автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Задача повышения показателей качества оболочковых пневмосистем управления и некоторые ее решения

На правах рукописи

Чернусь Петр Павлович

ЗАДАЧА ПОВЫШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ОБОЛОЧКОВЫХ ПНЕВМОСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ

ЕЕ РЕШЕНИЯ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

19 ФЕВ 2015

005559367

Санкт-Петербург — 2015

005559367

Работа выполнена в Балтийском государственном техническом университете "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шароватов Валерий Тимофеевич

Официальные оппоненты: Новоселов Борис Васильевич,

доктор технических наук, Заслуженный деятель науки РФ, Заслуженный изобретатель РСФСР, Заслуженный конструктор РФ ОАО «ВНИИ «Сигнал», главный научный сотрудник

Богданов Александр Сергеевич, кандидат технических наук, Заслуженный изобретатель РФ, ОАО «СПМБМ «Малахит», ведущий конструктор

Ведущая организация: Федеральное государственное автономное

научное учреждение «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК)

Защита диссертации состоится «14» апреля 2015 года в 14 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.212.010.03 Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова по адресу: 190005, г. Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова и на сайте http://www.voenmeh.ru/science/dissertations.

Автореферат разослан « 12 » февраля 2015 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

(Х^1^ ю-в-петров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пневматические машины, системы пневмоприводов и устройства на их основе широко применяются в различных областях промышленности. Подавляющее большинство промышленных пневмоприводов применяются в разомкнутых системах автоматического управления (САУ) (Гамынин Н. С., Попов Д.Н., Башта Т.М., Дж. Блэкборн и др.). Разработка высокоточных пневматических САУ на основе классических исполнительных двигателей (ИД) не имеет широких перспектив применения из-за их неустранимых технологических недостатков (например, наличие трения в уплотнениях, поршневых парах, большая масса подвижных частей и т.д.). С появлением пневматических ИД на силовых оболочковых элементах (СОЭ), обладающих высокими технико-экономическими показателями, открываются широкие возможности по использованию ИД на основе СОЭ в замкнутых САУ. В пневматических САУ на базе СОЭ отмеченных недостатков нет, поэтому обосновано совершенствование их динамических и других показателей, учитывая при этом особые свойства сжатого газа.

В отечественной технической литературе можно найти высокодостоверные линеаризованные динамические математические модели ИД, построенных на основе СОЭ тянущего и толкающего типов, представленных в работах Лошицкого П.А. и Чернусь Пав.П. Принимая во внимание принцип работы СОЭ, для его описания можно применить термин силовой бесштоковый пневмоцилиндр (СБПЦ). Использование в качестве математических моделей ИД на основе СОЭ упомянутых достоверных линеаризованных моделей, позволяет построить точные замкнутые пневматические системы управления (ПСУ). Линеаризация таких математических моделей происходит в рабочей точке (РТ). Следовательно, нужно оценивать влияние отклонения текущих значений параметров математических моделей от значений параметров в РТ на показатели качества замкнутой ПСУ.

Поскольку ИД состоит из пневмораспределителя и СБПЦ, то для построения высококачетвенных ПСУ следует использовать уточненные математические модели пневмораспределителей, так как указанные линеаризованные динамические математические модели ИД включают упрощенные модели пневмораспределителей. Также существенное ограничение на использование замкнутых ПСУ накладывается таким основным недостатком пневматики, как сильная сжимаемость газа, что ведет к нежесткости

статических характеристик пневмопривода, что, в свою очередь, приводит к снижению показателей качества замкнутых ПСУ.

Таким образом, целью данной диссертационной работы является теоретическое и расчетно-экспериментальной обоснование возможности построения высококачественных замкнутых ПСУ, пригодных для широкого применения, построенных на основе СОЭ, путем уточнения математических моделей пневмораспределителей, а также разработки наглядных методов по оценке достоверности линеаризованных математических моделей СБПЦ и способов повышения жесткости ПСУ.

