В33. Диагностическая подсистема мс (мехатронной системы)

Функции: 1 Тестирование ПО управляющей подсистемы перед началом работы МС; 2 Диагностирование работы ИУ; 3 Автоматизированная калибровка ИУ (ликвидация дрейфа нуля и нелинейности шкалы); 4 Контрольная диагностика, автоматическая настройка и регулирование ТП; 5 Контрольная диагностика, автоматическая настройка и регулирование работы оборудования в том числе измерит. средств и средств вычислительной техники.

Диагностическая подсистема МС работает в режиме разделения времени без прерывания на обработку, измерит. информации и УП.

Автоматическая диагностика работы МС выполняется на основе программного сопоставления номера КМ или ИУ на который выдается управляющее воздействие и состояние датчика, который должен реагировать на срабатывание автоматич. механизма.

Диагностика локализирует место возникших неисправностей выдачей сообщения на устройство отображения информации МС.

В34. Соответствие основных подсистем ЭМС.

Из концепции мехатроники как науки следует, что принцип построения основной подсистемы МС из разнородных компонентов (механических, пневматических, гидравлических, электротехнологических, информационных и т.д.) должен начинаться с их согласованности. Поэтому совершенствование аппаратных и программных средств МС повышение ее эффективности, т.е. производительности, точности, надежности, экономичности. Это достигается установлением рационального соотношения структур основных подсистемы: механической и управляющей.

В35. Граф состояний МППСУ. Коэффициент подсистем основных подсистем.

В36. Динамическая модель ЭМС (электромагнитная совместимость)

Объективная оценка ЭМС достигается путем использования динамических моделей объектов. В рассматриваемом случае доза колебаний напряжения определяется как процесс на выходе динамической модели, состоящей из линейного фильтра, квадратора и блока непрерывного осреднения на интервале 10 мин (рис. 1).

Рисунок 1 – Динамическая модель для оценки ЭМС ДСП.

На вход модели поступает напряжение U сети. Фильтр моделирует реакцию зрения на быстрые изменения освещенности, а квадратор и блок непрерывного осреднения – дополнительное утомление человека, которые начинают проявляться через 10 мин после возникновения колебаний.

Передаточная функция фильтра динамической модели ЭМС:   где   ,  с,  с,  с,    с,  с.

Поскольку фильтр не пропускает медленно изменяющиеся составляющие напряжения, то вместо u(t) можно использовать процесс изменения потерь напряжения ?U в сети. В проектировании потери напряжения определяются по нагрузке и сопротивлению сети. Так как в модели имеется квадратор, то переход от доз колебаний тока к искомым дозам колебаний напряжения производится умножением на квадрат сопротивления сети.

Такие динамические модели применимы для оценки не только колебаний напряжения, но также несимметрии и несинусоидальности напряжения, которая обусловлена наличием высших гармоник в сети. Поэтому при оценке несинусоидальности на вход фильтра будет подаваться не действующее, а мгновенное значение напряжения, что необходимо учитывать при построении модели объекта.

Корреляционная функция нагрузки ДСП обычно является экспоненциально-косинусоидальной:   где DI (t) – дисперсия нагрузки печи;

Параметры КФ задаются либо в виде непрерывных функций времени, либо график нагрузки печи разбивается на участки (зоны стационарности), в пределах которых значения этих параметров принимаются неизменными.

Так как интервал осреднения 10 мин намного превышает среднюю длительность колебаний, то для определения дозы колебаний в соответствии с формулой :   достаточно рассмотреть процесс изменения во времени дисперсии DY реакции фильтра на помеху.

В37. Последовательность расчета системы уравнений динамической системы ЭМС.

В38. Построение мехатронных модулей на основе синергетической интеграции элементов

Мехатронные модули – это базовые функциональные компоненты мехатронных систем и машин с компьютерным управлением, предназначенные для выполнения движений, как правило, по одной управляемой координате.

Качественно новые свойства мехатронных модулей по сравнению с традиционными приводами достигаются синергетической интеграцией составляющих элементов.

Синергетическая интеграция – это не просто соединение отдельных частей в систему с помощью интерфейсных блоков, а построение единого приводного модуля через конструктивное объединение и даже взаимопроникновение элементов, которые имеют, как правило, различную физическую природу.

Назначением мехатронных модулей является реализация заданного управляемого движения, как правило, по одной управляемой координате.

Мехатронные модули движения являются теми функциональными «кубиками», из которых затем можно компоновать сложные многокоординатные мехатронные системы.

Сущность мехатронного подхода к проектированию состоит в объединении в единый приводной модуль составляющих элементов. Применение мехатронного подхода к проектированию модуля движения базируется на определении возможных точек интеграции элементов в структуре привода. Выявив также точки интеграции можно затем на основе технико-экономического и технологического анализа принимать конкретные инженерные решения на проектирование и изготовления модуля движения. Приведем схему энергетических и информационных потоков в электромеханическом мехатронном модуле.

На вход мехатронного модуля поступает информация о цели движения, которое формируется верхним уровнем системы управления, а выходом является целенаправленное мехатронное движение конечного звена, например, перемещение выходного вала модуля.

Для физической реализации электромеханического мехатронного модуля теоретически необходимы четыре основных функциональных блока последовательно-соединенные: информационно-электрический и электромеханический функциональный преобразователь в прямой цепи и электро-информационный и механико- информационныи преобразователи в цепи обратной связи.

44