CC BY
29
5) рассчитывают параметр режима через барицентрические координаты;
6) определяют кусочно-линейную интерполяцию исходных переменных;
7) производят обратную нормализацию исходных переменных;
8) рассчитывают коэффициенты матриц состояния, управления, наблюдения и выхода в зависимости от параметра режима;
9) рассчитывают модель в пространстве состояний.
Заключение
Таким образом, получена система уравнений, описывающая поведение непрерывной нелинейной системы уравнениями КЛДМ в пространстве состояний.
Использование многомерной КЛДМ МГТД в ходе математического моделирования совместной работы двигателя и его агрегатов, полунатурных испытаний агрегатов позволили исследовать как режимы раздельного управления по каждому управляющему параметру, так и режимы комплексного (совместного, группового) управления и, тем самым, решить задачи полунатурных совместных испытаний двигателя и агрегатов на динамических режимах, что позволяет повысить качество и надежность ГТД и его топливорегулирующей аппаратуры.
Библиографический список
1. Технология регулирования топливной аппаратуры систем автоматического управления газотурбинных двигателей с использованием моделирующих стендов / Шендалева Е. В., Жильцов В. В., Тэттэр В. Ю. // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2005, №7. - С. 15 - 21.
2. Идентификация характеристик преобразователей при регулировке топливных регуляторов САУ ГТД после сборки / Шендалева Е. В., Тэттэр
В.Ю. // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2004, №4. - С. 7 - 14.
3.. Построение имитационной модели двухбалочного мостового крана / Ахтулов А. Л., Ахтулова Л. Н., Кирасиров О. М., Машонский В. А. // Вестник СибАДИ. - 2012, вып. 3(25). - С. 7 - 10.
4. Огибающая однопараметрического семейства поверхностей как особенность отображения ортогональным проецированием гиперповерхности, заданной в 4-х мерном пространстве параметрическими уравнениями, на гиперплоскость / Ляшков А. А., Волков В. Я., Прокопец В. С. // Вестник СибАДИ. - 2012, вып. 1(23). - С. 56 - 59.
5. Добрянский Г. В. Динамика авиационных ГТД. / Г. В. Добрянский, Т. С. Мартьянова. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.
6. Динамические модели дизельных двигателей: пространство состояний / Е. В. Шендалева // Труды /. Вестник Сибирского отделения Академии военных наук. - Омск. 2011, №10: МНПК «Производство, модернизация, эксплуатация многоцелевых гусеничных и колесных машин. Подготовка специалистов». - С.389-393.
GAS TURBINE ENGINE SIMULATION IN STATE SPACE: DYNAMIC ASPECT
E. V. Shendaleva
The article considered methods of gas turbine engine state space modeling commonly used in aviation, transport, power systems engineering.
Шендалева Елена Владимировна - к.т.н., доцент кафедры «Транспорт и хранение нефти и газа, стандартизация и сертификация»Омский государственный технический университет. Основное направление научных исследований: Автоматизация, управление качеством, испытания авиационной техники. Количество публикаций: 84. e:mail: [email protected]
УДК 625.76
ИНТЕРФЕЙС СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИДРОПРИВОДОВ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
В. С. Щербаков, А. В. Жданов, В. В. Меньков
Аннотация. В статье представлен интерфейс разработанной в СибАДИ системы автоматизации проектирования гидроприводов рулевого управления. Описан принцип работы и рассмотрены её основные окна, в которые пользователем вводятся исходные данные основных гидроэлементов.
Ключевые слова: система автоматизации проектирования, гидропривод рулевого управления, программный продукт.
Введение Известные методики оптимизации пара-
метров и системы автоматизации проектирования (САПР) различных объектов достаточно сложны в работе для рядовых инженеров и проектировщиков. Подобные методики, представленные в виде алгоритмов и блок-схем, требуют от пользователя знаний во многих областях науки: теории алгоритмов, баз данных, теории дифференциальных уравнений, задач анализа, синтеза и многом другом. Для облегчения работы инженеров в СибАДИ разработана специализированная САПР, позволяющая в интерактивном режиме оптимизировать необходимые для проектирования параметры.
Описание интерфейса
Разработанный в СибАДИ алгоритм САПР гидроприводов рулевого управления (ГРУ) [1], положен в основу программного продукта (ПП) для автоматизированного проектирования ГРУ.