Достижение указанной цели носит инновационный характер и предусматривает решения в данной работе следующих основных задач:

1. Уточнить математическую модель золотникового пневмораспределителя, выполнив учет свойств потока сжатого газа, протекающего через него, с привлечением теории газодинамики.

2. Разработать наглядный метод оценки влияния отклонения значений параметров математических моделей ИД на основе СОЭ от номинальных значений, полученных в РТ, обеспечив, при этом, простоту применения метода на практике.

3. Предложить способ компенсации влияния сжимаемости газа на статические характеристики ПСУ, а также обосновать повышение показателей качества замкнутых ПСУ, построенных с использованием в качестве ИД оболочковых СБПЦ.

4. Оценить достоверность уточненной математической модели золотникового пневмораспределителя путем оценки ЛАЧХ ИД, построенных на основе оболочковых СБПЦ, полученных расчетным и экспериментальным путем.

5. Подтвердить с помощью экспериментальных исследований практическую возможность построения высокоточной жесткой ПСУ, работающей в режиме позиционирования и использующей в качестве СЧ ИД оболочковый СБПЦ.

Методы исследования базируются на применении методов теории автоматического управления, теоретической механики, элементов теории газодинамики, численных методов расчета и экспериментальных исследованиях.

Научная новизна результатов, полученных соискателем, заключается в следующем:

• выдвинута и обоснована гипотеза об учете влияния геометрии золотника на поток сжатого газа, протекающего через пневмораспределитель;

• предложен наглядный алгоритм оценки влияния разнознаковых сигналов на показатели качества систем управления;

• разработан и экспериментально подтвержден метод компенсации нежесткости пневматических систем в режиме позиционирования.

Достоверность результатов, научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе, подтверждается результатами экспериментальных исследований, а также корректностью принятых допущений и ограничений, положенных в основу соответствующих математических выкладок, математическим моделированием.

Практическая значимость результатов диссертационной работы:

• полученные научные результаты представлены в форме, доступной для широкого круга инженеров-проектировщиков, что позволяет привлечь внимание специалистов к разработке высокоточных пневмосистем на оболочковых элементах;

• при решении задачи позиционирования полученные теоретические результаты просты и наглядны, что облегчает их широкое применение;

• разработанный алгоритм выделения в системе разнознаковых сигналов позволяет широко применять его для анализа как линейных, так и нелинейных систем, минуя при этом аналитические сложности при их математической интерпретации, что позволяет, в том числе, использовать его в программах обучения студентов старших курсов.

На защиту выносятся:

1. Уточнение математической модели золотникового пневмораспределителя, учитывающее особые свойства сжатого газа, протекающего через него, с привлечением основных уравнений теории газодинамики.

2. Разработка наглядного метода оценки влияния отклонения значений параметров математических моделей ИД на основе СОЭ от номинальных значений, полученных в рабочей точке (РТ), обеспечивая, при этом, простоту применения метода на практике.

3. Метод компенсации влияния сжимаемости газа на статические характеристики ПСУ, а также обоснование повышения показателей качества замкнутых ПСУ, построенных с использованием в качестве ИД оболочковых СБПЦ.

4. Оценка достоверности уточненной математической модели золотникового пневмораспределителя путем оценки JIA4X ИД, построенных на основе оболочковых СБПЦ, полученных расчетным и экспериментальным путем.

5. Подтверждение с помощью экспериментальных исследований практической возможности построения высокоточной жесткой ПСУ, работающей в режиме позиционирования и использующей в качестве СЧ ИД оболочковый СБПЦ.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Пятые Уткинские чтения», Санкт-Петербург, 2011 г.; XXXXII Всероссийском симпозиуме «Механика и процессы управления», Миасс, 2011 г.; 24-ой Межвузовской научно-технической конференции «Военная радиоэлектроника: опыт использования и проблемы, подготовка специалистов», Санкт-Петербург, 2012 г.; Международной научно-технической конференции «Шестые Уткинские чтения», Санкт-Петербург, 2013 г.; IV Общероссийской молодёжной научно-технической конференции «Молодежь. Техника. Космос», Санкт-Петербург, 2014 г.; 3-rd DAAAM International Doctoral School, Вена, Австрия, 2014 г.; 25th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing & Automation, Вена, Австрия, 2014 г.

