автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Программно-перестраиваемые пневматические структуры в системах управления технологическими процессами

На правах рукописи

КОМКОВ АНДРЕЙ ЗИНУРОВИЧ

ПРОГРАММНО-ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Специальность 05 13 06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2007

003065730

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения» (ИрГУПС) Федерального агентства железнодорожного транспорта

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Мухопад Юрий Федорович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Лукьянов Анатолий Валерьянович, кандидат технических наук, доцент Баев Анатолий Васильевич

Ведущая организация ГОУ ВПО «Новосибирский государственный

технических! университет» (НГТУ). г Новосибирск

Защита состоится «11» октября 2007 г в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 218 004 01 при ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения» (ИрГУПС) по адресу 664074, г Иркутск, ул Чернышевского, 15, ауд А-803

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного университета путей сообщения

Автореферат разослан «10 » сентября 2007 г Ученый секретарь

диссертационного совета

НП Деканова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие и интенсификация современного производства базируется на автоматизации и механизации производственных процессов Организация таких процессов требует разработки и применения различных автоматических систем, составной частью которых являются элементы и системы пневмоавтоматики

Область использования пневмоавтоматики очень обширна нефтехимические производства, космические летательные аппараты, самолето-и ракетостроение, транспортные средства, автоматические линии, роботы и др Во многих случаях применение высоконадежных элементов и устройств пневмоавтоматики является единственно возможным способом реализовать задачи, возникающие при автоматизации производственных процессов Целесообразность применения средств пневмоавтоматики на нижнем уровне автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), а также в специальной технике обусловлена такими их свойствами как обеспечение пожаро-и взрывобезопасности, высокие надежностные показатели, стабильная работа в условиях высокого уровня радиации и электромагнитных полей и др

Большой вклад в развитие теории и практики по созданию пневматических систем управления, разработку новых конструкционных идей, методов моделирования и математического описания элементов и систем пневмоавтоматики, внесли известные отечественные и зарубежные ученые Айзерман М А, Баев А В , Балакирев В С , Берендс Т К, Богачева А В , Бройде Н Ф , Гликман Б Ф , Дмитриев В Н, Ефремова Т К , Залманзон Л А, Ибрагимов И А, Коган И Ш, Лапшенков Г И, Лемберг М Д, Мухопад Ю Ф, Нагорный В С , Прусенко В С , Сажин Б В, Тагаевская А А, Таль А А, Фарзане Н Г, Федосеев Р Ю , Фернер В , Фудим Е В , Шубин А Н и др

Развитие пневмоавтоматики связано в первую очередь с совершенствованием существующих и созданием новых устройств, а также с развитием схемных решений пневматических систем

Создание пневматических систем с перестраиваемой структурой, обеспечивающих инвариантность систем управления, является наиболее передовым направлением в развитии пневматических средств автоматизации Для реализации таких систем в большинстве случаев программное управление осуществляется на основе микроэлектронных устройств Существующие пневматические устройства программного управления исполнительными устройствами, имеют значительную конструктивную сложность и ограниченный объем памяти Поэтому развитие исследований в области создания программно-перестраиваемых пневматических структур и конструкционного исполнения элементов пневматических систем, а также разработка на их основе высокоэффективных пневматических средств автоматизации, является актуальным

Целью диссертационной работы является разработка и исследование новых принципов построения пневматических устройств и реализация на их основе программно-перестраиваемых пневмоматриц, а также расширение функциональных возможностей пневматических устройств управления, построенных на базе матричных пневмоструктур

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

1 Создание общей концепции построения программно-перестраиваемых матричных пневмоструктур и разработка на основе новых принципов практических конструкций программно-перестраиваемых пневмоматриц

2 Разработка эффективного способа формализации матричной структуры на основе математической модели и методики оценки динамических характеристик пневмоматриц

3 Анализ и синтез пневматических устройств управления с перестраиваемой структурой, базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах

Основные методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы, базирующиеся на

основных законах аэрогидродинамики, теории автоматического управления, теории графов, теории булевой алгебры, теории надежности, а также метод электрических аналогий и метод подобия

Достоверность полученных результатов обусловлена корректностью исходных математических положений, аргументированностью принятых допущений, проверкой разработанных принципов на конструктивном уровне, результатами экспертизы Роспатента разработанных конструктивных и схемных решений, а также апробацией результатов диссертационной работы, на научно-технических конференциях

В диссертационной работе впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие результаты

1 Новые модели и концепция построения матричных пневмоструктур, а также разработанный на их основе подход к построению коммутационных и числовых пневмоматриц

2 Математическая модель на основе графов, позволяющая формализовать пространственную матричную структуру и сохранить в математическом представлении связи элементов программно-перестраиваемых матриц внутри рабочего объема

3 Методика моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой

4 Метод программирования матричных пневмоструктур с использованием «карт настройки памяти», а также алгоритм, обеспечивающий возможность построения программ перестройки матричных пневмоструктур

5 Методы построения и принципы схемной реализации пневматических систем управления с расширенными функциональными возможностями, имеющими инвариантную структуру и базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах

Практическая ценность результатов работы, полученных в ходе диссертационных исследований, заключается в следующем

1 Новый подход к конструированию элементов и устройств пневмоавтоматики, основанный на методе построения объемной комбинационной техники, позволит создать ряд новых пневматических устройств

2 Созданы две оригинальные конструкции программно-перестраиваемых пневмоматриц и определены области их применения

3 Полезная модель «Управляющая аппаратура регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей», является альтернативой устаревшим регуляторам контактного типа и обеспечивает программно-ориентированную настройку аппаратуры Результаты исследований в данном направлении рекомендованы для внедрения на Восточно-Сибирской железной дороге (ВСЖД)

4 Разработанные пневмоматрицы позволят упростить конструкцию и расширить функциональные возможности пневматических оптимизаторов

5 Целесообразно использование разработанной методики моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой на стадии проектирования пневматических инвариантных систем

6 Основные результаты работы позволяют разрабатывать более эффективные по сравнению с существующими системами пневматические " устройства, работающие в жестких условиях эксплуатации (высокие температуры, высокое давление, сильные магнитные и радиационные поля идр)

7 Практическая ценность и новизна подтверждена тремя патентами РФ на полезные модели

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции молодых ученых (г Новосибирск, 2006г), XII Байкальской Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (г Иркутск, 2007г), а также

на научно-технических семинарах кафедры «Управление техническими системами» ИрГУПС (г Иркутск, 2004-2007 г г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна в научно-техническом журнале «Вестник ИрГТУ» (2006 г), рекомендованном ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, и три патента на полезную модель

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений Работа представлена на 154 страницах, содержит 46 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 175 наименований, 5 приложений на 6 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования программно -перестраиваемых пневматических структур, необходимость совершенствования конструктивных и схемных путей развития пневмоавтоматики, -сформулированы основные задачи и цели диссертационного исследования, дана общая характеристика работы

В первой главе проведен системный анализ современного состояния и тенденций развития пневмоавтоматики и принципов построения пневматических средств автоматизации Показано, что современное состояние отечественной пневмоавтоматики характеризуется малым количеством разработок и исследований в этой области Это определяет необходимость возобновить научные и практические изыскания в области создания новых технических решений и их научных обоснований в направлении пневматических средств автоматизации

Приведена сравнительная оценка пневматических и микроэлектронных систем автоматического управления, отмечены положительные и отрицательные стороны систем Определены наиболее перспективные области

применения устройств пневмоавтоматики и обозначены основные проблемы их использования

Анализ современного этапа развития пневмоавтоматики показывает что, создание пневматических инвариантных систем управления является одним из наиболее важных направлений развития устройств управления технологическими процессами При большом количестве вариантов реконфигураций управляющей системы, а также при необходимости обеспечивать заданный алгоритм работы пневматических устройств, ставится вопрос о реализации программного управления пневматической системой Однако, такое управление реализуется на базе микроэлектронных устройств (ПЗУ, ПЛИС и др), что не всегда обеспечивает требуемые параметры безопасности и надежности эксплуатации