ПП позволяет в интерактивном режиме подобрать гидроэлементы для сборки ГРУ по введенным исходным данным, проконтролировать промежуточные параметры и оценить
эффективность оптимизации по параметрам давления и быстродействия системы.
ПП разработан для использования его на предприятиях, эксплуатирующих колесные машины, управление поворотом которых происходит посредством ГРУ.
Предложенный ПП для автоматизированного проектирования ГРУ составлен в интегрированной среде разработки Borland Delphi
7, позволяющей создавать Windows-приложения с использованием баз данных на основе объектно-ориентированного программирования [2].
Интерфейс ПП состоит из 6 окон, соответствующих этапам САПР ГРУ [1]. Окна состоят из полей для ввода исходных данных, полей для отображения результатов оптимизации и полей для подбора марок гидроагрегатов по выбранным оптимальным параметрам.
В первом окне (рис.1) производится ввод исходных данных, предоставленных заказчиком.
Рис. 1. Окно для ввода исходных данных
В соответствие с пунктом 1 САПР необходимо ввести данные, указанные заказчиком в соответствующие поля 1...3, запас по давлению вводится с помощью ползунка 4, который устанавливает запас 60, 70, 80 и 95 % от давления настройки предохранительного клапана. Приоритет между быстродействием системы и снижением перепада давления устанавливается ползунком 5, который распределяет значимость между весовыми коэффициентами критерия давления и быстродействия от 0 до 1.
При нажатии кнопки «Сброс» происходит очистка всех полей и сброс ползунков в нулевое положение. При нажатии кнопки «ДАЛЕЕ» происходит переход в следующее окно расчета и выбора исполнительного гидроцилиндра, а при нажатии кнопки «ВЫХОД» происходит закрытие ПП.
В окне выбора гидроцилиндра (рис. 2.) в полях 1.5 выводятся параметры выбранного гидроцилиндра: диаметр поршня, штока, ход и объемы рабочих полостей. Для выбора марки гидроцилиндра необходимо указать
его тип: с односторонним или двухсторонним штоком и при нажатии кнопки «РАСЧЕТ» происходит выбор гидроцилиндра в соответствие с оптимизированными параметрами. Марка гидроцилиндра высвечивается во втором окне (рис. 2.).
При нажатии кнопки «ДАЛЕЕ» происходит переход в следующее окно расчета параметров и выбора гидромотора обратной связи. При нажатии кнопки «НАЗАД» происходит переход в предыдущее окно ввода исходных данных.
Рис. 2 . Окно расчета параметров и выбора гидроцилиндра
В окне выбора гидромотора обратной связи (рис. 3.) необходимо указать тип пары геро-торная или героллерная. При нажатии кнопки «РАСЧЕТ» в полях выводятся параметры выбранного гидромотора обратной связи: рабо-
чий объем, геометрические параметры пары и КПД. При нажатии кнопки «ДАЛЕЕ» происходит переход в следующее окно расчета подачи и выбора питающего насоса.
3? САПР ГРУ 1 = | а
ВЫБОР ГИДРОМОТОРА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Параметры гидромотора обратной связи
Тип исполнения гидромотора: /]*>•
С героллерная пара •V Я 1 .>/
героторная пара »>• /
Рабочий объем гидромотора обратной связи, мл3: Н 25е-6
Диаметр пары м: |(Ш4
| Диаметр по отверстиям для крепления, м: ¡0,064 1
Толщина пары, м: ¡0,00435
КПД объемный, %: |92
КПД гидромеханический, %: |90
, рАСЧЕТ || Сброс
«НАЗАД | ДАЛЕЕ» ВЫХОД
— Г ]
Рис. 3. Окно расчета параметров и выбора гидромотора обратной связи В окне расчета подачи питающего насоса контроля и при нажатии кнопки «РАСЧЕТ» -
(рис. 4) высвечиваются исходные данные для уравнения регрессии вида [1]:
^АС - f (С|М, FЦ).
(1)
рассчитывается подача питающего насоса, где QнАС - оптимальная подача питающего насоса; qм - рабочий объем гидромотора обратной связи; Fц - сила поворота, приведенная к штоку гидроцилиндра. Если в базе данных нет уравнения регрессии для выбранных параметров, то предусмотрен его ввод по-
средством нажатия кнопки «ВВОД НОВОГО УРАВНЕНИЯ РЕГРЕССИИ». В нижней части окна отображается марка выбранного насоса и его основные параметры: рабочий объем, давление, частота вращения вала и КПД.