Публикации по теме диссертационной работы. Основные результаты диссертации изложены в 6 печатных работах, из которых 2 опубликованы в научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка используемой литературы, включающего 52 наименования и трех приложений. Работа содержит 118 страниц основного текста, (включая 22 таблицы и 74 рисунка) и 12 страниц занимают приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследования, формулируется цель диссертационной работы и содержание поставленных задач. Также

6

приводится краткая характеристика широко распространенных электропневматических дроссельных распределителей (ЭПДР) золотникового типа и примеры применения замкнутых ПСУ.

В первой главе диссертационной работы подробно рассматриваются и сравниваются основные методы управления ПСУ. В результате проведенного анализа сделан вывод о том, что для построения высококачественной ПСУ следует использовать пропорциональное управление ЭПДР.

Исполнительный двигатель пневматического типа

представляет собой совокупность двух элементов: СЧ и пневмораспределителя. На Рисунке 1 изображена функциональная схема ЭПДР золотникового типа. Передаточная функция (ПФ) ЭПДР может быть записана следующим образом:

<2ДР0)

ЭПДР

Рисунок 1 — Функциональная схема ИД

пневматического типа. ЭМУ — электромагнит управления; ЗМ

- золотниковый механизм; МехЧ -механическая часть; 3 — золотник; иу„р

- управляющее напряжение; Ру„р — управляющая сила, воздействующая на золотник; х3 - перемещение золотника; Ртт - давление питания; <2 — объемный расход ЭПДР; у - регулируемая величина.

1УДР(3) =

УдрМ

Тэ5+ 1 1 3'

где ОцрСч) — изображение по Лапласу объемного расхода ЭПДР на выходе ЗМ; иар(я) — изображение по Лапласу напряжения управления, подаваемого на ЭМУ; ¡У/х) — ПФ электромагнитной части; — ПФ

механической части; 1У3(з) — ПФ золотника; кэ - электромагнитный коэффициент передачи; км — механический коэффициент передачи; к, — коэффициент объемного расхода ЗМ; Т, — электрическая постоянная времени; 7м — механическая постоянная времени.

То есть ПФ ЭПДР можно разбить на три отдельные ПФ: электромагнитной части, механической части и золотника.

Далее уточняются ПФ механической части и золотника. Уточнение параметров ПФ ЭПДР проводилось на примере пропорционального ЭПДР золотникового типа немецкой фирмы ГеМо МРУЕ-5—1/8ЬР-010-В. Приводятся общедоступные расчетные соотношения, позволяющие рассчитать объемный и массовый расходы газа ЭПДР (Попов Д.Н., Гамынин Н.С.).

Затем рассматривается уточнение ПФ золотника, а именно на основе оценки влияние газодинамических процессов на коэффициент объемного расхода ЭПДР, который является коэффициентом передачи ПФ золотника:

к - ■ Кз —-'

На Рисунке 2 изображены разрез корпуса исследуемого ЭПДР и одна половина внутреннего объема ЭПДР, на которой показан путь протекания газа, отмечены дросселирующие окна. Выявлен путь протекания газа через ЭПДР. Вначале газ из магистрали высоко давления попадает в «кольцо» высокого давления. Далее газ через радиально расположенные дросселирующие окна 1, которые могут менять свой поперечный размер, истекает в узкий канал, образованный золотником и втулкой. Потом газ протекает через вторую пару радиально расположенных дросселирующих окон, попадая в «кольцо» низкого давления. В итоге газ попадает в магистраль низкого давления.