Используемые в известных пневматических комплексах «Цикл» и «Центр - Логика» программно-перестраиваемые матричные устройства, могут служить аналогом микроэлектронных ПЗУ и ПЛИС в пневмоавтоматике Однако, такие программно-перестраиваемые пневмоматрицы не получили развития в силу ряда причин, основные из которых - это ограниченный объем памяти, низкое быстродействие, значительная конструктивная сложность, использование электромеханических исполнительных элементов, неудобство перепрограммирования, значительные габариты и др

Показано, что дня создания пневматических модулей управления необходимо в первую очередь развивать конструктивные и схемные способы организации программируемых пневмоструктур Очевидна также необходимость исследования существующих схемных решений, их совершенствования и развития с целью расширения функциональных возможностей и улучшения их эксплуатационных качеств

В работе показано, что разработка перестраиваемых модулей пневмоматриц (МПМ) должна соответствовать современным тенденциям развития пневматических систем управления В первую очередь, это относится к задачам миниатюризации элементов пневмоавтоматики, повышению их

быстродействия и упрощению конструкции по сравнению с существующими решениями В этом аспекте ключевую роль должны играть принципиально новые пути построения МПМ

Моделирование элементов и пневматических устройств является основой для исследования их свойств, определения динамических характеристик и создания принципиально новых программно-перестраиваемых пневматических систем А разработка автоматизированных методов программирования МПМ позволит повысить качество программирования устройств и в значительной степени снизить трудоемкость этого процесса

В заключении главы сформулированы задачи исследования, состоящие в проведении научного системного анализа существующих пневматических средств автоматизации и определения перспективных областей применения и путей развития пневмоавтоматики, разработке новых конструктивных решений для создания пневматических программируемых модулей, исследования их свойств и динамических характеристик, разработке автоматизированных методов программирования пневматических модулей и методов моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой, анализе существующих, а также разработке и исследовании новых схемных решений в области пневматических управляющих систем на основе программно-перестраиваемых пневматических матриц

Вторая глава посвящена исследованию и разработке новой методологии создания программируемых матричных пневмоструктур, вопросам моделирования и параметрического синтеза программно-перестраиваемых пневмоструктур

Проведенный анализ существующих пневматических программно-перестраиваемых матриц позволил определить принципиально новую концепцию разработки матричных пневмоструктур, основными принципами которой являются

1) использование метода построения объемной комбинационной техники за счет управляемого межуровневого перехода в многопакетной слоистой структуре, в отличие от существующего плоскостного принципа,

2) использование, так называемого, двоичного геометрического кода (ДГК), вместо двоичного позиционного кода (ДНК) В ДГК каждым двум разрядам ДПК сопоставляется 3 выхода с комбинациями 001, 010,100,

3) использование в качестве активных пневмоэлементов (аналог диоду в электронике) ниппельных элементов или резко сужающихся пневмопроводов с выходом в основной пневмопровод

Любому числу ДПК соответствует ДГК с фиксированным числом единиц в коде Общая разрядность ДГК в 1,5 раза выше разрядности ДПК При этом в адресной шине уровень давления сигнала опроса разделяется равномерно на одинаковые потоки для каждого элемента связи заданного адреса, что невозможно выполнить при ДПК

Разработка логической модели перестраиваемых структур дозволяет формализовать подход к программированию пневматических матриц и применить математический подход к определению оптимальных вариантов программирования

Проведенный системный анализ и разработанные булевые модели определили возможность разработки новых оригинальных матричных пневмоструктур

Логическую структуру разработанных конструкций пневмоматриц можно представить в базисе И, ИЛИ, НЕ Программно-перестраиваемая матрица мембранного типа, описывается булевыми функциями вида

Л =(У\ *ъ+Уг + У3 ^ с < /2 =(>1 ^б +У2 $5+Уз ^4) с /з =(У1 -$9 +У2 ¿а + Уз ъ) с /4=(У1 ¿12+У2 ¿11+У3 5ю) с где 5;, $2, , $¡2 - настроечные входы логической пневмоматрицы (ЛПМ), У и У2> Уз - информационные входы, /5, /2, /з, - выходы ЛПМ, с- сигнал

обнуления выходов Пример, структуры ЛПМ размерностью 3x4 представлен на рис 1

I_______________________________________________________1

Рис 1 Логическая структура пневмоматрицы мембранного типа

Программно-перестраиваемая матрица с ниппельными элементами связи размерностью 3x4, описывается булевыми функциями вида

/1=(>1 $3 +У2 Э25+у3 ^ С

/2= О1 ^.б+Уг-^ «2,5+Л ^,4) с

/з=(у1 &'д 5912+У2 И Уз 57 571о) С

(У1 512 ^,12+У2 ^И 58Д1+>'з 510 57,ю) с

где 5, (г = 1, 2, 3, 7, 8, 9,7 = 4, 5, 6, 10,11, 12) - промежуточные настроечные входы ЛПМ, входящие в систему уравнений с отрицанием Назначение остальных входов и выходов аналогично предыдущей ЛПМ Рассматриваемая структура ЛПМ представлена на рис 2

Логическая модель программируемых структур позволяет определить и проверить правильность работы и принцип действия пневматических матриц Однако, такая модель не дает информации о структурной организации

объемных связей и размещении элементов внутри рабочего объема программно-перестраиваемых пневмоматриц

8] % Бз /г 54 вб /з Ь т /З БЮ 8Ц $12 Л

1 11 ' ? ^ ГЙ < II 11 ...... о в ' ? ? [& II О < 1 &[ 1

Г I ' в

г ¡¥Ь -11; ¡В-П0- Г К

о--- 1 Цг-

1 Уг

тЛ

Рис 2 Логическая структура пневмоматрицы с ниппельными элементами связи

Предложено для отображения объемной структуры пневмоматриц использовать системный граф Вершинами графа определены переходы из одной плоскости в другую, а ребрами - направление и количество переходов

Разработанная модель пневмоматриц определяет способ формализации пространственной матричной структуры с помощью графовой модели, позволяющей сохранить в математическом представлении связи элементов внутри рабочего объема устройства (см рис 3)

Л /2 /з Л

Рис 3 Графовая модель программно-перестраиваемой пневмоматрицы с ниппельными элементами связи

Вершинами графа с индексом Ь обозначены переходы в верхнюю плоскость, с индексом V - в нижнюю плоскость, а с индексом а - переход в среднюю плоскость Для наглядности изображения трехслойной структуры по периметру графа проведены линии трех уровней (плоскостей) Вершины графа Ь и V обеспечивают безусловные переходы, а переход через вершины с индексом а - зависит от соответствующего каждой из этих вершин состояния («О» или «1») Уравнение, описывающее данную модель, имеет вид

с1п ¿12 ¿13 ¿14 " Т ~Уг~

¿21 ¿22 ¿23 ¿24 У 2

¿32 ¿33 ¿34. ■Ж

где

¿11 ¿12 ¿13 ¿14 " ~«п «12 «12 «13 «14 «15 «15 «16

¿21 ¿22 ¿23 ¿24 = а21 «22 «22 «23 «24 «25 «25 «26

¿31 ¿32 ¿33 ¿34. «31 «32 «32 «33 «34 «35 «35 «36

Графовая модель матричной структуры любой сложности описывается на основе матрицы отношений, позволяющей определить открытые переходы в графе и функции на выходе графа, не прослеживая последовательно все связи сложной структуры Предлагаемый метод позволяет также определить комплексный подход к оценке эффективности и оптимизации матричных пневмоструктур

Наиболее важными показателями качества пневматических элементов и систем являются динамические характеристики, определяющие время передачи пневмосигнала внутри пневматических систем и предельную частоту их работы

