Богатый В В Расчет втягивающего усилия электромагнитов при автоматизации гидроприводов станочного оборудования / В В Богатый // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении Межвуз науч сб -Саратов Сарат гос техн ун-т, 2002 -С 8-13

2 Пат РФ 22399026 7 Н 01 F 21/08 Управляемая магнитная система/ В В Власов, В В Богатый, А В Власов Заявл 04 11 02, Опубл 10 11 2004 Бюл№ 31

3 Богатый В В Автоматизация дозирования топлива электрогидравлическим регулятором / В В Богатый, С П Косырев, А В Власов// Двига-телестроение -2004 -№4 -С 25-27

4 Богатый В В Микропроцессорная САУ синтезатором магнитного поля в гидроприводах / В В Богатый, В В Власов, Сарат гос техн ун-т 9с Деп в ВИНИТИ № 1597-В2004 от 13 10 04

М - О'

5. Богатый В.В. САУ электромагнитным приводом с линейной тяговой характеристикой /В.В. Богатый, В.В. Власов; Сарат. гос. техн. ун-т. 9с. Деп. в ВИНИТРШ 1603-В2004 от 13.10.04.

6. Богатый В.В. Экспериментальные исследования синтезатора магнитного поля / В.В. Богатый, В.В. Власов; Сарат. гос. техн. ун-т. 9с. Деп. в ВИНИТИ.№ 1601-В2004 от 13.10.04.

7. Богатый В.В. Тепловой расчет управляющего электромагнитного синтезатора электрогидравлического усилителя мощности. / В.В. Богатый, А.В. Власов // Доклады 4 Российской научной конференции «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (том 2) (19-23 ноября 2001). - М., 2002. -С.84-89.

8. Богатый В.В. Расчет силовых характеристик электромагнитного синтезатора / В.В. Богатый, А.В. Власов // Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах: Материалы 5-й Российск. науч. конф. Саратов: СООО «АН ВЭ», 2002. С.117-123.

9. Богатый В.В. Способ магнитных измерений и устройство для его осуществления. / В.В.Богатый, А.В.Власов, В.В.Власов. Положительное решение от 22.05.2003г. по заявке № 2002117990/09(018934) от 24.07.2002.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ ГИДРОФИЦИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Автореферат Ответственный за выпуск д.т.н. АА. Игнатьев Корректор Л. А. Скворцова

БОГАТЫЙ Василий Васильевич

Лицензия ИД №06268 от 14.11.01

Подписано в Бум.тип. Тираж 100 экз.

печать

яь 13.04.05

Усл. печ. л. 1,0 Заказ 156

Формат 60x84 1/16

Уч.-изд.л. 1,0 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г.Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г.Саратов, ул. Политехническая, 77

983

Введение

1. Обзор современных методов расчета и конструкций электромагнитных управляющих устройств гидрофицированного технологического оборудования

1.1. Анализ систем автоматического управления с использованием гидроприводов

1.2. Обзор электромагнитных приводов и методов расчета электромагнитных устройств управления и методов расчета электромагнитных приводов гидрофидированного технологического оборудования

1.3. Обзор современных методов расчета и синтеза ЭМИ по литературньш источникам)

1.4.Классификация способов и устройств синтезатора ЭМГ'1 по патентным источникам

1.5.Постановка задачи совершенствования глетодов расчета и конструкций электромагнитных приводов гидрофидированного технологического оборудования.

2. Усовершенствованный метод расчета электромагнитных приводов гидрофицированного технологического оборудования

2.1. Обоснование расчетной модели усовершенствованного метода расчета электромагнитного привода для гидрофицированного оборудования

2.2. Усовершенствованный метод расчета синтезатора магнитного поля

2.3. Применение усовершенствованного метода расчета для КВМ

2.4. Управление электромагнитным приводом с двумя обмотками

2.5. Управление электромагнитным приводом с тремя обмотками

2.6. Усовершенствованный метод расчета электрогидравлического преобразователя с магнитожидкостным сенсором

2.7.Усовершенствованный метод расчета электрогидравлического вихревого усилителя с МЖС

2.8.Усовершенствованный метод расчета для электрогидравлического усилителя типа «сопло — МЖ заслонка»

2.9. Тепловые расчеты обмоток управления

2.10. Выводы

3. Экспериментальные исследования 121 3.1. Программа эксперимента 121 3 .2. Экспериментальный стенд

3.3.Результаты экспериментов

3.4. Статистическая обработка результатов экспериментов 135 3 .5. Статическая характеристика синтезатора магнитного поля

3.6. Динамическая характеристика синтезатора магнитного поля

3.7. Статические и динамические характеристики электрогидравлических преобразователей с МЖ сенсорами

3.8. Выводы

4. САУ трехсекционного электромагнитного привода гидрофицированного оборудования

4.1. Описание контура САУ

4.2.Передаточные функции звеньев контура

4.3.Корректировка САУ программным путем

4.4. Расчет САУ гидропривода подачи инструмента токарного патронно-центрового полуавтомата с ЧПУ