Рисунок 2 - Исследуемый ЭПДР: а) разрез корпуса ЭПДР; б) одна половина внутреннего объема ЭПДР При помощи теории газодинамики была получена система уравнений, описывающая значение массового расхода газа:

к.

а)

б)

— — Ар = р1-р2,

V2

А V = ^у Р>

где рп — абсолютное давление питания; 8П - абсолютная температура газа перед дросселирующим окном; рг — давление газа вначале канала; р2 -абсолютное давление газа в конце канала; 02 — абсолютная температура газа в конце канала; ра - выходное давление; ^ — коэффициент местного сопротивления; V — средняя скорость течения газа в канале; р - средняя плотность газа в канале.

Для данного ЭПДР при разных режимах работы значение коэффициента местного сопротивления \ находится в пределах от 0,15 до 2.

Тогда после решения системы, массовый расход газа через ЭПДР был определен по следующей уточненной формуле:

С = 0,039 -Ц1 ):

Ж V

Р1 = 2

Рп

+

V ^

Р п

о2©2—«

. 2

, Ь2х32

С2 ^тр

, Ь2х32

52

Рв

"Рп Р,

/

На Рисунке 3 изображен теоретический и уточненный теоретический массовые расходы газа ЭПДР при следующих начальных условиях: абсолютная температура газа 9 = 300 К; избыточное давление питания рп — 0,5 МПа ; избыточное давление выходное рп — 0,3 МПа.

0.035 . 0.03

Теоретический расход

_Уточненный теоретический

расход

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Относительное раскрытие ЭПДР, х/хт

Рисунок 3 - Теоретический и уточненный теоретический массовые расходы

газа

Построены поверхности массовых расходов ЭПДР, рассчитанных по уточненным формулам. По одной оси откладывалось относительное раскрытие ЭПДР, а по другой - отношение выходного давления к входному. Поверхности

коэффициентов массового и объемного расходов при рп = 0,5 МПа представлены на Рисунке 4.

Онтошение выходного давления к входному. Рв/Рп

Относительное раскрытие ЭПДР, х/х

0.8

Онтошение выходного давления к входному.

Рисунок 4 - Коэффициенты расхода ЭПДР: а) массовый; б) объемный Для подтверждения корректности предположений о процессах, проходящих в ЭПДР при протекании через него потока сжатого газа, был использован пакет ANSYS Fluent.

\

5.26О-01 5.0Се-01 4.73е-01 4.47е-01 4 218-01 3.958-01 3.68е-01 3.42е-01 3.16в-01 2.9С8-01 2.638-01 2.378-01 2.11е-01 1 34е-01 1.58е-01 1.328-01 1.068-01 7 94е-02 5.318-02 2.5£е-02 5.48е04

Рисунок 5 - Результаты моделирования газа через ЭПДР: а) распределение скорости; б) распределение давления; в) распределение температуры;

г) распределение турбулентной кинетической энергии На Рисунке 5 представлены результаты моделирования такого положения золотника, которое соответствует раскрытию ЭПДР на 60% и входном и выходном давлениях в 0,5 и 0,3 МПа соответственно. На Рисунке 5а представлен график распределения скоростей течения газа. Данный график

10

наглядно характеризует поток газа, протекающего через ЭПДР. Из рисунка видно (см. также Рисунок 5г), что после прохождения газа через первые два дросселирующих окна, расположенных радиально, потоки газа сталкиваются в канале, образуя турбулентное течение и создавая дополнительное местное сопротивление течению газа, уменьшающее массовый расход. На Рисунке 56 изображено распределение давления внутри ЭПДР. Анализируя полученный рисунок можно отметить, что предположение о наличии двух дросселирующих переходов в одном ЭПДР справедливо. Из Рисунка 5в видно, что температура газа меняется незначительно (±5%). Таким образом, можно сделать вывод, что результаты моделирования подтверждают сделанные предположения.

