Автореферат (1025004), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Макс.Обозн.Разм.Назначениеобозн. Знач. Знач.α1e0.03 0.035мЭксцентриситет кругового движенияα2b0.060.1мШирина пильных полотенα3t12ммТолщина пильного полотнаα4e100.08мЭксцентриситет натяженияα5hb0.10.2мРасстояние hbα6mb01кгМасса противовесаα7F05002000НВеличина силы натяженияα8n2000 3000 об/минЧастота вращения валовНа основе соотношений, разработанных в третьей главе, созданакомплексная математическая модель ПБ. Модель позволяет в достаточной мере9описать функциональные характеристики станка.

Она содержит 8 управляющихпараметров, 9 функциональных ограничений и 9 критериев качества (Таблица1÷Таблица 3). Модель включает в себя формулы и алгоритмы, позволяющие позаданному вектору управляющих параметров автоматически провестивычисление всех критериев качества станка с учетом функциональныхограничений (Рис. 11).Таблица 2.Функциональные ограниченияОбозн. огран. Назначениеf1≤0Условие для отстройки резонансных режимов полотенУсловие устойчивости плоской формы пильного полотна подf2≥0действием инерционных сил при рабочей частоте вращенияf3≤0Условие балансировки пильного модуляf4≥0Условие на величину силы натяжения полотнаf5≥0Условие прочности полотнаf6≥0Условие долговечности полотнаf7≥0Условие жесткости полотнаf8≥0Условие устойчивости плоской формы полотна при пиленииf9≥0Условие на величину собственной частоты колебанияТаблица 3.Критерии качестваОбозн.

Разм.НазначениеФ1кгСуммарная масса полотна и противовесовФ2мГабаритный размерФ3ГцСобственная частота колебания пильного модуляФ4об/мин Критическая частота вращения валовФ5НСила натяжения полотнаФ6об/мин Рабочая частота вращенияФ7НУстойчивая способность полотна при резанииФ8Н/мм Начальная жесткость полотнаФ9ммТолщина полотнаДля управления процессом многокритериального проектирования ПБ сцелью нахождения рациональных согласованных решений, удовлетворяющихтребованиям всех участников ЖЦ станка, автором предложен метод визуальноинтерактивного анализа. Основная идея метода заключается в использованиисовременных методов однокритериальной оптимизации в качестве инструментадля нахождения допустимых решений многокритериальной проблемы.МВИА включает следующие шаги (Рис.

11 и Рис. 12):1. Формирование диапазоновуправляющих параметров [minαi, maxαi];функциональных ограничений и критериев качества Фi, i =1…М. Где М –количество критериев качества.2. Решение задачи однокритериальной оптимизации для каждого критерияотдельно, и нахождение предельных наихудших MAXФi и наилучших MINФi10значений. Для удобства, максимизируемые значения критериев берутся сотрицательными знаками.ограничения,1  Критериальныеназначенные лицом,заказчикконструкторпринимающим решения (ЛПР)синтезЖеланные диапазонызначения критериевтехнолограсчётчикMAX Mmax  N M min  Nmin  3min1min imax1min  imax i 1 min 1MAX1 i Реализация наоснове мат. моделиMAX iN-мерное пространствоуправляющих параметровM-мерное пространствокритериев качестваОграниченияРис.

11. Модель многокритериального синтеза ЖЦ пильного блока станка3. Определение порядка значимости критериев.4. Назначение в порядке значимости ограничений для критерия [Фi] лицом,принимающим решение (ЛПР) и решение задачи однокритериальнойминимизации для всех оставшихся менее значимых критериев.5. Проверка, удовлетворяют ли найденные минимальные значения minФiоставшихся критериев требованиям специалистов. Если нет, делаетсяуступка для назначенного критерия. Если да, то назначается ограничение дляпоследующего критерия.ЗначениекритериевMAXФ1 MAXФ2MAXФiMAXФM-1 MAXФM……………[Ф1][Ф2][Фi][ФM-1][ФM]…………minФM-1minФM……Направление minФ1улучшения…minФ2minФi…………MINФ1MINФ2MINФiMINФM-1MINФMПредельные наихудшие значенияКритериальные ограничения[Фi], назначенные ЛПРЛучшие значения критериев сучетом критер.

ограниченийПредельные наилучшие значенияКритерия качестваРис. 12. Интерактивная таблица. Максимизируемые значения критериевИнтерактивнаятаблицазнакамиберутсяс отрицательными6. Повторяются шаг 4 и 5 до задания ограничений для (M-1) критериев.MAXФ1 MAXФ2……[Ф1][Ф2]…MAXФiMAXФM……[Фi]…[ФM]117. На основе заданных (M-1) критериальных ограничений, находятсярациональные согласованные решения.Использование МВИА предоставляет следующие возможности:• Контроль информации об областях значений критериев и их изменении впроцессе решения.• Визуальное представление с помощью интерактивной таблицы,позволяющие оценить «стоимость» улучшения одного из критериев, и еговлияние на остальные критерия, значения которых могут ухудшаться.• Помощь в выборе разумных критериальных ограничений, при которыхсуществуют согласованные решения.• Автоматический поиск рациональных решений, удовлетворяющихтребованиям ЛПР.Пятая глава посвящена процессу управления многокритериальнымпроектированием ПБ с использованием авторской программы «VIAM»,реализованной на основе МВИА.

Программа VIAM составлена на языке Mapleи предназначена для автоматизированного исследования ПБ и поддержкипринятия решений при его проектировании. На основе диапазоновуправляющих параметров и функциональных ограничений, найдены1 - дляРассмотрениекритериев которые введены в интерактивнуюпредельныеСитуациизначениякаждого 7критерия,таблицу (Рис. 13 и Таблица 4).Предельные 2.72наихудшиезначения1.06–50–30002000–2000–50–997[-1238]2.0[-4200][1.70][1550]Значениекритериев1[-2760][-111][0.5][Фi]Предельныенаилучшие 0.37значения Ф10.86Ф2–124Ф34Критериальные ограничения,назначенные ЛПР–9800–3000871Ф6Ф5Ф4Критерия качества–4003Ф7–123Ф81.1Ф9Рис. 13. Ситуации 1 – назначены пороговые значения для 7 критериев1 ,  3 ,  4 ,  5 ,  6 ,  7 ,  9 . 1 – ситуация 1, 4 – существующий станокДля удобства сравнения,существующего станка.12представленызначениякритериевдляСитуации 2 - Рассмотрение 4 критериевПредельныехудшиезначения2.72 1.06–50–3000 2000 –2000 –997–502.0Значениекритериев4Направлениеулучшения2[Фi][0.8][-2850][982]ПредельныелучшиезначенияПредельныехудшиезначенияЗначениекритериев0.37 0.86Ф2Ф1–124 –9800Ф3Ф4871Ф5Критериальныеограничения,назначенные ЛПР–3000 –4003 –123 1.1Ф6Ф7Ф8Ф9Рис.

14. Ситуации– назначены ограниченияКритерия 2качестваСитуации3 – Улучшение 5критериевдля4 криетерев1, 5 , 6 , 9  .Оставшиеся критерия - удовлетворительные2–ситуация 2, 4–существующий станок2.72 1.06–50–50–3000 2000 –2000 –997[-55]3[1.5]4[-80][-7000] [1300][Фi][1.1][-2800]0.37 0.86Ф2Ф12.0[-1400][1.0]НаправлениеулучшенияПредельныелучшиезначения[1.47]–124 –9800Ф3Ф4871Ф5Критериальныеограничения,назначенные ЛПР–3000 –4003 –123Ф6Ф7Ф81.1Ф9качестваРис. 15.

Ситуации Критерия3 – назначеныограничениядля всех 9 криетерев.3–ситуации 3, 4–существующий станокСценарийвпервойситуации, предполагает, чтонаосноветребованиязаказчика,специалистамивыбраны7 наиболееважныхкритериев1 ,  3 ,  4 ,  5 ,  6 ,  7 ,  9 ,значенияостальныхкритериевнеограничиваются. Решениеосуществляетсяпоизложенному выше методувизуально-интерактивногоанализа.Впроцессеобсуждения,назначениякритериальных ограниченийи уступок, участвуют всеэксперты.Найденноерациональное согласованноерешение представлено наРис.

13 и в Таблице 4. ВТаблице 4 и на Рис. 14 ÷Рис.15представленырациональные решения посценариям второй и третьейситуации.Отличиеотпервойситуациизаключается в количестверассмотренных критериев изначениях критериальныхограничений.Таблица 4.Рациональные согласованные решения в трех ситуацияхВариантыMAXФiMINФiСущест.станокСитуация1Ситуация2Ситуация3iαiФiαiФiαiФiαiФi12,720,370,0301,350,0300,500,0300,6950,0331,0421,060,860,081,0500,0601,0540,0621,0460,0790,9623-50-1241,47-901,70-111,61,468-79,11,47-80,04-3000-98000,04-30470,002- 41630,061- 74270,058- 7263520008710,1601500,00,2001550,30,196982,00,1511267,96-2000-30000,50-2000,00,07-2798,30,18-28520,31-2861,77-997-20001500-15071550-1238982-12571267-15848-50-40032000-552798-57,52852-50,22862-55,59211,47–1,70–1,47–1,4713РешениеДиапазоны изменения управляемых параметров21На Рис.16 представленыдиапазоныизмененияуправляющихпараметровс пакетом«VIAM»полученных решений в пространстве параметроврациональных решений в пространстве параметров.0.0350.120.080.2120003000 МаксимальныезначенияСущест.станокСитуация 1Ситуация 2Ситуация 30.0310.06213040.1506500720008МинимальныезначенияЧастотаЭксцентр.СилаЭксцентр.

РасстояниеМассаШиринаТолщина управляющихРис. 16.Диапазоныпараметрови рациональныепараметрывращениякругового пильныхнатяжения,натяжения,Против. ,пильныхhb,пильноговалов,движения, полотен,Нмкг модуляполотен, конструкциимоб/минм Различныемммконструктивныесхемы пильного модуляв соответствиисполученными решениями представлены на Рис. 17. Каждое решениесоответствует одному из возможных вариантов изготовлений ПБ.а) Решение вситуации 1б) Решение вситуации 2в) Решение вситуации 3Рис. 17. Различные конструктивные схемы пильного модуля в соответствии сполученными решениямиДля подготовки производства ПБ выбран ЛПР вариант 3.Конструирование ПБ реализовано в среде программного комплекса UnigraphicsNX. На Рис. 18 приведены результаты расчета конструкции ПБ в средепрограммных комплексов - NX Nastran и APM WinMachine.

Полученныерезультаты численных экспериментовподтверждают правильность и14преимуществаполученныхрациональныхразработанных с помощью программы VIAM.схемпильногомодуля,а)б)в)д)Рис. 18. Конструирование и анализ ПБ на основе полученных рациональныхпараметров в среде программного комплекса Unigraphics NXа) 3D- модель, б) анализ напряженно-деформированного состояния,в) расчет собственной частоты колебания, д) анализ устойчивостиОБЩИЕ ВЫВОДЫ1. Создана комплексная методика автоматизированного управления процессомпринятия решений при многокритериальном проектировании наукоемкихтехнических изделий на основе концепции ЖЦИ, обеспечивающаясовместимость и интеграцию АСУТП, АСТПП и АСУП.2.

Характеристики

Список файлов диссертации