4.4.1. Упрощенная САУ гидропривода станка с классическим электрогидравлическим регулятором

4.4.2. Упрощенная САУ гидропривода станка с трехсекционным ЭГРУ

4.4.3. Полная САУ гидропривода станка с классическим ЭГРУ

4.4.4. Полная САУ гидроприводом станка с трехсекционным ЭГРУ

4.5.Расчет САУ частоты тока, вырабатываемой турбиной ГЭС

4.5.1. САУ с классическим электромагнитным преобразователем энергии

4.5.2. САУ с трехсекционным электромагнитным преобразователем энергии

4.6.Инженерный расчет САУ трехсекционного ЭУЭ гидрофицированного оборудования

Актуальность темы; Для современного машиностроения характерны такие направления« развития^ как увеличение степени автоматизации, повышение рабочих параметров (нагрузки, скорости, температуры) машин, точности их функционирования и эф фект и в ности раб оты (производительности, мощности, коэффициента полезного действия).

Во многих случаях качество системы, автоматического управления (СЛУ) обусловлено быстродействием составляющих ее элементов, а также характеристиками системы, зависящих от точности отработки заданного закона управления. Анализ современного состояния вопроса показывает, что в существующих электр о г ид р а в л и ч ее к и х системах управления оборудованием характерно использование гидравлических регулирующих устройств (клапаны, распределители, задвижки), снабженных электромагнитными управляющими элементами (ЭУЭ), от качества работы которых во многом зависит и качество всей системы управления. Наличие внешних воздействий, а 'также переменная выходная нагрузка не позволяют однозначно построить зависимость между управляющим электромагнитаым сигналом и выходным механическим перемещением, что снижает качество управления САУ в целом. Одним из эффективных методов повышения точности управления является совершенствование основных характеристик ЭУЭ на основе адекватной математической модели электромагнитной системы.

Патентный и литературный анализ существующих технических решений по ЭУЭ показал, что классические электромагнитные исполнительные элементы гидрофицированного технологического оборудования обладают значительной энергетической избыточностью, что связано, в первую очередь, с тем, что управляющее магнитное поле, создаваемое катушками управления, имеет большой коэффициент рассеивания, который и приводит в конечном итоге к ухудшению качества управления. Существующие математические модели ЭУЭ не позволяют производить полный пространственный анализ системы, что приводит к дополнительным энергетическим потерям при физической реализации ЭУЭ.

Развитию различных направлений автоматизации САУ гидрофицирован-ным технологическим оборудованием' посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Д.Н. Попова, Т.М. Башты, О.Н.Трифонова, В.К. Свешникова и других. Существующие ЭУЭ, анализ которых проведен учеными А.Б. Алиевским, К.С. Демирчан, Л.Б. Луганским, Г.Бухгольц, Т.А. Татур и другими, не удовлетворяют полностью современным требованиям, предъявляемым к этим устройствам как элементам системы управления по быстродействию и точности отработки заданного закона управления.

Разработка САУ приводами гидрофицированпого технологического оборудования, использующей электромагнитные управляющие элементы, разработанных на основе адекватных математических методов анализа и синтеза, позволяющих производить полный пространственный; анализ конструкций ЭУЭ, является актуальной научной и 11 рактической за;щчей.

Цель работы. Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированпого технологического оборудования путем совершенствования электромагнитных управляющих элементов па основе адекватных математических моделей, позволяющих производить пространственный анализ электромагнитной системы и синтез САУ с микропроцессорным управлением.

Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены на базе теории автоматического управления для непрерывных и дискретных систем, дифференциальных уравнений в частных производных для описания магнитных полей, уравнений теплопроводности для описания тепловых процессов в электромагнитных приводах. Экспериментальные исследования проведены для синтезатора магнитного поля, являющегося управляющим для ЭУЭ, на специально разработанном стенде с использованием микропроцессорного управления, общепринятых и оригинальных методик с применением средств электротехнических измерений и видеосъемки. Обработка осуществлялась методами математической статистики с использованием программых продуктов MathCad l ia и Matlab 6.0.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Обоснована методика построения САУ приводами гидрофицированного технологического оборудования- с микропроцессорным управлением на основе адекватных моделей ЭУЭ.

2. Предложен математический; метод: анализа и синтеза заданного; закона управления ЭУЭ, учитывающий наведенные магнитные поля от ферромагнитных тел в системе, на основе которой разработан способ измерения управляющих магнитных полей с пространственной оценкой направления 1радиснта магнитного поля.

3. Построена модель двух- и трехсекционного ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования, позволяющая повысить быстродействие ЭУЭ и обеспечивающая заданный закон тяговой характеристики.

4. Разработана методика автоматизированного расчета электромагнитных и силовых характеристик приводов гидрофицированного технологического оборудования, позволяющая производить анализ и синтез ЭУЭ.