Далее производится уточнение ПФ механической части, а именно учет влияние газодинамических сил на ее параметры. После привлечения известных методов по расчету влияния струи газа, воздействующей на золотник (Гамынин Н.С. и др.), было выявлено, что поток газа практически не оказывает влияния на параметры ПФ механической части. В таблице 1 приведены значения постоянных времени и коэффициентов затухания данного ЭПДР с учетом влияния газодинамических сил на золотник и без него.

Таблица 1 - Значения постоянной времени */„ и коэффициента затухания §

Постоянная времени Г,„ 10"3 с"1 Коэффициент затухания с,

С учетом влияния газа 1,59028 0,5013

Без учета влияния газа 1,59155 0,5000

Во второй главе для наглядной оценки диапазона достоверности линеаризованный динамических моделей СОЭ представлен оригинальный прикладной алгоритм учета влияния параметрических возмущений на разнознаковые сигналы (форсирующие, демпфирующие и компенсирующие), действующие в системе, позволяющий дать быструю наглядную оценку их (сигналов) взаимодействия в формировании требуемых показателей качества системы управления. Такой алгоритм имеет следующий порядок:

1. Определить критерии, т.е. показатели качества, которые необходимо оценить как функцию от нестабильных параметров.

2. Найти и определить пути форсирующего, демпфирующего и компенсирующего сигналов, т.е. через какие устройства системы проходят данные сигналы.

3. Установить диапазон изменения варьируемых параметров тех устройств системы, которые могут быть нестабильными для данного вида дестабилизирующих факторов.

4. Установить соотношения между формой и уровнями этих сигналов и определить вклад каждого из них в исследуемый показатель качества.

5. Оценить, какой из этих сигналов доминирует в формировании искомого показателя качества.

6. Определить связь между изменением формы и уровнями сигналов и изменением параметров.

7. Определить наибольший вклад рассмотренных нестабильных параметров в форсирование, демпфирование и компенсирование системы.

8. Сделать вывод о критичности выбранного показателя качества к изменению того или иного параметра.

9. Предложить рекомендации по компенсации этого влияния на исследуемый показатель качества.

Иллюстрация предлагаемого алгоритма показана на примере анализа показателей качества системы управления фалангой пальца кисти антропоморфного манипулятора, где в качестве ИД используется СОЭ типа ПМ с возвратной пружиной, общий вид которого представлен на Рисунке 6. Структурная схема скорректированной системы управления представлена на Рисунке 7. Критерием качества, который оценивался в данной системе, была динамическая ошибка, а параметрическими возмущениями - отклонение значений параметров линеаризованной ПФ оболочкового СБПЦ от их значений в точке линеаризации. На Рисунке 8 представлены сигналы, действующие в системе, при изменении параметров точки линеаризации, соответствующей началу, середине и концу хода ПМ.

Рисунок 7 - Структурная схема скорректированной системы управления

12

Рисунок 6 Общий вид антропоморфного

Рисунок 8 - Сигналы в системе: а) в начале хода ПМ; б) в середине хода ПМ; в)

в конце хода ПМ

При помощи алгоритма было выявлено, что изменение параметров ПФ СБПЦ практически не влияет на форму и амплитуду демпфирующего сигнала. Также практически не происходит изменения формы форсирующего сигнала, что свидетельствует о малом влиянии на форсирующий сигнал изменения таких параметров СБПЦ, как постоянная времени и коэффициент затухания. Основное влияние на изменения форсирующего сигнала, а именно на его амплитуду, оказывает коэффициент передачи ПФ СБПЦ.

В третьей главе исследована возможность компенсации нежесткости статических характеристик пневмосистем, вызванная сильной сжимаемостью газа. Рассмотрены различные существующие подходы в этой области исследований.

