Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск
№ 2 (2019)

МЕХАНИКА

1-12 102
Аннотация

В процессе отработки конструкции объекта проводят предварительные исследования, включающие моделирование (математическое, физическое или их сочетание) и всесторонние испытания. При физическом моделировании, основанном на методах теории подобия и размерностей, подготовительные этапы реализуют на основе адекватной математической модели объекта или углубленного описания его физических свойств. При стендовых испытаниях наиболее сложны проблемы воспроизведения воздействий в виде интенсивных одиночных ударных импульсов. При испытаниях на ударных стендах в зоне контакта устанавливают специальный, в общем случае упругопластический, деформируемый при ударе элемент (крешер). Полуэмпирическая теория удара основана на предположении о возможности учета только местных (локальных) упругопластических деформаций. Исследование ударного процесса сначала проиллюстрировано на основе использования метода физического моделирования. При этом обоснованы два независимых критерия подобия ударных процессов. Затем, на основе анализа и численного решения дифференциального уравнения удара показано, что вытекающий из теории подобия и размерностей безразмерный комплекс может быть использован для раздельного определения основных параметров ударного процесса  при заданных  условиях удара – длительности переднего фронта нагрузки и максимальных значений контактной силы (перегрузки) и локальной деформации. Приведены экспериментальные данные, полученные с помощью вертикального пневматического ударного стенда и обладающие малым разбросом относительно расчетных зависимостей. Кратко рассмотрены особенности процесса в случае упругопластического удара удлиненного тела типа стержня. Предложен критерий, позволяющий количественно оценить относительную степень влияния волновых процессов при этом варианте удара и обосновать условия, при которых ударяющее тело можно рассматривать как твердое.

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

13-33 113
Аннотация

В обьемных гидроприводах для управления скоростью движения выходного звена исполнительного гидродвигателя (гидроцилиндра или гидромотора) традиционно используют два способа регулирования – объемный и дроссельный. При объемном регулировании питающая установка использует регулируемый по давлению объемный насос, в результате чего невозможно или затруднено раздельное и независимое регулирование скорости движения выходных звеньев гидроцилиндров. В дроссельном регулировании проявляется существенная зависимость скорости движения выходного звена от преодолеваемой им нагрузки, низкий КПД гидропривода и связанный с этим интенсивный нагрев рабочей жидкости, а также большие энергетические потери. Однако в конструктивном исполнении, ввиду отсутствия дорогостоящего регулируемого насоса, такой способ регулирования намного дешевле и может быть использован в многоканальном гидроприводе с централизованной питающей установкой.

В зависимости от локализации дросселирующего устройства в схеме гидропривода, различают схемы с последовательным включением дросселя (первичное или вторичное регулирование) и параллельным включением дросселя (регулирование методом перепуска рабочей жидкости). Схема вторичного регулирования, создающая подпор на сливе исполнительного гидродвигателя, предпочтительнее, в силу того, что она обеспечивает повышенное давление в обеих полостях исполнительного гидродвигателя и, соответственно, отсутствие в рабочей жидкости пузырьков нерастворенного воздуха. Выделяемое в дросселе тепло отводится непосредственно в бак, а подпор на сливе снижает уровень опасности последствий аварийной ситуации, в случае несанкционированного изменения знака преодолеваемой нагрузки. Основной оценкой качества регулирования является вид нагрузочных характеристик, иными словами, зависимостей скорости движения выходного звена и развиваемой им мощности от преодолеваемой нагрузки, а также, эффективность регулирования (значение суммарного КПД регулирующей и исполнительной подсистем гидропривода). Определенный интерес представляет зависимость динамики и кинематики гидропривода от способов регулирования.

В предлагаемой работе, на основе разработанных математических моделей и их апробации для конкретных типоразмеров гидроцилиндров, получены численные значения нагрузочных характеристик и зависимостей суммарного КПД от величины преодолеваемой нагрузки. Показано, что крутизна скоростной нагрузочной характеристики исполнительного гидроцилиндра и знак ее производной определяются способом дроссельного регулирования. Наибольшая мощность, развиваемая выходным звеном гидродвигателя, смещается в область нагрузок, составляющих 50…70% их максимального значения.

В результате теоретических исследований с использованием численных методов расчета разработана методика выбора способа дроссельного регулирования с оценкой его качества и эффективности. Результаты выполненных исследований расширяют возможности прогнозирования динамики и кинематики выходного звена гидропривода на этапе его инженерного проектирования.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

34-60 84
Аннотация

Для адаптивных оптических систем (АОС), устанавливаемых в оптический тракт лазерных установок авиационного базирования, характерным является наличие изменяющихся входных световых сигналов. Эти сигналы обрабатываются датчиком волнового фронта. Качество коррекции волнового фронта излучения зависит от того, насколько правильно будет принят и обработан быстро изменяющийся входной сигнал. При работе с такими сигналами применяют адаптивную фильтрацию (АФ), которая позволяет автоматически приспосабливаться (адаптироваться) к изменяющимся условиям входного сигнала. Адаптивная фильтрация применяется в алгоритмах управления адаптивными оптическими системами.

В работе даны краткие теоретические основы АФ в применении к АОС. АФ с обратной связью может применяться для: а) предсказания, б) идентификации неизвестной системы, в) выравнивания характеристик, г) подавления помех. Суть адаптивной фильтрации сводится к управлению весовыми коэффициентами входного сигнала, которые складываются в выходной сигнал. В процессе управления минимизируется разница между опорным и выходным сигналами. Математически это сводится к определению глобального минимума целевой функции. Среди методов поиска этого минимума рассмотрены следующие: метод Ньютона, метод наискорейшего спуска и его модифицированный вариант – метод наименьших квадратов (LMS), рекурсивный алгоритм АФ по критерию наименьших квадратов (RLS). Сформулированы требования к выбору адаптивного алгоритма.

Рассмотрено непосредственное применение методов АФ в алгоритмах управления АОС, входящих в бортовые лазерные установки. Проанализированы работы как по усовершенствованию функционирования классических контуров управления АОС (построенных на основе ПИД-регуляторов с фиксированными во времени усилениями) добавлением в схему различных адаптивных устройств, так и прямым использованием адаптивных фильтров и алгоритмов управления, связанных с ними. Адаптивная фильтрация дала положительные результаты как в подавлении множественных узкополосных вибраций, присущих самолету-носителю, так и широкополосных дрожаний за счет турбулентной атмосферы, включая аэро-оптические аберрации волнового фронта лазерного излучения.

Для более успешного применения методов адаптивной фильтрации к задачам управления АОС требуется дальнейшее осмысление и исследование возможностей их практической реализации для конкретных применений адаптивной оптики.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)