Практическая ценность и реализация результатов. Разработанная методика: расчета: системы автоматаческого управления на основе усовершенствованных электромагнитных управляющих элементов рекомендована к внедрению на предприятиях: «Хвалынский завод гидроаппаратуры», электроцех ООО «Балаков-ские минеральные удобрения», ЗАО «Балакововолгоэнергомонтаж».

Работа выполнена в соответствии с грантом ШП-2064.2003.8 Минпромнауки России, ее практические и научные результаты использованы в плановых госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работах за 20012005гг., выполняемых на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления (БИТТУ) СГТУ по направлению «Векторно-энергетический анализ и синтез элементов автоматики и систем управления».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-й Международной научной конференции «Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков» (Санкт-Петербург, 2003); Первой Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Региональные особенности развития машино- и приборостроения, проблемы и опыт подготовки кадров» (Балаково, 2000); 2-6-й Российских научных конференциях «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (Балаково, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003), на научных семинарах кафедр УИТ БИТТУ СГТУ и «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2002-2005: гг.

Публикации. 1Го результатам проведенных исследований опубликовано 22 работы, в т.ч. 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение о выдаче патента РФ на способ и устройство, его реализующее.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. САУ приводами гидрофицированного технологического оборудования с микропроцессорным управлением с электромагнитными управляющими элементами.

2. Метод анализа и синтеза заданного закона управления ЭУЭ, учитывающий наведенные магнитные поля от ферромагнитных тел в системе.

3. Идентификация статических и динамических характеристик, конструктивных параметров на основе теоретических и экспериментальных исследований ЭУЭ.

4. Модель двух- и трехсекционного ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования:

5. Методика автоматизированного расчета электромагнитных и силовых характеристик приводов гидрофицированного технологического оборудования.

6. Методика инженерного расчета и результаты практического использования САУ с усовершенствованной конструкцией электромагнитного привода на производственных предприятиях и в учебном процессе.

3.8. Выводы

1. Синтезатор магнитного поля можно использовать для управления чувствительным элементом в рабочей области электромагнитного управляющего элемента

2. Для макетного образца синтезатора магнитного поля относительная погрешность измерений составляет ±0,7%

3. Достаточно малая величина постоянной времени синтезатора магнитного поля позволяет использовать разработанный синтезатор в различных автоматических системах управления в комплексе с наиболее быстродействующими на сегодняшний день устройствами.

4. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХСЕКЦИ0НН01 О ЭЛЕКТР0МАГНИТН01 О ПРИВОДА I ИДРОФИЦИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Описание контура системы автоматического управления

Система, предназначенная для:: автоматического: управления тяговой характеристикой трехсекционнош электромагнитного; привода, представлена; на рис.4-1. Данная система может быть использована на различных предприятиях, где для реализации технологического процесса необходимо создание заданного вида тяговой характеристики электромагнита. Для практической реализации системы, необходимо подобрать соответствующие элементы, синтезировать корректирующее устройство, приводящее систему к статической и обеспечивающее следующие значения запасов устойчивости:

- по амплитуде АЬ>20 дБ;

- по фазе Дф>120°.

Исходные данные:

- величина установившейся ошибки 8=2%;

- перерегулирование с=20%

- время регулирования 1р~-60 мс.

С помощью программатора задается требуемое усилие, которое должно создаваться электромагнитом. Управляющий сигнал поступает на микропроцессор. В МП содержится матрица стандартных значений тяговых усилий, каждому из которых соответствует набор токов на катушках индуктивности. Управляющие сигналы в виде импульсов различной протяженности подаются по трем каналам микропроцессора на соответствующие катушки. В процессе работы катушки нагреваются и, как следствие, изменяется их активное сопротивление. В результате изменяется ток, протекающий по катушке, а следовательно изменяется создаваемое усилие. Для контроля тока в каждую цепь катушки включены цифровые амперметры, сигнал с которых передается на микропроцессор. Значение силы на выходе также регистрируется датчиком усилия, преобразующим сигнал в цифровой и подающим его на микропроцессор. При отличии выходной силы от заданного значения микропроцессоры вырабатывает управляющий сигнал на катушки. Коррекция управляющего сигнала осуществляется датчиком положения, который указывает реальное положение сердечника, и позволяет выделить активную катушку в данный момент времени.

Параллельные ветви системы соответствуют трем катушкам управления.

Рис.4-1 Структурная схема управления электромагнитом

Анализ литературы /78,79/, показывает, что максимально неустойчивой областью является область прилипания якоря электромагнита к стоповой поверхности. Основной причиной данного явления является намагниченность стопа, которая в большей степени зависит от магнитного поля катушки управления, расположенной над стопом. Таким образом, обеспечив устойчивость данной максимально неустойчивой области, обеспечивается устойчивость всей системы управления в целом. Основываясь на данных предположениях структурную схему управления можно упростить (рис. 4-2).

Рис.4-2. Упрощенная структурная схема управления

4.2. Передаточные функции звеньев контура

Блок питания состоит из цифроаналогового преобразователя, позволяющего анализировать сигнал на выходе микропроцессорного блока и усилителя, который повышает уровень сигнала до требуемого для управления секцией электромагнита.