Выявлено, что для построения жестких ПСУ, способных компенсировать изменение нагрузки и температуры газа, необходимо использовать в цепях обратной связи сигналы датчиков перемещения и давления. Вначале была исследована ПСУ, работающая в режиме позиционирования, построенная с использованием классического ИД (пневмоцилиндра). Было определено, что повышается трудоемкость обеспечения позиционирования ПСУ в положениях

штока, приближенным к граничным значениям, так как внутренний объем полостей может измениться в несколько раз, что негативно сказывается на коэффициенте усиления ПСУ.

Но такой недостаток легко устраняется применением в качестве силовой части ИД оболочковых СБПЦ. В данном случае был использован в качестве СЧ ИД СБПЦ толкающего типа. Реакция ПСУ, когда СЧ линеаризована в крайних положениях, на скачкообразное воздействие представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Реакция ПСУ на скачкообразное входное воздействие: а) на высоте

60 мм; б) на высоте 100 мм

В четвертой главе рассматривается экспериментальная часть диссертации, состоящая из двух разделов.

Целью проведения экспериментальных исследований, представленных в первом разделе, является получение динамических характеристик ИД, выполненного на основе оболочкового СБПЦ одностороннего действия невозвратного типа и ЭПДР при различных значениях внутреннего давления, и их сравнение с теоретическими результатами для того, чтобы определить насколько уточненная математическая модель золотникового ЭПДР повышает достоверность динамической математической модели ИД. Внешний вид экспериментального стенда и его пневматическая схема изображены на рисунке 10. На пневматической схеме цифрами обозначены 1-компрессор с регулятором давления и ресивером; 2 - манометр; 3 - разветвитель; 4 -регулятор давления с манометром; 5 - ЭПДР с пропорциональным управлением; 6-СБПЦ МА8-20-200-Е0; 7-ПЦ; 8-линейный потенциометр; 9 — пневмомагистраль.

Рисунок 10 — Внешний вид и пневматическая схема экспериментального стенда Были получены результаты, которые представлены на рисунке 11. Из рисунка видно, что применяемая в расчетах математическая модель ЭПДР, учитывающая особые свойства сжатого газа, практически не вносит погрешность в величину несовпадения ЛАЧХ. Это подтверждает правильность теоретических положений, связанных с учетом свойств сжатого газа при его протекании через ЭПДР, а также существенно повышает достоверность разработанной линеаризованной динамической математической модели ИД, построенного на оболочковом СБПЦ одностороннего действия невозвратного типа на основе СОЭ типа ПМ.

Экспер-т хар-ка Расч. хар-ка Уточненная расч хар-ка

ш, рад/с ю, рад/с ы. рад/с

Рисунок 11 - Расчетные ЛАЧХ и экспериментальные характеристики: а) давление в магистрали О.ЗМПа; б) давление в магистрали 0.4МПа; в) давление в

магистрали 0,5МПа Целью проведения экспериментальных исследований, представленных во втором разделе, является опытная проверка на стенде возможности реализации точного позиционирования ПСУ, где в качестве СЧ ИД используется СОБПЦ невозвратного типа толкающего действия (далее СБПЦ), построенный на

основе СО Э типа БЦ, а также экспериментальное подтверждение теоретических результатов, полученных в главе 3. Внешний вид экспериментального стенда и его пневматическая схема изображены на рисунке 12. На пневматической схеме цифрами обозначены 1—масляный компрессор Л/Ы-А1Я с регулятором давления, ресивером и системой подготовки воздуха; 2 - регулятор давления; 3 - разветвитель; 4 - пропорциональный регулятор давления; 5 - регулятор давления; 6 - СОЭ типа БЦ ЕВ-145-60; 7 -пневмоцилиндр двустороннего действия; 8 - датчик линейного перемещения.

/ - 35 с давление в рабочей полости ПЦ было увеличено на 0,2 МПа, с 0,2 МПа до 0,4 МПа. Анализ результатов экспериментальных исследований и их

сопоставление с теоретическими и расчетными результатами, полученными в Главе 3, позволяет отметить, что применение в качестве ИД СБПЦ, построенных на основе СОЭ дает возможность использования сравнительно простого алгоритма управления ПСУ, а также использование ОС по перемещению и по давлению позволяет ПСУ работать в режиме позиционирования, а также легко компенсировать существенное изменение силы нагружения.