Результаты моделирования позволили установить, что частота работы пневмоматрицы с ниппельными элементами связи есть функция достаточно большого числа параметров

/Оу ,1г,<1к><1с,'П,Ро,Ра>Рм,Р) =

(6-8)

'32-7? (¿е /,4,

¡Гз

6,48 10"2 п Р

+ 2

¿к (Ра+Рм)~Р \2'ё

где /у , /г - длины коммутационных каналов и пневмосопротивлений

соответственно, определяемые геометрическими размерами пневмоматрицы, (1К - внутренний диаметр соединительных коммуникаций, с1с - внутренний диаметр пневмосопротивлений, г\ - динамический коэффициент вязкости газа, Ро - давление воздуха во входных каналах пневмоматрицы, х > к,Шз -постоянные величины (показатель адиабаты, ускорение свободного падения, число я-=3,14 и скорость звука в воздухе соответственно), Р - вес подвижного элемента ниппеля, ра, рм - атмосферное давление и давление воздуха в каналах пневмоматрицы (кг/м2)

Разработанная методика оценки динамических характеристик дает возможность определить теоретически минимальную частоту работы матричной пневмоструктуры, а также установить, что величина частоты работы программно-перестраиваемых пневмоматриц в значительной мере зависит от динамических характеристик ниппельных элементов связи, определяемых конструкцией последних, геометрических размеров пневмоматриц (при /<0,15 м), входного давления в интервале значений Р0 =0-1,5*105 Па и внутреннего диаметра соединительных коммуникаций в интервале значений ¿¿=0-1* 10"3 м На графике (рис 4) представлена область решений для определения частотных характеристик информационных линий связи пневмоматриц с различными параметрами геометрии устройств, входного давления и рабочей среды

Полученная модель позволяет определить наиболее важные параметры, влияющие на частоту работы пневмоматриц, а также границы наиболее эффективного их варьирования

о о

Рг„к-Р« I, ТО

Ряс.4. График функции / (1у,11,е1к,с1с,г},Р^0) при фиксированных качениях с/,.., 1)

Разработанная конструкция предполагает возможность значительного угееличепия размерности матрицы т * п без существенного снижения ее быстродействия.

Предложен и разработан метод программирования матричных пневмострукгур с использованием «карт настройки памяти», определяемых настроечными кодами ЛПМ, а также программная модель этого метода, обеспечивающая возможность построения программ перестройки матричных гшевмоструктур. Разработана методика моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой, которая сводится к получению перестраиваемого графа связности и построения на его основе структурной схемы моделируемой системы.

В третьей главе подробно рассмотрены конструктивная реализация двух оригинальных программ но-перестраиваемых пне вмо матриц; созданы

практические приложения матричных пневмоструктур, рассмотрены схемы этих приложений на структурном и элементном уровнях, исследованы функциональные возможности устройств, построенных на основе матричных пневмоструктур

пневмоматрицы мембранного типа для пневматических систем управления дискретного действия, предполагает использование в качестве детектирующих элементов (пневмодиодов) сочетание мембраны и полых пальцев

В конструкции пневмоматрицы с ниппельными элементами связи используется принцип геометрического кодирования, заключающийся в том, что проводимость в двух соседних узлах может быть обеспечена одним основным активным элементом, устанавливаемым на пересечении входного и промежуточного каналов, связанного с двумя соседними выходными каналами вспомогательными активными элементами (рис 5) Использование принципа геометрического кодирования позволяет достичь почти 50% экономии детектирующих элементов по сравнению с существующими структурами на основе ДИК

Рис 5 Схема реализации принципа геометрического кодирования Обозначения а, Ъ и с- основные активные элементы, ё, ей/- вспомогательные

Конструктивная

реализация

программно-перестраиваемой

Каждая пневмоматрица выполнена в виде пакета, состоящего из трех плит, с установленными в выходных каналах электропневматическими клапанами для управляемого сброса пневмокоманд с выходов матрицы

Предложен вариант нестандартного применения программно-перестраиваемых матриц в конструкции пневматического оптимизатора

^к-ЕжЗ-,

н

±

[

ш

исЗЬп

±>н

Й

±

н

э

Р/ 1в

£ ЛПМ^

НИ Л зыч "Г -1

1 тЬ -4- -

УП

>-»-1—

-/Злых.

^ Зь

др-и-

Рис 6 Схема пневматического оптимизатора на базе программно-перестраиваемой пневмоматрицы

Найдено нестандартное применение матричных пневмоструктур -реализована функция элементов сравнения благодаря конструктивному решению коммутации выходов пневматической матрицы Использование запатентованных конструкций программно-перестраиваемых матриц позволяет создавать различные схемы оптимизатора для получения функции заданного вида на выходах элементов сравнения При этом в основе реконфигурации схемы лежит свойство программируемое™ пневматического оптимизатора Анализ схемных решений показал, что конструкция пневматического оптимизатора (см рис 6), построенного с использованием перестраиваемой пневмоматрицы значительно упрощается, по сравнению с известными решениями

Предложена схема регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей (рис 7), построенная на основе матричных пневмоструктур Одновременно, рассмотрена возможность расширения функциональных возможностей матричных пневмоструктур путем замены типов активных элементов

Тормозная магистраль Рис 7 Схема управления вагонным замедлителем

Регулирование давления в тормозном цилиндре 1 для каждой ступени торможения обеспечивается за счет различных временных интервалов открытия управляющих клапанов 2, 3 и 4 Временные интервалы устанавливаются по заранее заложенной программе Элементом согласования регулятора давления с управляющей системой более высокого уровня служит 4-х позиционный электропневматический клапан 5 с двумя входами и четырьмя выходами, подключаемый к пневмоматрице четырьмя выходами Два входа подключаются к тормозной магистрали и к объекту управления - тормозному цилиндру

Фактически пневматическая программно-перестраиваемая матрица обеспечивает различный расход сжатого воздуха на каждом из своих выходов, а, следовательно, и скорость нарастания давления в каждом из приемников, тем самым, регулируя время открытия управляющих клапанов

Проанализирована возможность и намечены пути создания быстропереналаживаемых мехатронных систем на основе программируемых матричных пневмоструктур В частности рассмотрен вопрос программного управления многозвенным роботом-манипулятором, основанным на применении матричных пневмоконструкций, позволяющим задавать каждое координатное перемещение манипулятора с рабочим органом в заданную точку лишь по одной команде верхнего уровня системы управления

Рассмотрен вопрос создания пневматических полей памяти, базирующихся на элементах пневмоники (струйной техники) и матричных конструкциях Работа такого пневматического устройства основана на способности запоминать траекторию движения некоторого объекта в плоском перемещении На основе полей памяти предложено создание принципиально новой системы управления робототехническими комплексами

Рассмотрен вопрос создания устройств с минорантным резервированием, на базе программно-перестраиваемых пневмоматриц

1

0,98 0,96 0,94 0,92

12 24 36 48 60 72 84

от

2осн (О

Рис 8 Уменьшение вероятности отказа при минорантном резервировании

Показано, что при минорантном резервировании микроэлектронного вычислительного преобразователя информации (ВПИ) уменьшение вероятности отказа пневматического ВПИ - Рре/0 всего в

четыре раза позволяет уменьшить вероятность отказа системы с 20 до 80 раз (рис 8)

(МО

Отношение -показывает во сколько раз уменьшится вероятность

0осн(О

отказа основной системы при минорантном резервировании Применение ВПИ, построенных на основе программно-перестраиваемых пневмоматриц, позволит значительно повысить безотказность специализированных резервированных микроэлектронных ВПИ, без заметного снижения качества функционирования резервированной системы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

На основе системного анализа развития средств пневмоавтоматики сделан вывод о том, что существующая методология построения пневматических устройств как плоскостной структуры ограничивает логическую глубину комбинационных пневмосхем, быстродействие и достижимую сложность функций управления

1 Разработаны новая концепция и метод построения объемных коммутационных и числовых пневмоматриц, которые легли в основу создания конструкций оригинальных пневмоматриц двух типов

2 Разработана эффективная математическая модель на основе графов, позволяющая формализовать пространственную матричную структуру и сохранить в математическом представлении связи элементов программно-перестраиваемых матриц внутри рабочего объема

4 Разработана методика моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой и методика оценки динамических характеристик пневмоматриц

5 Разработан метод программирования матричных пневмоструктур с использованием «карт настройки памяти», а также алгоритм, обеспечивающий возможность построения программ перестройки матричных пневмоструктур

6 Предложены схемные решения пневматических систем управления, расширяющие их функциональные возможности (пневматический оптимизатор, управляющая аппаратура регулирования давления и др)

Выполненные диссертационные исследования направлены на решение важнейших вопросов, связанных с проблемами создания новых программно-перестраиваемых пневмоматриц, пневмоэлектронных систем нового класса и систем с инвариантной структурой, обладающих преимуществами пневматических и микроэлектронных средств автоматизации одновременно

Основные публикации по теме диссертации

1 Комков АЗ Пневматические матричные структуры управления // Вестник ИрГТУ - Иркутск ИрГТУ, 2006 - № 4 - С 98

2 Комков А 3 Программная матрица для пневматических систем управления на сортировочных горках // Наука Технологии Инновации Материалы Всероссийской научной конф молодых ученых - Новосибирск Изд-воНГТУ,2006 - 42 - С 16-17

3 Комков А 3 Графовые модели структурной организации программных матриц // Информационные и математические технологии в науке и управлении Труды ХП Байкальской Всероссийской научн конф с междунар участием - Иркутск Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2007 -Т2 -С 137-143

4 Мухопад Ю Ф, Комков А 3 Перспективы применения струйной техники в системах бортовой автоматики локомотивов // Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте - Иркутск ИрГУПС, 2006 - Вып 14 - С 80-84

5 Комков А 3 Обеспечение надежности работы автоматических систем за счет применения минорантного резервирования // Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте - Иркутск ИрГУПС, 2006 - Вып 14 - С 110-115

6 Патент на полезную модель № 62717 РФ Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия / Ю Ф Мухопад, А Ф Бовкун, А 3 Комков - Опубл в бюл №12 - 27 04 2007

7 Патент на полезную модель № 64792 РФ Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия / Ю Ф Мухопад, АФ Бовкун, А 3 Комков - Опубл в бюл №19 - 10 07 2007

8 Патент на полезную модель № 63307 РФ Управляющая аппаратура регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей / АЗ Комков,ЮФ Мухопад - Опубл в бюл №15 -27 05 2007

Подписано в печать 15 08 2007 Формат 60x84'/, Бумага офсетная Печать трафаретная Гарнитура Times Уел печ л 1,4 Тираж 120 экз Заказ № 897

Отпечатано в Глазковской типографии 664039, г Иркутск, ул Гоголя, 53 Тел 38-78-40

Введение.

1. Применение пневмоавтоматики в отраслях промышленности.

1.1 Тенденции развития и современное состояние пневмоавтоматики и пневмоники.

1.2 Анализ принципов построения пневматических средств автоматизации.

1.3 Анализ пневматических средств автоматизации с перестраиваемой структурой.

1.4 Применение пневматических средств автоматизации.

1.5. Постановка задачи исследования.

1.6. Выводы.

2. Анализ и моделирование программно-перестраиваемых пневмостру ктур.

2.1 Анализ и обоснование принципов построения матричных пневмоструктур.

2.2 Логическая модель программируемых структур.

2.2.1 Программно-перестраиваемые модули.

2.2.2 Анализ логической модели программно-перестраиваемых модулей.

2.2.3 Графовые модели структурной организации программно-перестраиваемых пневмоматриц.

2.2.4 Алгоритм определения карт настройки памяти.

2.3 Моделирование пневматических систем управления с перестраиваемой структурой.

2.4 Моделирование и параметрический синтез элементов пневматических систем управления.

2.4.1 Моделирование информационных линий связи пневмоматрицы.

2.4.2 Моделирование элементов связи информационных шин пневмоматрицы.

2.6 Выводы.

3. Техническая реализация и практические приложения матричных пневмоструктур в управляющих системах.

3.1 Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы мембранного типа для пневматических систем управления дискретного действия.

3.2 Конструктивная реализация программно-перестраиваемой матрицы с ниппельными элементами связи.

3.3 Применение матричных пневмоструктур в конструкции пневматического оптимизатора.

3.3.1 Принципы построения и техническая реализация пневматического оптимизатора.

3.3.2 Синтез пневматического оптимизатора с применением матричных пневмоструктур.

3.4 Управляющая аппаратура регулирования давления.

3.5 Применение матричных пневмоструктур в робототехнических комплексах.

3.6 Создание пневматических полей памяти на основе матричных структур.

3.7 Реализация устройств автоматики с минорантным резервированием.

3.8 Выводы.

Автоматизация промышленных предприятий - одно из самых перспективных направлений развития современного производства. Развитие и интенсификация современного производства возможны только на базе полной автоматизации и механизации производственных процессов. Организация таких процессов требует разработки и применения различных автоматических систем, составной частью которых являются элементы и системы пневмоавтоматики.

Область использования пневмоавтоматики очень обширна: нефтехимические производства, космические летательные аппараты, самолето - и ракетостроение, транспортные средства, автоматические линии, роботы и др. Во многих случаях применение высоконадежных элементов и устройств пневмоавтоматики является единственно возможным способом реализовать задачи, возникающих при автоматизации производственных процессов. Целесообразность применения средств пневмоавтоматики на нижнем уровне автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), а также в специальной технике обусловлена такими их свойствами как обеспечение пожаро-и взрывобезопасности, высокие надежностные показатели, стабильная работа в условиях высокого уровня радиации и электромагнитных полей и др.

Большой вклад в развитие теории и практики по созданию пневматических систем управления, разработку новых конструкционных идей, методов моделирования и математического описания элементов и систем пневмоавтоматики, внесли известные отечественные и зарубежные ученые: Айзерман М.А., Баев А.В., Балакирев B.C., Берендс Т.К., Богачева А.В., Бройде Н.Ф., Гликман Б.Ф., Дмитриев В.Н., Ефремова Т.К., Залманзон Л.А., Ибрагимов И.А., Коган И.Ш., Лапшенков Г.И., Лемберг М.Д.,. Мухопад Ю.Ф, Нагорный B.C., Прусенко B.C.,. Сажин Б.В, Тагаевская А.А., Таль А.А., Фарзане Н.Г., Федосеев Р.Ю., Фернер В., Фудим Е.В., Шубин А.Н. и др.

Развитие пневмоавтоматики связано в первую очередь с совершенствованием существующих и созданием новых устройств, а также с развитием схемных решений пневматических систем.

Создание пневматических систем управления с перестраиваемой структурой, обеспечивающих инвариантность систем управления, является наиболее передовым направлением в развитии пневматических средств автоматизации. Для реализации таких систем в большинстве случаев программное управление осуществляется на основе микроэлектронных устройств. Существующие пневматические устройства программного управления исполнительными устройствами, имеют значительную конструктивную сложность и ограниченный объем памяти. Поэтому развитие направлений исследований в области создания программно-перестраиваемых пневматических структур и конструкционного исполнения элементов пневматических систем, а также разработка на их основе высокоэффективных пневматических средств автоматизации, является актуальным.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование новых принципов построения пневматических устройств и реализация на их основе программно-перестраиваемых пневмоматриц, а также расширение функциональных возможностей пневматических устройств управления, построенных на базе матричных пневмоструктур.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

1. Создание общей концепции построения программно-перестраиваемых матричных пневмоструктур и разработка на основе новых принципов практических конструкций программно-перестраиваемых пневмоматриц.

2. Разработка эффективного способа формализации матричной структуры на основе математической модели и методики оценки динамических характеристик пневмоматриц.

3. Анализ и синтез пневматических устройств управления с перестраиваемой структурой, базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах.

Основные методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы, базирующиеся на основных законах аэрогидродинамики, теории автоматического управления, теории графов, теории булевой алгебры, теории надежности, а также метод электрических аналогий и метод подобия.

Достоверность полученных результатов обусловлена корректностью исходных математических положений, аргументированностью принятых допущений, проверкой разработанных принципов на конструктивном уровне, результатами экспертизы Роспатента разработанных конструктивных и схемных решений, а также апробацией результатов диссертационной работы, на научно-технических конференциях.

В диссертационной работе впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие результаты:

1. Новые модели и концепция построения матричных пневмоструктур, а также разработанный на их основе подход к построению коммутационных и числовых пневмоматриц.

2. Математическая модель на основе графов, позволяющая формализовать пространственную матричную структуру и сохранить в математическом представлении связи элементов программно-перестраиваемых матриц внутри рабочего объема.

3. Методика моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой.

4. Метод программирования матричных пневмоструктур с использованием «карт настройки памяти», а также алгоритм, обеспечивающий возможность построения программ перестройки матричных пневмоструктур.

5. Методы построения и принципы схемной реализации пневматических систем управления с расширенными функциональными возможностями, имеющими инвариантную структуру и базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах.

Практическая ценность результатов работы, полученных в ходе диссертационных исследований, заключается в следующем:

1. Новый подход к конструированию элементов и устройств пневмоавтоматики, основанный на методе построения объемной комбинационной техники, позволит создать ряд новых пневматических устройств.

2. Созданы две оригинальные конструкции программно-перестраиваемых пневмоматриц и определены области их применения.

3. Полезная модель «Управляющая аппаратура регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей», является альтернативой устаревшим регуляторам контактного типа и обеспечивает программно-ориентированную настройку аппаратуры. Результаты исследований в данном направлении рекомендованы для внедрения на Восточно-Сибирской железной дороге (ВСЖД).

4. Разработанные пневмоматрицы позволят упростить конструкцию и расширить функциональные возможности пневматического оптимизатора.

5. Целесообразно использование разработанной методики моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой на стадии проектирования пневматических инвариантных систем.

6. Основные результаты работы позволяют разрабатывать более эффективные по сравнению с существующими системами пневматические устройства, работающие в жестких условиях эксплуатации (высокие температуры, высокое давление, сильные магнитные и радиационные поля и ДР-)

7. Практическая ценность и новизна подтверждена тремя патентами РФ на полезные модели.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции молодых ученых (г. Новосибирск, 2006г.), XII Байкальской Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (г. Иркутск, 2007г.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Управление техническими системами» ИрГУПС (г. Иркутск, 2004-2007 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе одна в научно-техническом журнале «Вестник ИрГТУ» (2006 г.), рекомендованном ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, и три патента на полезную модель.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа представлена на 154 страницах, содержит 46 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 175 наименований, 5 приложений на 6 страницах.

Выводы

1. Установлено, что существующая методология построения устройств пневмоавтоматики как плоскостной структуры резко ограничивает логическую глубину комбинационных пневмосхем и достижимую сложность функций управления.

2. Разработаны новые принципы построения объемных коммутационных и числовых пневмоматриц, основанные на использовании геометрического кода и использовании в качестве активных элементов пневматических диодов. Обозначенные принципы легли в основу построения оригинальных пневмоматриц.

3. Разработан способ формализации пространственной матричной структуры с помощью графовой модели, позволяющей сохранить в математической модели объемную структуру программных матриц.

4. Разработана методика структурного моделирования пневматических систем управления с перестраиваемой структурой.

5. Разработан метод программирования матричных пневмоструктур с использованием «карт настройки памяти», а также алгоритм, обеспечивающий возможность построения программ перестройки матричных пневмоструктур.

6. Разработана методика оценки динамических характеристик пневмоматриц.

7. Предложены схемные решения пневматических систем управления с расширенными функциональными возможностями, базирующихся на программно-перестраиваемых пневмоматрицах.

Выполненные диссертационные исследования направлены на решение важнейших вопросов, связанных с проблемами создания новых программно-перестраиваемых пневмоматриц. Однако, исследование программных пневмоматриц и систем управления построенных на их основе, ставят новый ряд вопросов, которые необходимо решать для, повышения эффективности систем и устройств пневмоавтоматики и гибридных (пневмоэлектронных) систем управления технологическими процессами. Дальнейшее развитие исследуемой темы может развиваться по следующим направлениям:

1. Исследование путей улучшения технических характеристик разработанных пневмоматриц и разработка новых конструкций матричных пневмоструктур.

2. Исследование вопросов эффективного согласования пневматических управляющих устройств с перестраиваемой структурой и микроэлектронных устройств.

3. Разработка и создание новых программно перестраиваемых пневмоэлектронных комплексов, на основе матричных пневмоструктур.

Исследования в указанных направлениях могут лечь в основу создания пневматических систем нового класса и систем с инвариантной структурой, которые будут обладать преимуществами пневматических и микроэлектронных средств автоматизации одновременно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена актуальному и мало исследованному направлению в области создания и моделирования программно-перестраиваемых матриц для пневматических систем управления, а также построения на их основе средств автоматики с перестраиваемой структурой.

Основной целью работы явилась разработка и исследование программных пневмоматриц созданных на основе оригинальной концепции построения объемной комбинационной техники, а также расширение функциональных возможностей пневматических устройств управления построенных на базе матричных пневмоструктур.

1. Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Химия», 1988.-288 с.

2. Алиев Р.А. Принцип инвариантности и его применение для проектирования промышленных систем управления. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 128 с.

3. Ефремова Т.К., Тагаевская А.А., Шубин А.Н. Пневматические комплексы технических средств автоматизации. М.: Машиностроение, 1987. - 280 с.

4. Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 544 с.

5. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные информационно-управляющие системы. Иркутск: ИрГУПС, 2004. 404 с.

6. Мухопад Ю.Ф., Сажин Б.В. Мостовые вычислительные и управляющие устройства. Иркутск: ИГЭУ, 1984. 180 с.

7. А.с. 1410101 СССР. ПЗУ с самоконтролем / Ю.Ф. Мухопад, Ю.Д. Чекмарев. -Опубл. в БИ., 1988. -№26.

8. Патент на полезную модель № 62717 РФ. Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия / Ю.Ф. Мухопад, А.Ф. Бовкун, А.З. Комков. Опубл. в бюл. №12. - 27.04.2007.

9. Патент на полезную модель № 64792 РФ. Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия / Ю.Ф. Мухопад, А.Ф. Бовкун, А.З. Комков. Опубл. в бюл. №19. - 10.07.2007.

10. Залманзон Л.А. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. М.: Изд-во АН СССР, 1961.-247 с.

11. Дейч М.Е. Техническая газодинимика. М.: Энергия, 1974. - 592 с.

12. Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. М.: Высш. шк., 1975. - 360 с.

13. Бройде Н.Ф. Приборы пневматической унифицированной системы в схемах автоматизации. М.-Л.: Машгиз, 1963. - 143 с.

14. Прусенко B.C. Пневматические системы автоматического регулирования технологических процессов. М.: Машиностроение, 1987. - 360 с.

15. Мухопад Ю.Ф., Комков А.З. Перспективы применения струйной техники в системах бортовой автоматики локомотивов // Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте. Иркутск, ИрГУПС, 2006. - Вып. 14 - С. 80 - 84.

16. Якубайтис Э.А. Логические автоматы и микромодули. Рига: Зинатне, 1975.-259 с.

17. Сажин Б.В., Мухопад Ю.Ф. Пневматические аналого-цифровые вычислительные устройства для обработки информации о биохимических процессах // Биохимические и технологические процессы в пищевой промышленности. Сб. науч. тр. Иркутск: ИГУ, 1979. - С. 83 -94.

18. Сажин Б.В., Мухопад Ю.Ф. Пневматические мостовые вычислители для задач измерения характеристик биохимических процессов // Биохимические и технологические процессы в пищевой промышленности. Сб. науч. тр. -Иркутск: ИГУ, 1979.- С. 140- 149.

19. Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 464 с.

20. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. М.: Высш. шк., 1999.-224 с.

21. Дорфман В.Ф., Иванов Л.В. ЭВМ и ее элементы. Развитие и оптимизация. -М.: Радио и связь, 1988. 240 с.

22. Богачева А.В., Добрынин А.Н., Завьялов В.Г. Элементы и устройства струйной техники. М.: Энергия, 1972. - 96с.

23. Короткое Ф.А., Богачева А.В., Добрынин А.Н. и др. Струйная техника в автоматике. М.: Энергия, 1977. - 168 с.

24. Балакирев B.C., Софиев А.Э. Применение средств пневмо- и гидроавтоматики в химических производствах. изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1984.- 192 с.

25. Нагорный B.C., Денисов А.А. Устройства автоматики гидро- и пневмосистем. М.: Высш. шк., 1991. - 367 с.

26. Гликман Б.Ф. Математические модели пневмогидравлических систем. -М.: Наука, 1986.-368 с.

27. Залманзон JI.A. Теория элементов пневмоники. М.: Изд-во АН СССР, 1970.-235 с.

28. Сайт Тамбовского Государственного технического университета. Режим доступа:www.polymer.tstu.ru/teach/dist obraz/uts/lab rab/pnev gidro/common.html

29. Гуров A.M., Починкин C.M. Автоматизация технологических процессов. -М.: Высш. шк., 1979.-380 с.

30. Казаков А.А., Давыдовский В.М., Казаков Е.А. Устройства автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1978. -384 с.

31. Вл. Сапожников, Б.Н. Елкин и др. Станционные системы автоматики и телемеханики. М: Транспорт, 1997. - 432 с.

32. Сайт ВНИИ автоматизации и связи МПС. Режим доступа: http://www.rfniias.ru/rfniias rus/kgml .htm

33. Воробьёв В.И., Попов С.А., Шевелева Г.И. Механика промышленных роботов. М.: Высш. шк., 1988. - Кн. 1: Кинематика и динамика. - 304 с.

34. Лесной Б. В., Малахов А. Д. Промышленные роботы. Роботизированные технологические комплексы. Структура и кинематика манипуляционных механизмов: учеб. пособие. Волгоград: ВолгГТУ, 2001. - 71 с.

35. Попов Е. П., Верещагин А. Ф., Зенкевич С. Л. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы. М.: Высш. шк., 1978. - 134 с.

36. Склярский Э.И., Барский Л.А. Пневмоэлектронные комплексы в системах управления химико-технологическими процессами М.: Химия, 1987. - 83 с.

37. Роботехника: электронный ресурс. Режим доступа: http://bio-nica.narod.ru/page6.html

38. Попов Е.П. Основы робототехники. М.: Высш. шк., 1990. - 224 с.

39. Официальный сайт ЦНИИ робототехники и технической кибернетики. -Режим доступа: http://www.rtc.ru/publication/robot-or-man.shtml

40. Newscientist / обзор иностранной прессы: электронный ресурс. Режим доступа: http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn9124

41. Кузнецов Н.К. Методы снижения динамических ошибок управляемых машин с упругими звеньями на основе концепции дополнительных связей. Автореферат дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. Иркутск: ИрГТУ, 2006. - 32с.

42. Комков А.З. Пневматические матричные структуры управления // Вестник ИрГТУ. Иркутск: ИрГТУ, 2006. - № 4. - С. 98.

43. Ланин Н.Д. Пневматические средства и системы управления, М.: Наука, 1979.-400 с.

44. Лукьянов А.В. , Самбарова А.Н. Исследование пневматической системы амортизации с переменными параметрами. // Кн.: управляемые механические системы. Иркутск: ИПИ, 1980. - С. 107 - 114.

45. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К., Лукьянов А.В. Управление колебаниями роботов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. - 320 с.

46. Василенко Н.В., Никитин К.Д. и др. Основы робототехники. Томск: «РАСКО», 1993.-478 с.

47. Сварщик: электронный информационно-технический журнал. Режим доступа: http://www.et.ua/welder/news/2001-6-6.html

48. Пневматические приборы системы «Старт»: каталог. М.: ЦНИИТЭ приборостроения, 1972. - 124 с.

49. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М.: Наука, 1973 - 464 с.

50. Комков А. 3. Обеспечение надежности работы автоматических систем за счет применения минорантного резервирования //Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте. Иркутск: ИрГУПС, 2006.-Вып. 14.-С. 110-115.

51. Энергосберегающее оборудование для пневматических систем / Новости приводной техники: электронный ресурс. Режим доступа: http://smc 138.valuehost.ru/SMC%20energysaving.pdf

52. Таль А.А. Системы и устройства пневмоавтоматики. М.: Наука, 1969. -464 с.

53. Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. М.: Наука, 1973. -528 с.

54. Панютин А.С., Шварцман А. П., Жаров А.И., Баркан А.И. Универсальные элементы и модули пневмоавтоматики: отраслевой каталог. М.: ЦНИИТЭ приборостроения, 1978. - Т. 2, вып. 1. - 82с.

55. Пневмоавтоматика для целлюлозно-бумажной промышленности /Гидравлика и пневматика: электронный журнал. Режим доступа: http://smcl38.valuehost.ru/smcfor%20paper.pdf

56. Дмитриев В.Н., Чернышев В.И. Пневматические вычислительные приборы непрерывного действия. М.: Госэнергоиздат., 1962. - 364 с.

57. О сохранении научного потенциала России / Информационный бюллетень № 14: электронный ресурс. Режим доступа: http://www.slavmir.rU/arhiv97/sibl4apr.htm#3

58. Фернер В. Пневматические приборы низкого давления. М.: Мир, 1964. -317 с.

59. Алиев Р.А., Джафаров С.М. Адаптивная САУ температурой реактора процесса ступенчато-противоточного каталитического крекинга // Нефть и газ. 1976.-№9-С. 80-84.

60. Системы подготовки сжатого воздуха: рациональный выбор и снижение затрат / Техномир: электронный журнал. Режим доступа: http://smcl38.valuehost.ru/SMC airpreparation.pdf

61. Берендс Т.К., Ефремова Т.К, Тагаевская А.А. Элементы и схемы пневмоавтоматики. М,: Машиностроение, 1968. - 246 с.

62. Агрегатный функциональный комплекс пневматических средств ЦЕНТР: отраслевой каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1975. - Т.З, вып.2. -60 с.

63. Пневматические регулирующие устройства: каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1978. - Т.З, вып.1. - 56с.

64. Пневмооборудование в черной металлургии: электронный журнал. Режим доступа: http://www.smc-pneumatik.m/an.php?uid=6

65. Берендс Т.К., Ефремова Т.К, Тагаевская А.А. и др. Элементы и схемы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1976. - 248 с.

66. Приборы контроля пневматические: каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1983. - вып.12. - 46 с.

67. Пневмоприводы с элементами гидравлики/ Новости приводной техники: электронный ресурс. Режим доступа: http://smcl38.valuehost.ru/smchvdraulics.pdf

68. Пневматические приборы системы СТАРТ: каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1973.- 124 с.

69. Пневматическая система ЦЕНТР: руководящие материалы. Алма-Ата: Наука, 1972. - 128 с.

70. Барский Е.О., Белов В.И., Склярский Э.И. Агрегатный пневматический комплекс технических средств «РЕЖИМ-1» // Механизация и автоматизация производства. 1984. -№ 11 С. 10-11.