Выбор аналого-цифрового преобразователя. Преобразование цифрового сигнала происходит методом широтно-импульсной модуляции и служит для согласования начальных измерительных устройств с непрерывными устройствами управления, при этом дискретные сигналы преобразуются в непрерывные в виде напряжений постоянного тока. Точность преобразования составляет от 0,5 до 0,01%. Преобразователи кода в постоянное напряжение выполняют на основе схем параллельной и последовательной передачи кода. Если на вход такого преобразователя поступает код то на его выходе будет напряжение /85/. где umax - максимальное значение напряжения, снимаемое с преобразователя.

Учитывая условия обеспечения скорости обработки управляющих сигналов был выбран ШИМ серии К1108ПА1А, имеющим характеристики /86/: UnHTl НОМ? В- +5

Unm2 ном j В ■ —15 иобр.ном,В +10,24

1потЬ мА 15

1пох2, мА 46

Число разрядов 12

Выходные уровни ТТЛ вых max? ±1 tycr, мкс 0,4

Время установления tycT дано для случая изменения входного кода от 100.ООО до 011. 111. Номинальное значение выходного тока, соответствующего конечной точке шкалы равно -5мА. Микросхема может работать в режиме суммирования токов в составе ЦАП последовательного приближения.

Учитывая высокую тактовую частоту дискретного элемента, передаточную функцию цифрового преобразователя можно принять равной 1. (р) = 1 •

Выходной ток ЦАП имеет малое значение, недостаточное для управления секцией электромагнита, что требует установки дополнительных блоков питания, усиливающих выходной сигнал до заданного уровня /85/.

Передаточная функция усилителя wyc(p) = 100.

Таким образом, общая передаточная функция блока питания WBn(p) = WmHJp)-Wyc(p) = 100

Выбор катушки управления. Выбор производится согласно требованиям максимально допустимого тока, а также геометрическим размерам электромагнита.

С учетом теплового расчета при требовании обеспечения максимального тока 1,11 А (максимальное напряжение источника питания) получили следующие характеристики катушки: Высота - 0,042 м; Диаметр внутренний — 0,02 м Внешний диаметр — 0,04м Диаметр сечения провода - 0,03 мм. Количество витков - 1200 Материал провода - медь

Входным сигналом данного элемента является напряжение, выходным -магнитная индукция.

Связь между магнитной индукцией и током /32/: 1

В =№о1

2п г2 г2(2 2 )2 Щк) / \7 М%+К(к) д/(гм+гд)2 + (2д-2м)2

В2=К1 где К - коэффициент преобразования тока в магнитную индукцию. Для точек, лежащих на оси катушки к = 0,252

На вход подается напряжение, связь с током у которого выражается /36/

ТТ -Т, Т & .и и = 1К + Ь—следовательно 1 =

11 где Ш- падение напряжения на активном сопротивлении Я обмотки.

Ь— - ЭДС самоиндукции, В; Таким образом в2=.ки и

Ц-к

Я-иД Л wK(p) = Bz- кк и 1+ТкР где кк= —= 0,0504 К

Тк =Ь=1,34-10~5

Выбор амперметра. Амперметр должен осуществлять функцию преобразования непрерывного сигнала в цепи в катушки в дискретный сигнал для подачи на вход микропроцессора.

Входной сигнал - ток в системе, выходной — импульсы напряжения, соответствующей длины

Передаточная функция преобразователя «аналог - код», также являющегося дискретным элементом с высокой частотой преобразования

Выбор якоря. С помощью данного элемента происходит преобразование электромагнитной энергии в механическую, выраженную в линейном перемещении.

Для уменьшения величины гистерезиса используют сталь ЭС-10, петлю гистерезиса которой приближенно можно считать линейной /64/.

Размеры якоря выбираются согласно внутренним размерам катушки и техническим характеристикам электромагнита КВМ-45

Ьяк = 0,0036 м — длина якоря;

Дне= 0,0018 м - диаметр якоря;

Передаточную функцию якоря можно записать апериодическим звеном первого порядка /87/.

Тр +1 где к - коэффициент преобразования тока катушки и электромагнитную силу, Т - время задержки, обусловленная временем намагничивания якоря.

Учитывая формулы, полученные в главе 2, для стали, к = 0,202, Т = 0,015с.

Выбор датчика перемещения. Критерием выбора датчика служит его габариты и диапазон измерений. Рабочая область электромагнита составляет 7 мм. В качестве датчика перемещения был выбран ПЛЦ-002, обладающий следующими характеристиками (табл. 4-1)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Широкое: распространение электромагнитных управляющих элементов в гидрофицированном технологическом оборудовании выдвигает требование наличия эффективного: метода: расчета; параметров : электромагнитной системы: при заданных статических: характеристиках.

Усовершенствованный1 метод; расчета ЭУЭ гидрофицированногон оборудования позволяет производить синтез магнитного поля для электромагнитных систем, содержащих ферромагнитные элементы, а также использующие магни-тожидкостные; сенсоры.