Автор выражает искреннюю благодарность Санкт-Петербургскому филиалу фирмы ФЕСТО-РФ за предоставленное оборудование, помещение и техническую поддержку при проведении экспериментальных исследований.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполненный учет влияния свойств потока сжатого газа вносит существенные поправки в значение коэффициента расхода ЭПДР, что, в свою очередь, позволяет получить в совокупности с уточненными динамическими математическими моделями СЧ пневмодвигателей, выполненных на основе СОЭ, наиболее достоверную модель ИД в целом.

2. Предложенный в диссертации алгоритм, связанный с выделением форсирующих, демпфирующих и компенсирующих сигналов, позволяет наиболее наглядно оценить вклад каждого сигнала в общую динамику системы и влияние меняющихся в процессе эксплуатации параметров ПФ ПСУ, построенных на основе СБПЦ, на форму и амплитуду этих сигналов. Этот алгоритм может применяться для нелинейных систем, так как базируется на непосредственном наблюдении процессов, протекающих в системе. Алгоритм прост и удобен в использовании для инженеров-практиков.

3. Рассмотренный в данной работе принцип применения в ПСУ, работающих в режиме позиционирования, ОС по давлению и перемещению дает возможность обеспечить жесткость ПСУ в этом режиме. Использование в ПСУ в режиме позиционирования в качестве ИД оболочковых СБПЦ существенно упрощает синтез такой ПСУ и повышает качество управления.

4. Созданный для экспериментальных исследований специальный стенд и полученные экспериментальные результаты полностью подтверждают достоверность научных положений, представленных теоретическими расчетами в главе 1 настоящей работы.

5. Проведенные экспериментальные исследования показывают возможность построения простой, точной и жесткой ПСУ, работающей в

режиме позиционирования и использующей ОС по давлению и перемещению, в которой в качестве СЧ ИД используется оболочковый СБПЦ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ:

1. Чернусь П. П., Шароватов В. Т. О природе скрытой параметрической неустойчивости в системах автоматического управления. // том 3 Материалов ХХХХП Всероссийского симпозиума «Механика и процессы управления» - М.: РАН, 2012.-с. 60-68.

2. Шароватов В. Т., Чернусь П. П. Учет влияния свойств сжатого газа на параметры математической модели золотникового пневмораспределителя. // «Известия ВУЗов. Машиностроение» -2014, № 12, с. 22-29.

Публикации в других изданиях:

3. Чернусь П. П. Разработка системы управления фалангой пальца антропоморфного манипулятора. // Пятые Уткинские чтения: Труды международной научно-технической конференции — СПб.: БГТУ «ВОЕНМЕХ» им Д.Ф. Устинова, 2011. - с. 344-347.

4. Чернусь П. П. Связь показателей устойчивости с параметрическими возмущениями в системах управления. // Военная радиоэлектроника: опыт использования и проблемы, подготовка специалистов: 24-ая Межвузовская научно-техническая конференция, ВМПИ, 2013.-е. 263-272.

5. Чернусь П. П. Метод сигнальной оценки влияния параметрических возмущений на динамику системы. // Шестые Уткинские чтения: Труды международной научно-технической конференции - СПб.: БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 2013.-е. 299-303.

6. Шароватов В. Т., Лошицкий П. А., Чернусь П. П., Чернусь Петр П. Силовые оболочки: элементы теории и перспективы применения. // Перспективные системы и задачи управления: Труды Девятой Всероссийской научно-практической конф. - Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2014. - с. 416-426.

Подписано в печать 11.02.2015 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 3705.

Отпечатано в ООО «Издательство "J1EMA"» 199004, Россия, Санкт-Петербург, 1-я линия В.О., д.28 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru