![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные этапы разработки новых устройств, виды оптимизации, ограничения в системах ЭП
Стадии разработки по ЕСКД: 1 Техническое задание (ТЗ) 1.1 Наименование и шифр разработки 1.2 Цель выполнения работы 1.3 Основные технические характеристики. Указываются те характеристики, которые в дальнейшем подтверждаются результатами испытаний. 1.4 Состав и структура изделия. Принцип действия. Требования к составным частям. 1.5 Требования по помехозащищенности (электромагнитной совместимости), помехи по цепям питания, радиопомехи. 1.6 Требования по условиям эксплуатации 1.7 Транспортировка и хранение, упаковка и маркировка. 1.8 Утилизация 1.9 Календарный план. Сроки выполнения этапов. 1.10 Финансирование 2 Научно-исследовательская работа 2.1 Патентный поиск. Анализ технических решений, применяемых в данных и смежных областях. 2.2 Расчет технических показателей, расчет элементов системы. 2.3 Разработка эскизной документации (достаточная для изготовления макетного образца) 2.4 Изготовление макетного образца, т.е. действующего образца, в котором не реализованы некоторые требования по технологичности, внешнему виду, компановки. 2.5 Испытание макетного образца. Цель: проверка соответствия технических характеристик заданным. По результатам испытаний принимаются решения по уточнению тех. задания, по доработке макета или о постановке на серийное производство. 3 Рабочий проект (опытно-конструкторская работа) Цель: подготовка серийного производства, сокращение времени на изготовление и отладку, контроль качества выпускаемой продукции. Выпуск документации на изготовление в полном объеме. Ведомости покупных и комплектующих изделий с перечнем замен. Чертежи сборочных единиц, узлов и деталей. Монтажные схемы или таблицы соединений. Методики монтажа, проверки. регулировки. Технические условия (входной и выходной контроль параметров комплектующих и элементов систем, допуск на контролируемые величины). Методики проверки, приборов и аппаратура, применяемые для контроля. Разрабатывается испытательная аппаратура. Виды оптимизации Любая инженерная задача формулируется как оптимизационная. По уровню различают: 1 Параметрическая оптимизация – в рамках заданной структуры и законов управления выбираются регулировочные параметры. 2 Структурная оптимизация – в рамках заданных законов регулирования и управления изменяется структура или принцип действия отдельных блоков, затем выбираются параметры (переход с аналогового на цифровое управление; замена релейно-контакторной схемы контроллером). 3 Функциональная оптимизация – выбираются законы управления, структура и параметры. Математическое описание: 1 Целевая функция Цель (min, max, const) [F(x) ® min] 2 Ограничения P(x)< Pзаданной (стоимость, габариты, энергопотребление) 3 Область вариации параметров Хmin< Xi< Xmax Область вариации параметров определяется изменяемыми параметрами: эксплуатационными характеристиками, диапазонами рабочих скоростей, нагрузок, вариантов схем, номиналами элементов. В качестве целевой функции и ограничений выступают технические и технико-экономические показатели системы (точность, диапазон регулирования, мощность, стоимость, срок службы) и их сочетание. По системе экспертных оценок целевая функция формулируется в следующем виде: F(x) = k1C + k2T + k3N, где С, Т, N – весовые коэффициенты, которые определяются по средним значениям оценок экспертов. Основные ограничения в системах ЭП Ограничения влияют на область вариации параметров системы. 1 Ограничение по напряжению Пробой изоляции, в эл. машинах межламельный промежуток коллектора. Оговаривается напряжение пробоя изоляции (двигатель на 380 В – Uпр = 3 кВ) и номинальное напряжение. Повышение напряжения выше номинального приводит к квадратичному снижению срока эксплуатации. На прочность изоляции дополнительно влияет темп нарастания напряжения и изменения тока (вихревые токи, паразитные индуктивность и емкость). Защита от перенапряжения – разрядники. Защита от Iкз – 10-12 кратная уставка. Тепловая защита – 1, 1 кратная уставка от номинального. Защита от Iкз – быстродействующий предохранитель или автоматический выключатель. 2 Ограничение по току. Предельно допустимый ток определяется максимально рассеиваемой мощностью наиболее слабого элемента, разрушение материала проводника или контакта. Например, при превышении тока у ДПТ взрываются щетки. 3 Ограничение по нагреву. Рассеиваемая мощность на участке цепи. Защита – биметаллические контакты. 4 Ограничение по моменту или передаваемому усилию. Ломается механическая часть (шпонки, зубчатые передачи, шпильки, муфты, валы). Предельные значения определяются механической прочностью наиболее слабого элемента передачи. Шпонки, ременная передача, фрикционная передача – защита механической части. При расчетах учитывается статическая и динамическая составляющие. Динамическая стойкость ≈ на 30-50% < статической (ударные нагрузки). 5 Ограничение по скорости или частоте вращения. Нагрев подшипников, динамические нагрузки из-за дисбаланса и центробежных усилий. 6 Ограничение по мощности. Для автономных систем мощность источника питания. Обычно оговаривается импульсная мощность (пиковый режим) и длительная мощность (номинальный режим). 7 Ограничение по ускорению и рывку. Рывок – темп набора ускорения (вторая производная от скорости). Связано с динамическими нагрузками на элементы привода. В большинстве механизмов ускорение ограничивается на уровне 3 м/с2. Для большинства переменных оговариваются не только максимальные значения, но и темпы их изменения. Например, скорость нарастания тока или напряжения.
|