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

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь» К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ Заведующий кафедрой __________А.И. Годяев «____»________2016 г.

ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИМ ВИБРАЦИОННЫМ СТЕНДОМ Пояснительная записка к магистерской диссертации

МД 27.04.04 ПЗ – УТ2

Студент гр.УТ2 Е.С. Кутузова

Руководитель Е.А. Шеленок (доцент, к.т.н., доцент)

Нормоконтроль Н.А. Пельменёва (доцент)

Хабаровск-2016

Техническое задание

ОТЗЫВ

на магистерскую диссертацию «Исследование алгоритмов системы автоматического управления электродинамическим вибрационным стендом»

студента Кутузовой Е.С. Институт УАиТ, ДВГУПС.

(фамилия, инициалы) (наименование УСП)

Магистерская диссертация содержит пояснительную записку на 95 страницах и 6 чертежах.

Во время работы над магистерской диссертацией студентка Кутузова Е.С. проявила активность и самостоятельность, быстрое освоение новых стандартов и технологий.

Раскрытие темы выполнено последовательно, на глубоком уровне. Пояснительная записка подробно описывает решение задачи с раскрытием ключевых понятий с приведением большого количества рисунков, что позволяет наиболее полно демонстрировать ход решаемой задачи. При раскрытии темы студентка Кутузовой Е.С. были проведены исследования, сравнительный анализ, самостоятельно найдены схемотехнические решения, даны их объяснения и обоснования. В пояснительной записке показаны широкие познания в области информационных технологий, умение использовать техническую документацию.

В работе произведено сравнение различных законов регулирования при исследовании управления вибрационным стендом.

Графический материал выполнен в соответствии с требованиями ГОСТа, качественно и информативно. Задачи, решаемые студенткой Кутузовой Е.С., являются актуальными ввиду необходимости сокращения затрат на исследование характеристик виброустойчивости, и их более точное исследование. Исходя из этого, считаю, что магистерская выпускная квалификационная работа студентки Кутузовой Е.С. заслуживает высокой оценки и может быть рекомендована к внедрению.

Руководитель ВКР _________________________________ «10» июня 2016 года (подпись)

Annotation

Vibration tests with a sinusoidal profile of fluctuations are the most important for engineering production. For receiving the specified form of fluctuations so-called electrodynamic vibration installations which basis of work is transformation of variable electrodynamic force to mechanical oscillations, as a rule, are used. By means of such vibroinstallations tests of samples of materials, details, knots of the machinery and appliances in rather wide range of frequencies are carried out. At the same time the frequency of the fluctuations operating on the studied object can be a constant or vary under a certain law. Modern automatic vibroprobing systems are under construction on the basis of the computer that allows to form, first, programmatically a necessary profile of fluctuations and, secondly, it is rather easy to recustomize system in case of the changing requirements to parameters of her functioning.

In the real work the possibility of use of the constructed systems for management of standard operating modes of the test vibration bench is considered. At the same time for the specified object robastno-periodic contours of management in case of application of two types of sensors of vibrations – the optical vibroconverter and the piezoelectric accelerometer are under construction. For the analysis of work of systems with a frequency of fluctuations demanded fixed and switching computing experiments are made. We will carry out procedure of creation of hybrid control systems of dynamic objects of periodic action by means of the method of continuous models allowing to use results of synthesis of continuous algorithms of the regulator for formation of a discrete contour of management. On the basis of the described results on the basis of the mathematical Matlab environment the software package of imitating modeling intended for research of process of work of a control system of the test vibrostand both with a classical contour of management, and with the offered robastno-periodic regulator has been developed.

Реферат

Магистерская диссертация 95 страниц, 40 рисунков, 30 источников, 6 чертежей.

Ключевые слова: вибрационный стенд, ПИ-закон регулирования, дискретные алгоритмы систем управления, робастно-периодические системы управления, критерий гиперустойчивости.

Важным этапом производства конструкций различного назначения являются вибрационные испытания, предназначенные для определения их прочности и долговечности. Для ряда современных отраслей, таких как оборонная и космическая промышленность, железнодорожная и авиационная индустрия, строительство, особую роль играют испытания, при которых исследуемое устройство подвергают воздействию механических колебаний с определенной амплитудой и частотой. Вибрационные испытания важны при построении систем диагностики неисправностей и предотвращения сбоев механических устройств.

На основании результатов опытов в работе рассматривается возможность применения робастно-периодического регулятора в системе управления электродинамической вибрационной установки с пьезоэлектрическим акселерометром, а также классический закон регулирования, при фиксированной и переключающейся требуемой частоте колебаний стола стенда. Для исследования качества работы системы с использованием прикладного пакета Matlab строится ее компьютерная модель и проводится имитационное моделирование.