Расчету электромагнитных; систем: с учетом влияния экранов, наводимых токов усовершенствованным методом расчета; ЭУЭ? гидрофицированнош; оборудования, синтезу заданного магнитного поля в пространстве с: использованием синтезатора магнитного поля, разработке системы управления для получения заданной; тяговой: характеристики; электромагнита посвящено выполненное; исследование.

В процессе проведенной работы получены следующие результаты:

1. Существующие электромагнитные управляющие элементы не полностью удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым как к элементам системы автоматического управления: быстродействие,; возможность произвольного изменения закона тяговой характеристики. Перспективным является разработка усовершенствованной конструкции ЭУЭ, основанной на современных адекватных методах расчета электромагнитных систем.

2. Разработанная методика построения САУ приводами гидрофициро-ванного технологического оборудования на основе усовершенствованных ЭУЭ, обеспечивает заданный закон управления; исполнительными элементами, с возможностью полного микропроцессорного управления.

3. Предложенный способ синтеза управляющего магнитного поля реализован в виде управляющей магнитной системы (патент РФ) и способ измерения управляющих магнитных полей (положительное решение на способ), позволяющий анализировать пространственную картину поля.

4. Разработанная математическая модель двух и трехсекционного ЭУЭ для применения в СЛУ гидрофицированного технологического оборудования позволяет рассчитать требуемые источники тока для обеспечения заданного закона изменения тяговой характеристики ЭУЭ;

5. Проведенные экспериментальные исследования показали^ что разработанный синтезатор магнитного поля может быть использован в качестве управляющего устройства. Постоянная времени синтезатора составляет 0,12 с, а относительная погрешность ±7%

6. Разработанный усовершенствованный метод расчета электромагнитного привода гидрофицированного технологического оборудования позволяет определить тяговую характеристику с точностью не ниже 10%. Система автоматического управления трехсекционного электромагнитного привода обладает заданным запасом устойчивости.

7. Разработанное специализированное программное обеспечение позволяет в интерактивной форме анализировать конструкции ЭУЭ с возможностью расчета траектории движения исполнительного элемента.

8. Разработанный усовершенствованный метод расчета электромагнитных приводов рекомендована к внедрению в электроцехе ООО «Балаковские минеральные удобрения», в производстве ОАО «Мрамор», а также в производстве ЗАО «Балакововолгоэнергомонтаж».

195:

1. Баппа, Т. М- Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / 'Г.М. Башта. М. : Машиностроение, 1982. - 423 с.

2. Столбов, J1. С. Основы гидравлики и гидропривод станков / J1. С. Столбов — М. : Машиностроение, 1988. —256 с.

3. Бессонов, Л. А. Теоретические: основы-: электротехники. Электромагнитное поле / Л: А. Бессонов. -ML: Высш.шк., 1986, — 263 с.

4. Сбитнев, С.А. Расчет электромагнитных полей в поляризованных средах, разработка теории силовых взаимодействий в электромагнитных- полях и построение: основ:теории магнитного векторного гистерезиса: / С. А. Сбитнев. -М.: МЭИ, 1993. 43 с.

5. Темный, В. П. Основы гидроавтоматики / В. П. Темный. М.: Наука, 1972.-224 с.

6. Расчет параметров магнитных полей осесимметричных катушек: Справочник / Б. Л. Алиевский. - М. : Энергоатом, 1983. - 112с.

7. Иванов-Смоленский, А. В. Определение электромагнитных сил в нелинейных магнитных системах по изменению: энергии при малом перемещении. /

8. A. В. Иванов-Смоленский. -М. : Электричество. 1985. 236с.

9. Луганский, Л. Б. Оптимальное проектирование магнитных систем и синтез магнитных полей: Автореферат диссертации на соискательство д.т.н. / Л. Б. Луганский. М. : МЭИ, 1996. -35 с.

10. Богатый, В.В. Векторно-энергетический анализ электрогидравлического усилителя мощности с магнитожидкостным энергоносителем / В. В. Богатый, А.

11. B. Власов. // Доклады 4; Российской научной конференции «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (том 2) (19-23 ноября 2001).-М., 2002.-С. 117-123.

12. Г.Арзуманов, Э. С. Гидравлические регулирующие органы систем автоматического управления / Э. С. Арзуманов. —М.: Машиностроение, 1985. -256с.

13. Русин, Ю.С. Расчет электромагнитных систем / Ю.С. Русин, Л. : Энергия, 1968. - 132 с.

14. Агаронянц, P.A. Динамика, синтез и расчет электромагнитов / Р. А. Агаронянц. М.: Наука, 1967. - 269 с.

15. М.Пикитешсо, А, Г. Расчеты электромагнитных механизмов на ВМ / А. Г. Никитенко, И. И. Пеккер. М. : Энергоатомиздат, 1985. - 215 с.

16. Панасенков, М, А. Электромагнитные расчеты устройств с нелинейными распределенными параметрами / М. А. Панасенков. М. : Энергия, 1971. -216 с.