71. В России сокращается количество собственных патентов/ Инновации и предпринимательство: информационный портал. Режим доступа: http://www.innovbusiness.ru/content/documentrAEE5CE68-1567-4DD5-B07A-68 А1С4СС01 F9.html

72. Ефремова Т.К, Тагаевская А.А., Таль А.А. и др. Пневматический агрегатный комплекс средств РЕЖИМ-1. М.: Институт проблем управления, 1982. - 60 с.

73. Берендс Т.К., Ефремова Т.К, Тагаевская А.А. и др. Построение пневматических управляющих устройств на базе аппаратуры системы ЦИКЛ-М.: Институт проблем управления, 1975. 104 с.

74. Таль А.А. Пневмоавтоматика. М.: Наука, 1974. - 140 с.

75. Официальный сайт Федерального космического агентства / НПО прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева. Режим доступа: http://www.npopm.ru/?cid=lss products pnevmo

76. Артюхов В.Л., Копейкин Г.А., Шалыто А.А. Настраиваемые модули для управляющих логических устройств. Л.: Энергоиздат, 1981. - 168 с.

77. Юдицкий С.А., Тагаевская А.А., Ефремова Т.К. Проектирование дискретных систем управления. -М.: Машиностроение, 1980. -232 с.

78. Официальный сайт ИЦ «ТРАНСЗВУК» / Технические предложения "ИЦ ТРАНСЗВУК". Режим доступа: http://www.paco.net/~transsound/predlogr.html

79. Будущее за MEMS /Новости мобильного мира: информационный портал. -Режим доступа: http://teletwo.ru/news/а-914 .html

80. Вайсблат Д.С., Хромченко Л.Х. Комплексы пневматических агрегатных средств циклической автоматики КОМПАС // Автоматизация и механизация производства. 1981.-Вып. 9.-С. 13-14.

81. Высокие технологии XXI века / Международный форум: электронный ресурс. Режим доступа: http.7/www.hitechno.ru/?page=theses2005

82. Антонов А.П. Язык описания цифровых устройств AlteraHDL. М.: ИП Радиософт, 2002. - 224 с.

83. Технология MEMS: электронный журнал BYTE. Режим доступа: http://www.bvtemag.ru/?ID=606646

84. Мировые новости /Технологический центр: электронный ресурс. Режим доступа: http://www.tcen.ru/cgi-bin/lenta/content.pl?type=3

85. Попов В.Д. Подход к оценке работоспособности КМОП ИС при многолетнем функционировании в полях низкоинтенсивного радиационного воздействия II Материалы докладов науч.-техн. сем. М .: МНТОРЭС им. А.С.Попова. - 1995. - С. 205-207.

86. Юревич Е.И. Авария на Чернобыльской АЭС и экстремальная робототехника // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. № 3. - 10 п.л. (С. 45-49).

87. Официальный сайт Уфимского государственного авиационного технического университета / К вопросу роботизации работ по ликвидации аварии на чернобыльской АЭС. Режим доступа: http://www.ugatu.ac.rU/science/conf/PB/his/kutueva.php#top

88. Горюнов В.А. Разработка метода повышения эффективности струйных управляющих устройств систем автоматического управления технологическим оборудованием. Автореферат дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -Волгоград: ВолгГТУ, 2001. 19 с.

89. Баев А.В., Салов В.М. Дроссельные регулирующие органы в системе управления. Иркутск: ИрГТУ, 2005. - 143 с.

90. Залманзон JT.A. Струйная техника автоматического управления. М.: Наука, 1965.-526 с.

91. Нефтехимическая промышленность: электронный журнал. Режим доступа: http://research.yp.ru/rus/qu2/hd599680/re515952

92. Патент на полезную модель № 63307 РФ. Управляющая аппаратура регулирования давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей / А.З. Комков, Ю.Ф. Мухопад. Опубл. в бюл. №15. - 27.05.2007.

93. Стратегия развития химической и нефтехимической промышленности /Департамент экономики химической, микробиологической и медицинской промышленности: электронный ресурс. Режим доступа: http://www.rcc.ru/Rus/LegalServices/?ID=5686

94. Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П. и др. Основы робототехники. Томск: МГП «РАСКО», 1983. - 480 с.

95. Сугак Е.В., Василенко Н.В. Надежность технических систем. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2000. - 608 с.

96. Головин В.В. Аналоговые пневматические устройства. М.: Машиностроение, 1980.- 156 с.

97. Взрывоопасные зоны, сравнение видов взрывозащиты /Индустриальные технологии: электронный журнал. Режим доступа: http://www.i-techno.ru/developers/notel 2000 l.pdf

98. Куратцев Л.Е., Цырульников И.М. Приборы размерного контроля на элементах пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1977. - 135 с.

99. Топфер Г., Шрепель Д., Шварц А. Системы пневмоавтоматических элементов релейной техники. М.: Энергия, 1972. - 87 с.

100. Чудаков Д.Д. Цифровые устройства пневмоники. М.: Энергия, 1971. -172 с.

101. Подрешетников В.А., Плотников В.М. Детали и узлы пневматических релейных устройств. -М.: Машиностроение, 1972. 193 с.

102. Лемберг М.Д. Релейные устройства пневмоавтоматики. М.: Энергия, 1966.- 124 с.

103. Автоматизация и средства контроля производственных процессов нефтяной и нефтехимической промышленности: справочник. М.: Недра, 1979. - Т. 4. - 624 с.

104. Чельцов Л.В. Измерительные устройства для контроля качества нефтепродуктов. Л.: Химия, 1981. - 261 с.

105. Некоторые вопросы обеспечения взрывобезопасности оборудования /Индустриальные технологии: электронный журнал. Режим доступа: http://www.i-techno.ru/developers/notel 1998j2.pdf

106. Эйгенброт В.М. Пневматические устройства телемеханики. М.: Энергия, 1975.-88 с.

107. Вид взрывозащиты /Индустриальные технологии: электронный журнал. -Режим доступа: http://www.i-techno.ru/developers/notel 1999 2.pdf

108. Взрывозащищенная выносная система сопряжения с оборудованием нижнего уровня АСУ ТП /Индустриальные технологии: электронный журнал. -Режим доступа: http://www.i-techno.ru/developers/note 1 20022.pdf

109. Денисов А.А., Нагорный B.C. Пневматические и гидравлические устройства автоматики. М.: Высш. шк., 1978. - 214 с.

110. Булгаков Б.Б., Кубрак А.И. Пневмоавтоматика. Киев: Техника, 1977. -190 с.

111. Атлас П.М. Средства автоматики центральной части пневматической ветви ГСП, выпускаемые заводом «Тизприбор» // Приборы и системы управления. 1970.-№ 6.-С. 18-23.

112. Бургвиц А.Г., Лагода В.И. Пневматическая система управления операцией загрузки // Пневматика и гидравлика: приводы и системы управления. М.: Машиностроение, 1979. - Вып. 6. - С. 96 - 104.

113. Склярский Э.И., Грибакин Г.И., Шиб Л.М. Автоматизированная система централизованного контроля и управления НЕФТЬ-1. М.: Химия, 1977. -168 с.

114. Дмитриев В.Н. Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Энергия, 1975.- 120 с.

115. Казинер Ю.Я. Слободкин М.С. Пневматические исполнительные устройства систем автоматического управления. М.: Энергия, 1972. - 72 с.

116. Климовицкий М.Д., Копелович А.П. Автоматический контроль и регулирование в черной металлургии. М.: Металлургия, 1967. - 788 с.

117. Мееров М.В., Дианов В.Г. Теория автоматического регулирования и авторегуляторы. М.: Гостоптехиздат, 1963. - 416 с.

118. Прусенко B.C. Пневматические регуляторы. М.-Л.: Энергия, 1966. -280 с.

119. Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов. М.: Химия, 1974. - 360 с.

120. Штейнберг Ш.Е., Хвилевицкий Л.П., Ястребенецкий М.А. Промышленные автоматические регуляторы. М.: Энергия, 1973. - 568 с.

121. Приборы для измерения давления показывающие с электрическим и пневматическим выходным сигналом: каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1976. - Т. 2. - 16 с.

122. Иткина Д.М. Исполнительные устройства систем управления в химической и нефтехимической промышленности М.: Химия, 1984. - 232 с.

123. Копелович А.П. Инженерные методы расчета при выборе автоматических регуляторов. М.: Металлургиздат, 1960. - 190 с.

124. Шумский В.М., Зырянова JI.A. Инженерные задачи в нефтепереработке и нефтехимии. М.: Химия, 1981. - 254 с.

125. Василенко Н.В., Ивашов Е.Н., Лебедев В. А. и др. Расчет и конструирование механических систем оборудования аэрокосмической и электронной техники. Томск: МГП «РАСКО», 1999. - 304 с.

126. Кусраев А.Г. Булевы алгебры и булевозначные модели // Соросовский образовательный журнал. 1997. Вып.9. - С. 116 - 122.

127. Мухопад Ю.Ф., Пашков Н.Н. Системное моделирование технологических процессов // Системный анализ в проектировании и управлении: труды X междунар. науч.-практ. конф. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. Ч. 1. - С. 127- 138.

128. Мордасов Д.М., Мордасов М.М. Технические измерения плотности сыпучих материалов. Тамбов: Тамб. гос. техн. ун-т, 2004. - 80 с.

129. Мордасов Д.М., Мордасов М.М., Трофимов А.В. Пневматические элементы и узлы в устройствах контроля состава и свойств веществ. Тамбов: Тамб. гос. техн. ун-т, 2001. - 88 с.

130. Хессе С., Пневмоавтоматика: 99 примеров применения: Фесто, 2000. -297 с.

131. Голубев B.C., Живов Н.П., Рызиков М.Л. Пневмоэлектронные системы управления химико-технологическими комплексами. М.: Химия, 1977. -319с.

132. Склярский Э.И., Широполова А.В. Агрегатные комплексы технических средств в АСУ ТП. М.: ЦНИИТЭИхим, 1981. - 67 с.

133. Богачева А.В. Пневматические элементы систем автоматического управления. М.: Машиностроение, 1966. - 239 с.

134. Лебедев И.В., Трескунов С.Л., Яковенко B.C. Элементы струйной автоматики. М.: Машиностроение, 1973. - 360 с.

135. Коган И.Ш., Сажин С.Г. Конструирование и наладка пневмоакустических устройств. -М.: Машиностроение, 1980. 124 с.

136. Буренин В.В. Новые конструкции воздухосушителей для систем пневмоавтоматики и силового пневмопривода / Автоматизация и современные технологии: электронный журнал. Режим доступа: http://www.mashin.ru/iurnal/autorart.php?id=2&autid=00245

137. Лукьянов А.В. Загрузочные устройства гибких производственных систем с модульным пневмомеханическим приводом переменной структуры// Кн.: оборудование и технология машиностроительного производства. -Новосибирск: НГТУ, 1994. С. 88 - 96.

138. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. - 736 с.

139. Емельянов А.И., Емельянов В. А. Исполнительные устройства промышленных регуляторов. М.: Машиностроение, 1975. - 224 с.

140. Рачков М.Ю. Особенности управления пневматическими системами в ракетно-космической технике // Наукоемкие технологии производства РКТ: Сб. научных трудов. М., 2001. - Вып.1. - С.267 - 273.

141. Лукьянов А.В. Исследование системы позиционирования промышленных роботов с элементами переменной структуры // Кн.: Роботы и робототехнические системы. Иркутск: ИПИ, 1986. - С. 44 - 63.

142. Залманзон Л.А. Специализированные аэрогидродинамические системы автоматического управления. М.: Наука, 1978. - 464 с.

143. Официальный сайт Festo. Режим доступа: http://www.festo.com/StartPage/Default.aspx

144. Герц Е.В. Динамика пневматических систем машин. М.: Машиностроение, 1985.-255 с.

145. Пешель М. Моделирование сигналов и систем. М.: Мир, 1981. - 304 с.

146. Лукьянов А.В., Скулин С.А. Быстродействующие манипуляционные системы с позиционным управлением // Механика и процессы управления в технологических системах. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992. -С. 188- 198.

147. Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры. М.: Академия, 2006. - 318 с.

148. Лукьянов А.В. Исследование пневматического амортизатора с воздушным демпфированием // Кн.: Управляемые механические системы. -Иркутск: ИПИ, 1984.-С.108-114.

149. Елимелех И.М., Сидоркин Ю.Г. Струйная автоматика. М.: Лениздат, 1972.-211 с.

150. Лукьянов А.В., Хвощевский Г.И. Управление позиционированием в пневматическом тормозном устройстве // Механика и процессы управления в технологических системах. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1992-СЛ13 -120.

151. Рачков М.Ю. Пневматические средства автоматизации. М.: МГИУ, 2005.-288 с.

152. Рахматуллин Х.А. Газовая динамика. М.: Высш. шк., 1965. - 722 с.

153. Мухопад Ю.Ф. Микропроцессорные системы управления роботами. -Иркутск: ИГУ, 1984. 142 с.

154. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики телемеханики и связи. М.: Маршрут, 2003. -263 с.

155. Комков А.З. Программная матрица для пневматических систем управления на сортировочных горках // Наука. Технологии. Инновации: Матер. Всеросс. науч. конф. молод, учен. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 4.2. - С. 16-17.

156. Рачков М.Ю. Оптимальное управление положением пневматического манипулятора с использованием контура наблюдения // Известия академии наук. Теория и системы управления. 2001. -№3. С. 155 - 160.

157. Справочник по средствам автоматики / под ред. Низэ В.Э., Антика И.В. -М.: Энергоатомиздат, 1983.-423 с.

158. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. -824 с.

159. Баумгартнер К., Гжезик Д., Рачков М.Ю. Автоматическое вакуумное оборудование для литья под давлением // Литье и металлургия. 1999. №4. -С. 12-14.

160. Промышленные приборы и средства автоматизации: справочник / под ред. Черенкова В.В. Л.: Машиностроение, 1975. - 388 с.

161. Балакирев B.C., Дудников Е.Г., Цирлин A.M. Экпериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. М.: Энергия, 1967. - 224 с.

162. Rachkov М., Marques L., de Almedia А.Т. Pneumatic system for automation, Textbook. University of Coimbra, Portugal, 2002.

163. Rachkov M., Crisostomo M., Marques L., de Almedia A.T. Positional control of pneumatic manipulators for construction tasks, Automation in Construction, Elsevier Science, 11(6), 2002, pp. 655-665.

164. Иващенко H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. изд. 4-е. - М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.

165. Шидловский С.В. Перестраиваемые структуры в системах автоматического управления технологическими процессами. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Томск: ТУСУР, 2004. - 256 с.

166. Лопота В. А., Юревич Е. И. Мехатроника основа интеллектуальной техники будущего // Микросистемная техника. 2003. - № 1. - С. 36.

167. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Динамика пневматических приводов машин-автоматов. М.: Машиностроение, 1964. - 236 с.

168. Прусенко B.C. Пневматические датчики и вторичные приборы. М.: Энергия, 1965.-224 с.

169. Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1973. - 412 с.

170. Лемберг М.Д. Пневмоавтоматика. М.: Госэнергоиздат, 1961. - 324 с.

171. Официальный сайт компании SMC. Режим доступа: http://www.smc-pneumatik.ru/an.php?uid=6

172. Официальный сайт ООО «Пневмоавтоматика». Режим доступа: http://www.piievmo-gidro.iTi/

173. Сайт компании «Энергосила» / Средства пневмоавтоматики: электронный каталог. Режим доступа: http://energosila.ru/catalog/section.php?SECTIONID=46Q

174. Официальный сайт ВАК. Режим доступа: http://vak.ed.gov.ru/