Результатом исследования выявлено, что применение робастно- периодического контура управления дает наиболее лучшие результаты в сравнении с классическим законом регулирования.

Paper

Thesis 95 page, 40 drawings., 30 sources.

Keywords: vibration stand, PI-law of regulation, discrete algorithms of management systems, robastno-periodic management systems, criterion of hyper stability.

Important production phase of designs of different function are the vibration testing intended for determination of their durability and durability. For a number of modern industries, such as the defense and space industry, the railway and aviation industry, construction, play a special role testing in case of which the researched device is subjected to impact of mechanical oscillations with a certain amplitude and frequency. Vibration testing are important in case of creation of systems of diagnostics of defects and prevention of failures of mechanical devices.

Based on results of experiences in work the possibility of use of the robastno-periodic regulator in a management system of electrodynamic vibration installation with the piezoelectric accelerometer, and also the classical law of regulation is considered, with the fixed and switching required frequency of fluctuations of a table of the stand. For research of quality of work of system with use of an applied packet of Matlab its computer model is under construction and imitating modeling is carried out.

By result of research it is revealed that application robastno-a periodic contour of management yields most the best results in comparison with the classical law of regulation.

Содержание

Введение 9

1 Теоретическая часть 11

1.1 Системный анализ и математические модели 11

1.1.1 Системный подход и управление 11

1.1.2 Понятия системы, среды 12

1.1.3 Классификация систем 19

1.1.3.1. Классификационные признаки систем 20

1.1.3.2. Классификатор систем по управлению 24

1.2 Управление в условиях априорной неопределенности 27

1.2.1 Условия структурного согласования объекта и модели 30

1.2.2 Синтез по критерию гиперустойчивости беспоисковых систем адаптивного управления 35

1.2.3 Положительность динамических систем 40

1.2.4 Этапы синтеза беспоисковых систем адаптации 45

2 Построение гибридных робастно-периодических систем управления 47

2.1 Дискретные алгоритмы систем управления объектами с относительным порядком h = (n – m) = 1 47

2.2 Цифровые контуры управления систем для объектов с относительным порядком h = (n – m) > 1 50

2.3 Имитационное моделирование гибридных периодических систем 52

3 Управление испытательным электродинамическим вибрационным стендом 63

3.1 Описание исследуемой вибрационной установки 63

3.2 Управление вибрационной установкой с оптическим виброизмерительным преобразователем 68

3.3 Управление вибрационной установкой с пьезоэлектрическим акселерометром 80

Заключение 90

Список использованных источников 92

Введение

В настоящее время возникают все более сложные задачи, связанные с проектированием и внедрением автоматических систем управления различным технологическими процессами и техническим оборудованием. Н ео бх од им ос ть р аз ра бо тк и п од об ны х с ис те м с вя за на с у пр ав ле ни ем у ст ро йс тв ам и, п ро из во дя щи ми р аз ли чн ые в ид ы д ет ал ей и ли з аг от ов ок, к от ор ые д ол жн ы и ме ть в ес ьм а в ыс ок ие к ач ес тв ен ны е п ок аз ат ел и. О сн ов но й з ад ач ей п ро ек ти ру ем ых а вт ом ат ич ес ки х с ис те м я вл яе тс я п ов ыш ен ие д ан ны х п ок аз ат ел ей. А т ак же а кт уа ль ны з ад ач и п ос тр ое ни я н ов ых э не рг оэ фф ек ти вн ых с ис те м а вт ом ат ич ес ко го у пр ав ле ни я.

П ри и сс ле до ва ни и т ех ни че ск их у ст ан ов ок и у ст ро йс тв, п ре дн аз на че нн ых д ля п ро из во дс тв а с ер ий ны х и зд ел ий и ли и сс ле до ва ни я п ро чн ос ти к он ст ру кц ий, р аз ра бо тч ик ам и с ов ре ме нн ых а вт ом ат ич ес ки х с ис те м р еш аю тс я з ад ач и п ро ек ти ро ва ни я т ак н аз ыв ае мы х п ер ио ди че ск их с ис те м у пр ав ле ни я, к от ор ым п ри су щ п ер ио ди че ск ий х ар ак те р и зм ен ен ия з ад аю щи х и в оз му ща ющ их в оз де йс тв ий. К с ис те ма м д ан но го к ла сс а, в ч ас тн ос ти, о тн ос ят ся п ро мы шл ен ны е р об от ы-м ан ип ул ят ор ы, т ок ар ны е с та нк и с а вт ом ат из ир ов ан ны м п ри во до м п од ач и р еж ущ ег о и нс тр ум ен та, с ис те мы о пт ич ес ко го с ка ни ро ва ни я, с ис те мы у пр ав ле ни я и сп ыт ат ел ьн ым и в иб ра ци он ны ми с те нд ам и и д ру ги е.