При нажатии кнопки «ПРОВЕРКА» (рис. 4.) вычисляются численные значения целевых функций вида (2) и (3) для контроля за эффективностью оптимизации (рис. 5.).
Рис. 4. Окно расчета параметров и выбора питающего насоса
Рис. 5. Окно для проверки значений целевых функций
На рис. 6. представлено окно для ввода коэффициентов уравнения регрессии вида (1) и зависимостей давления питающего насоса р и времени переходных процессов т при оптимальной подаче насоса QНАc [1]:
р = f Йм, Fц); (2)
т = f ^м, Fц). (3)
Для записи уравнений в базу данных с последующей возможностью их использования необходимо ввести исходные данные первого окна, коэффициенты уравнений регрессии второй степени для расчета оптимальной подачи питающего насоса и числен-
ных значений целевых функций для критерия ной подаче. Запись происходит при нажатии
давления и быстродействия при рассчитан- кнопки «ЗАПИСЬ В БАЗУ ДАННЫХ».
¡0 САПР ГРУ
ІиІмУІ
ЗАПИСЬ НОВОГО УРАВНЕНИЯ РЕГРЕССИИ Ввод исходных данных
Ход штока исполнительного гидроцилиндра м: |0,08
Максимальное усилие, приведенное к штоку, Н: ¡75000 Давление в гидросистеме, Па: [Тбёб
Запас давления, %
Весовые коэффициенты:
- критерия давления:
0,667
- критерия быстродействия:
0,333
Запись уравнения регрессии Подача насоса:
Онас*= |0,405 p|o,oi7 ч» |+ |o,ooi Fu f”|i,me- чм'г р|щог Рц~г|+ |<13бе Давление в ГРУ:
Рнас”= jo.114 р|00035 Ч" Р|].0012 Fm Р[¡66е-8 чм'г |Т|з.щ£ Рц“гр|г,2е-6 Ч"РЦ Быстродействие ГРУ:
Т * = 12,859 Р|],0051 ЧМ р|0,116 Рц р|i,526e 4^2 р|б,958е FuA2p|i,3в-А Ч” Рц
ЗАПИСЬ В БАЗУ ДАННЫХ
Сброс
Рис. 6 . Окно для ввода коэффициентов уравнения регрессии
Заключение
На рис. 1...6 приведены виды окон ПП для оптимизации параметров и выбора элементов ГРУ в автоматизированном режиме. Применение разработанного в СибАДИ ПП на предприятиях позволит снизить время проектирования ГРУ, создаваемого как для новых машин, как так и при модернизации существующих, а так же сократить число конструкторов и способствовать повышению качества ГРУ.
Библиографический список
1. Щербаков В. С. Структура и алгоритм системы автоматизированного проектирования гидропривода рулевого управления / В. С. Щербаков, А. В. Жданов, В. В. Меньков // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). - 2008. - Вып. 3. - C. 72-74.
2. Жданов А. В. Обоснование основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов строительных и дорожных машин с шарнирно-сочлененной рамой: Дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04. - Омск, 20о7. - 207 с.
THE SYSTEM INTERFACE DESIGN
AUTOMATION HYDRAULIC STEERING
mechanism in the automated mode is presented. The principle of work is described and its basic windows into which by the user initial and correcting data are entered are considered, the calculated parameters and marks of the chosen hydroelements on the basis of comparison of the parameters incorporated in databases are displayed.
Щербаков Виталий Сергеевич - доктор технических наук, профессор. Основные направления научной деятельности: Системы управления
СДМ.
Жданов Алексей Валерьевич - кандидат технических наук, доцент. Основные направления научной деятельности: совершенствование гидравлических систем управления поворотом колесных строительных и дорожных машин. Общее количество опубликованных работ: 33. e-mail: avzh_ 1984@mail. ru
Меньков Виталий Викторович - соискатель. Основные направления научной деятельности: Автоматизация проектирования гидроприводов рулевого управления. Общее количество опубликованных работ: 6. e-mail: [email protected]
V. S. Sherbakov,
A. V. Zhdanov, V. V. Menkov
In article the interface of software product for the automated designing hydrodrives of steering