17. Официальный сайт ЗАО «Техрезерв» электронный ресурс. Режим доступа : www.techrezerv.ru

18. Карпенко, Л. Н. Расчет магнитного поля / Л. Н. Карпенко. СПб. : СПбГТУ, 1997.-80 с.

19. Справочник по расчету параметров катушки индуктивности / М. В. Немцов. М. : Энергоатомиздат, 1989. - 192 с.

20. Богатый, В. В. Система электрических катушек для создания градиентного регулируемого магнитного поля в заданном объеме/ В. В. Богатый. // БИКАМП'ОЗ Четвертая международная школа-семинар (23-27 июня 2003). -СПб, 2003.-С.361.

21. Jackson, J.D. Classical Electrodynamics / J. D. Jackson. New York : John Wiley & Sons, 1975.-848 c.

22. Никитенко, А.Г. Проектирование оптимальных электромагнитных механизмов / А. Г. Никитенко. М. : Энергия, 1974. - 135 с.

23. Рязанов, Г. А. Опыты и моделирование при изучении электромагнитного поля / Г. А. Рязанов. — М. : Наука, 1966. 191 с.

24. Алиевский, Б. Л. Расчет параметров магнитных полей осесимметрич-ных катушек / Б. Л; Ал невский. М. : МАИ, 1999.-319 с.

25. Саркисян, Л. А. Аналитический расчет магнитоетатичееких полей: / Л. А. Саркисян. М. : МГУ, 1993. -246 с.

26. Любомудров, А. А. Вариант расширения уравнений Д.Максвелла для описания гравитационных и электрических полей / А. А. Любомудров. М. : МЭИ, 1998.-23 с.

27. Патент РФ 2008762 «Способ создания электромагнитного поля»

28. АС 782505 «Способ моделирования электромагнитного поля»

29. ЗГДемирчян, К. С. Машинные расчеты электромагнитных полей: Учебное пособие / К. С. Демирчян, В. Л. Чечурин. М. : Высшая школа, 1986. - 239 с.

30. Бухгольц, Г. Расчет электрических и магнитных полей / Г. Бухгольц. -М. : Иностранная литература, 1961. 712 е.

31. Дмитриев, В. И. Методы моделирования электромагнитных полей / В. И. Дмитриев. М. : Наука, 1990.- 199 с.

32. Татур, Т.А. Основы теории электромагнитного поля: Справочное пособие для электротехнических специальностей ВУЗов / Т.А. Татур. — М.: Высшая школа, 1989.-271 с.

33. Шоффа, В. И. Анализ^ полей магнитных систем электрических аппаратов/В. И. Шоффа. -М.: МЭИ, 1990. -Шс.

34. Власов, В. В. Основы векторной энергетики / В; В. Власов. — М.: Бур-кин, 1999.-124 с.

35. Курбатов, II. А. Численный расчет электромагнитных полей / П. А. Курбатов, С. А. Аринчип. М. : Энергоатомиздаг, 1984. - 256 с.

36. Богатый В.В. Расчет формы сердечника электромагнитного привода с максимальным тяговым усилием / В.В; Богатый,. А.В, Власов // Деп. в ВИНИТИ № 1601-B2004 от 13.10.04.

37. Демирчян, К. С. Моделирование магнитных полей / К. С. Демирчян. Л. : Энергия, 1974. - 285 с.

38. Дифференциальное и интегральное исчисления для ВТУЗОВ / под ред. В. И. Пискунова. 2 том. М.: Наука, 1972. - 16 с.

39. Майоров, Ю. А. Синтез и применение комфорных отображений для расчета электромагнитных полей: Автореферат диссертации на соискательство к.т.н./Ю.Л. Майоров СПб.: СП61 "ГУ, 1999. - 16 с.

40. Навроцкий, К. J1. Особенности и применение гидроаппаратов с про-1 юрционалыiыми электромaniитами / К. Л. Навроцкий // Анализ и синтез элементов и систем гидроппевмоавтоматики: Сб. статей. • М. : МАДИ, С. 8-14

41. Разинцев, В. И. Электрогидравлические усилители мощности / В. И. Разинцев. М^: Машиностроение; 19801- 120 с.

42. Шлиомис, М. И. Физические свойства мапiитгiых жидкостей / М. И. Шлиомис. -• Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. 122 с.

43. Кисточкин, Е. С. Гидравлические и электрогидравлические усилители / Е. С. Кисточкип. Л.: ЛМИ, 1986. - 86 с.

44. Агаманукян, В. В. Учебное пособие по проектированию электромагнитов постоянного тока / В. В. Агаманукян. Ереван : Наука, 1988. - 59 с.

45. Бирюков, В. А. Магнитное поле прямоугольной катушки с током / В. А. Бирюков, В. И. Данилов. // ЖТФ. 1961. Т. XXXI. Вып. 4. С. 428-437.

46. Бине, К. Анализ и расчет электрических и магнитных полей, llep. с англ. / К. Бинс, П. Лаурене. М.: Энергия, 1970. - 328 с.

47. Власов, А. В. «Электрогидравлический усилитель мощности» / А. В. Власов. // Доклады 4 Российской научной конференции «Векторная энергетика втехнических, биологических и социальных системах» (том 2) (19-23 ноября 2001). М., 2002. -С.52-58.

48. Расчет магнитного поля и параметров в системе ферротел и контуров с токами: Учебное пособие.-М. : МЭИ, 1986. 113с.

49. Мельников, А. А. Расчет электромагнитных и температурных полей методом конечных элементов / А. А. Мельников. -- М. : МГИРЭА, 2001. 76 с.

50. Барышникова, Р. А. Расчет электромагнита переменного тока: Учебное пособие / Р. А. Барышникова. •-- М. : МЭИ, 1974. 26 с.

51. Русин, Ю. С. Проектирование индуктивных элементов приборов / Ю. С. Русин. — Л. : Машиностроение, 1981. 175 с.

52. Колосов, В. Г. Импульсные магнитные элементы и устройства: основы расчета и проектирования / В. Г. Колосов Л. : Энергия, 1976. - 311с.

53. Гольдштейн, Л. Д. Электромагнитные поля и волны / Л. Д. Гольд-штейн, Н. В. Зернов. М. : Советское радио, 1971. — 662 с.

54. Афанасьев, Ю. В. Средства измерений параметров магнитного поля / Ю. В. Афанасьев. Л. : Энергия, 1979. - 320 с.

55. Кирко, И. М. Жидкий металл в электромагнитном поле / И. М. Кирко. М.-Л. : Энергия, 1964. - 160 с.

56. Ватажин, А. Б. Магнитогидродинамические течения в каналах / А. Б. Ватажин. М. : Наука, 1970. - 672 с.

57. Арцимович, Л. А. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях/ Л; А. Арцимович, С. Ю. Лукьянов. М. : Наука, 1972. — 224 с,

58. Иванов, М. И. Методы измерения физических величин (магнитные измерения) / М. П. Иванов,- Уфа : УАИ, 1984: 60 с.

59. Абрамкшг, Ю. В. Теория и расчет пондеромоторных и электродвижущих сил и преобразования энергии / Ю. В. Абрамкин. М. : МЭИ, 1997. - 207 с.

60. Джексон, Д. Классическая электродинамика. / Д. Джексон, под ред. Э,Л. Бурштейна. —М. : Мир, 1965. 635 с.71 .Панасенков, М. А. Электромагнитные расчеты устройств с нелинейными системными параметрами / М. А. Панасенков. — М. : Энергия, 1971. 216 с.

61. Угаров, Г. Г. Электромагнитные прессы / Г. Г. Угаров: Новосибирск : Наука, 1989. - 216 с,

62. Баранов, В. Н, Электрогидравлические следящие приводы вибрационных машин / В.Н. Баранов. М. : Машиностроение, 1988. -264 с.

63. Лещенко, В. А. Гидравлический следящий привод / В. А. Лещенко. -М. : Машиностроение, 1968. 564 с,

64. Денисов, А. А. Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики / А. А. Денисов, В. С. Нагорный. Л. : Машиностроение, 1979. -288с.

65. Мелкозеров, П. С. Энергетический расчет систем автоматического управления и следящих приводов / П. С. Мелкозеров. М. : Энергия, 1968. -304с.

66. Моль, Р. Гидропневмоавтоматика / Р. Моль. М. : Машиностроение, 1975. - 352 с.

67. Повх, И. Л. Техническая гидромеханика / И. Л. Повх. Л. : Машиностроение, 1976. — 504 с.

68. Фомичев, В. М. Современные электрогидравлические усилители мощности / В. М. Фомичев. // Пневмоавтоматика и гидравлика. М. : Машиностроение, 1978. С.210-223

69. Хохлов, В. А. Гидравлические усилители мощности / В. А. Хохлов. -М.: А11СССР, 1963.-104 с.81 .Чупраков, Ю. И. Электрогидравлические усилители / ГО. И. Чупраков. -М.: МЛДИ, 1974.- 124 с.

70. Чупраков, ГО. И. Гидропривод и средства гидроавтоматики / Ю. И. Чупраков. — М. : Машиностроение, 1979. - 232 с.

71. Нагорный, В. С. Электрофлюидные:преобразователи / В; С. Нагорный. Л. : Судостроение, 1987. — 252 с.

72. Нагорный, В. С. Электрокаплеструйные регистрирующие устройства / В. С. Нагорный. Л. : Судостроение, 1988. — 268 с.

73. Абрамов, А. Д. Примеры расчета электромагнитного поля / А. Д. Абрамов. Комсомольск-на-Амуре : ПИ, 1994. — 77 с.

74. Михайлов, В. М. Расчет электрических и магнитных полей с помощью интегральных и интегро-дифференциальных уравнений / В. М. Михайлов. — Киев : УМКВО МВССО УССР, 1988. 58 с.

75. Миронов, В. Г. Переменные электромагнитного поля / В. Г. Миронов. -М. : МЭИ, 1995. 127 с.

76. Жерновой,, А. И. Измерение магнитных полей методом нутации / А. И. Жерновой. Л. : Энергия, 1979. - 103 с.

77. Панин, В. В. Методы и средства измерений параметров магнитных полей/ В. В.Панин, Б. М. Степанов. М. : МЭИ, 1977. - 78 с.

78. Панин, В.В. Практическая магнитометрия. Измерение магнитных полей и электрических токов с помощью пассивных индукций и холловских преобразований /В. В.Панин, Б. М. Степанов. -М. : Машиностроение, 1978. 112с.

79. Александрова, М. Г. Расчет электрических цепей на ЭВМ / М. Г. Александрова. М. : Радио и связь, 1983. - 343 с.

80. Кочеткова, Е. ГО. Численная реализация метода скалярного потенциала при расчетах трехмерных стационарных магнитных полей: Автореферат диссертации на соискательство к.т.н. / Е. ГО. Кочеткова. — СПб: СПбГУ, 1995. -15с.

81. Дмитриев, В. И. Математические модели прикладной электродинамики / В. И: Дмитриев. -М. : МРУ, 1984.-217с.

82. Дмитриев, В. И. Численные методы решения задач излучающих систем / В. И. Дмитриев, Н. И. Березина. М. : МГУ, 1986. - 113 с.

83. Татур, Т. А. Электромагнитное поле в реальных средах / Т.Л. Татур. -Киев : Наукова думка, 1976. — 37 с.

84. Стадник, И. П. Синтез электро- и магнитостатических. полей источниками, распределенными на границе области синтеза / И. П. Стадник. Киев, 1985, деп. в УКР НИИНТИ 03.06.85, № 1202-УК85- 13 с.

85. Максвелл, Д. К. Трактат об электричестве и магнетизме / Д. К. Максвелл. // Наука, 1989. - №2. - С . 834

86. Воронин, В; Н. Гибридные модели для анализа электромагнитных полей: Учебное пособие / В. Н. Воронин. Л. : ЛПИ, 1988. - 54 с.

87. Никитенко, А. Г. Моделирование и расчет на ЭВМ электромагнитных механизмов: Учебное пособие / А. Г. Никитенко. Новочеркасск : НИИ. 1980; - 88 с.

88. Иродов, И.Е. Электромагнетизм. Основные законы: Учебное пособие для ВУЗов / И. Е. Иродов. — М.СПб : Лаборатория базовых знаний, 2000, 352 с.

89. Софронов, Ю. В. Расчет и проектирование электромагнитов переменного тока: Учебное пособие / Ю. В. Софронов. Чебоксары : Чувашский государственный университет, 1980. — 72 с.

90. Никольский, В. В. Теория электромагнитного поля: Учебное пособие/В. В. Никольский. М. : Высшая школа, 1964. - 384 с.

91. Карагодова, Т. Я. Теория электромагнитного поля: Учебное пособие / Т. Я. Карагодова. Саратов : СГТУ, 1999; - 60 с.

92. Никитенко, А. Г. Система автоматического проектирования электромагнитных аппаратов: Учебное пособие / А. Г. Никитенко. Новочеркасск : ПИ, 1989.-68 с.

93. Белкин, Б. А. Индуктивность с оптической геометрией: Учебное.пособие/Б. А. Белкин. Горький : П 'У, 1977. --44 с.

94. Калашников, С. Г. Электричество: Учебное пособие для физических специальностей ВУЗов7 С. Г. Калашников. -М. : Наука, 1977.-591 с.

95. Александров, А. К. Автоматизированный расчет магнитного поля электрических аппаратов методом вторичных источников: Учебное пособие / А. К. Александров. М. : МЭИ, 1994. - 48 с.

96. Воронин, В. Н. Моделирование стационарных магнитных полей: Учебное пособие / В, Н. Воронин, В. Л. Чечунин. Л. : Наука, 1982. - 72 с.

97. Денисов, А. А. Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики / А. А. Денисов, В. С. Нагорный. Л. : Машиностроение, 1979. -288 с.

98. Гречишкин, Р. М. Методы создания магнитных полей: Учебное пособие / Р. М. Гречишкин. Калинин: ПИ, 1985. - 83 с.

99. Денисов, А. А. Электрогидродинамическое управление электрогидродинамическими системами 3 кн.: Новое в проектировании и эксплуатации гидропривода и систем автоматики: материалы семинара / А. А. Денисов, В. С. Нагорный.-Л. : 1977.

100. Пат. 4476722 USA, MKU G01N9/06. CONTINUOUSLY MONITIRUNG ZND SELECLEANING LIQUID DENSITY MEASUREMENT SYSTEM/James E. Bentkowskiкатушка; 2 тумблер; 3 - клеммы; 4 - крепежная спица; 5 - немагнитнаяпружина; 6 стальной шарик.

101. Экспериментальная установка синтезатора магнитного поляу Як,

102. Блок питания синтезатора магнитного поля1. U11. Out41. Out3-.1. Oui2-i1. Out1 1N5819bJ