С т оч ки з ре ни я т ео ри и у пр ав ле ни я, б ол ьш ин ст во с ов ре ме нн ых т ех ни че ск их у ст ро йс тв р аз ли чн ог о н аз на че ни я я вл яю тс я с ло жн ым и н ел ин ей но-н ес та ци он ар ны ми д ин ам ич ес ки ми о бъ ек та ми, п ро ек ти ро ва ни е с ис те м у пр ав ле ни я к от ор ым и т ре бу ет п ри ме не ни я о со бы х п од хо до в. К ро ме э то го, н а п ра кт ик е ч ас то п ри хо ди тс я с та лк ив ат ьс я с с ит уа ци ей, к ог да п ос тр ое ни е а вт ом ат ич ес ко й с ис те мы д ля н ек от ор ог о о бъ ек та о су ще ст вл яе тс я в у сл ов ия х н еп ол но й и нф ор ма ци и о е го п ар ам ет ра х (а пр ио рн ой н ео пр ед ел ен но ст и), ч то м ож ет б ыт ь о бу сл ов ле но н ед ос та то чн ой т оч но ст ью м ат ем ат ич ес ко й м од ел и о бъ ек та и н ес та би ль но ст ью е го в ну тр ен ни х п ар ам ет ро в. Т ак же в се гд а п ри хо ди тс я у чи ты ва ть н ег ат ив но е в ли ян ие н а п ро це сс р аб от ы с ис те мы в не шн их в оз му ще ни й, и ме ющ их р аз ли чн ую п ри ро ду в оз ни кн ов ен ия. П ом им о а пр ио рн ой н ео пр ед ел ен но ст и и в не шн их н ек он тр ол ир уе мы х в оз му ще ни й п ри р аз ра бо тк е у пр ав ля ющ их с ис те м н ео бх од им о т ак же у чи ты ва ть я вл ен ие з ап аз ды ва ни я [2,4,6].

Хоро шо и зв ес тн о, ч то о дн им и з н аи бо ле е ц ел ес оо бр аз ны х с по со бо в п ос тр ое ни я с ис те м у пр ав ле ни я д ин ам ич ес ки ми о бъ ек та ми, р аб от аю щи ми в у сл ов ия х н ео пр ед ел ен но ст и, н ел ин ей но ст и и н ес та ци он ар но ст и с во их п ар ам ет ро в, я вл яю тс я м ет од ы т ео ри и а да пт ив но го

[2,6,9,20,25], робастного [1,14,15,16,18,20,21,22,24,25,27], а также нейро-нечеткого управления [7,8,10].

Еще одной важной особенностью является то, что в большинстве практических случаев непосредственному измерению доступны лишь выходные сигналы объекта управления, но не его внутренние состояния. При этом проектирование систем управления значительно усложняется, если относительный порядок передаточной функции объекта превышает единицу. В таких случаях для построения работоспособных контуров управления необходимо использовать различные методы получения оценок переменных состояния управляемого объекта [8].

В силу указанных обстоятельств, задача построения периодических систем с относительно простой структурой алгоритмов управления сложными априорно неопределенными динамическими объектами является востребованной и актуальной.

1. Теоретическая часть

   1. Системный анализ и математические модели

В данной главе рассматриваются ключевые понятия, определения и этапы системного анализа, включая классификацию, основные виды структур и функциональные характеристики сложных систем управления.

Приведена характеристика наиболее распространенных классов математических моделей, отражены состав и базовые структуры, а также современные принципы построения автоматизированных и некоторых типов высококачественных автоматических систем управления [2,4,8,10].

1.1.1 Системный подход и управление

Окружающий нас мир - это совокупность сложных систем, состоящая из природных, социальных, организационных и производственных объектов, процессы в которых описываются детерминированными, стохастическими и иными математическими моделями.

Управление такими объектами или процессами, во-первых, обладающих сложностью, пространственной распределенностью и нестационарностью, во-вторых, связанных с участием в их работе большого количества людей и, в-третьих, характеризующихся привлечением значительных материальных, энергетических и природных ресурсов; в целом, представляет собой чрезвычайно сложную задачу, решение которой, как правило, не может быть простым.

Уместно отметить, учитывая практику использования автоматизированных систем, что до тех пор пока не будет проведено упорядочение ручных, рутинных процедур обработки информации и управления - автоматизация объектов и процессов фактически лишена здравого смысла.

Прежде, чем будет дано определение системы, остановимся на краткой характеристике содержания таких важных понятий как "системный анализ" и "системный подход", которую раскроем с позиции выделения различий в употреблении этих терминов.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР