26
5.4.Порядок выполнения работы
1.Составить технологический процесс сборки узла ЭА на конвейере, получив задание у преподавателя.
2.Составить для разработанного технологического процесса сборки узла ЭА таблицу исходных данных.
3.Определить длительность планового периода выпуска изделий и точность расчетов.
4.Используя программу RITM, определить необходимые характеристики.
5.Проанализировать полученные результаты.
5.5.Контрольные вопросы
1.Определение поточных линий.
2.Классификация конвейеров для поточной сборки ЭА.
3.Понятие вероятностного подхода к оптимизации процесса сборки.
4.Решение задачи оптимизации процесса сборки ЭА на конвейере.
5.Пояснить порядок работы с программой.
6.Каким образом составляются условия расчета оптимального ритма?
7.Как составляются исходные массивы данных технологического процесса сборки ЭА на конвейере?
6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЕГУЛИРОВКИ ЭА
Цель работы: ознакомление с методами оптимизации технологического процесса ЭА: разработка инструкции по регулировке с минимизацией регулировочных операций.
6.1 Общие положения
Регулировка – компенсация разброса характеристик схемных элементов и влияние технологических факторов, а также сохранение параметров отдельных узлов и блоков в процессе производства с целью приведения выходных параметров изделия в соответствии с нормами технических условий, нормалей или до образцов, принятых за эталон, с заданной степенью точности.
По месту выполнения различают эксплуатационную и заводскую регулировку.
Регулировка в зависимости от метода подбора компенсирующих элементов может быть дискретной и непрерывной. Дискретная регулировка используется в тех случаях, когда требует компенсировать вполне определенные значения выходного параметра и когда связь выходного параметра и параметра регулировочного элемента определена. Непрерывная регулировка предполагает возможность задать уровни выходного параметра через малые значения параметра регулировочного элемента, определяемые чувствительностью измерительной аппаратуры.
Взависимости от способа организации регулировки используются два метода:
-метод регулировки по измерительным приборам (инструментальная регулировка);
-метод регулировки путем сравнивания с образцом (метод копирования) [11].
6.2.Анализ методов регулировки ЭА
Вобщем случае математическая постановка задачи регулировки объекта по диапазону неза-
висимой переменной ti (частоты, времени, напряжения и т.д.) выглядит следующим образом
[11,12].
Допустим, что выходной параметр U(ti) регулируемого объекта отличается от требуемого на
величину ∆U(ti). Изменение параметров регулировочных элементов ∆Pi вызывает изменение вы-
27
ходного параметра на ∆Up(ti). Тогда значение регулировки состоит в выборе параметров регулировочных элементов так, чтобы выполнялось соотношение:
∆U (ti ) +∆U p (ti ) = 0 |
(6.1) |
Исходя из [11] математическую модель можно получить, разложив соотношение (6.1) в ряд Тейлора и ограничиваясь в виду малости отношений параметров только первыми членами ряда:
|
∂U |
p |
(t ) |
|
∂U |
p |
(t ) |
|
∂U |
p |
(t ) |
|
||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
∆p1 |
+ |
|
|
1 |
|
∆p2 |
+... + |
|
|
|
1 |
|
∆pm = −∆U (t1 ) |
|||||||||||||
∂p1 |
|
|
∂p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂pm |
|
||||||||||||||||||||
|
∂U |
p |
(t |
) |
|
|
∂U |
p |
(t |
) |
|
|
∂U |
p |
(t |
|
) |
|
||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
∆p1 |
+ |
|
2 |
|
|
|
|
∆p2 |
+... + |
|
|
2 |
|
|
|
∆pm = −∆U (t2 ) |
|||||||
∂p1 |
|
|
∂p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂pm |
(6.2) |
||||||||||||||||
LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
∂U |
p |
(t |
) |
|
|
∂U |
p |
(t |
) |
|
|
∂U |
p |
(t |
n |
) |
|
||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
∆p1 |
+ |
|
n |
|
|
|
|
∆p2 |
+... + |
|
|
|
|
|
|
∆pm = −∆U (tn ) |
|||||||
∂p1 |
|
|
|
∂p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂pm |
|
||||||||||||||||
Поиски решения системы (6.2) осуществляется во время регулировки ЭА. Частные производные могут быть определены заранее аналитически и экспериментально.
Наиболее распространенным является способ регулировки путем последовательного подбора (классический метод) [12]. По этому методу регулировку начинают в первой точке t1, и первым регулировочным элементом p1, доводят выражение (6.1) до нуля, затем во второй точке погрешность доводят до нуля вторым элементом и т.д. до n-ой точки. Далее процесс повторяется несколько раз, пока в ходе последовательных приближений погрешность системы во всех заданных точках не обратится в нуль.
Другой способ регулировки позволяет систему уравнений (6.2) решить при помощи определителей:
m |
∆ij |
|
|
|
∆U p = −∑∆U (ti ) |
, |
(6.3) |
||
∆ |
||||
i=1 |
|
|
где ∆ - главный определитель системы уравнений (6.2); ∆ij – соответствующий минор.
В этом случае процесс регулировки производится в следующем порядке: |
|
|||||||
а) в заданных точках определяются параметры ∆U(ti); |
|
|||||||
б) по рассчитанным коэффициентам |
|
|||||||
b = |
aij |
, |
|
|
|
|
(6.4) |
|
|
|
|
|
|
||||
ij |
∆ |
|
|
|
|
|
||
|
aij |
|
∂U p (ti ) |
|
, |
|
||
где |
= |
|
(6.5) |
|||||
∂p j |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вычисляются изменения выходной величины ∆U(ti) в результате введения параметра ∆ρj
m |
|
∆U p (ti ) = −∑∆U (ti )bij |
(6.6) |
i=1
в) устанавливают систему в выбранные положения, изменяя ∆ρj , чтобы на выходе выполнялось соотношение (6.1).
Следующий способ регулирования, обеспечивающий минимальное среднеквадратическое отклонение системы от нуля, требует выполнения условия
28
∫t [∆U (t) + ∆U p (t)]2 dt = min . |
(6.7) |
0
Искомые величины определяются по формуле:
m |
∆ |
ij |
|
|
|
∆Pj = ∑di |
|
|
, |
||
∆ |
|
||||
i=1 |
|
|
|||
где |
|
|
|
|
|
t |
|
|
∂U p (t) |
||
di = −∫∆U (t) |
|||||
|
∂Pj |
||||
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(6.8)
dt. (6.9)
0
Применяется также метод ранговой корреляции (метод экспертных оценок) и метод БоксаУилсона -- метод экспериментального поиска экстремума функций многих переменных, соединяющий в себе методику градиентных методов и метода Гаусса – Зайделя. От градиентных методов здесь воспринято выполнение рабочего движения вдоль вектор – градиента, а от метода Гаусса – Зайделя взят принцип продвижения не на один рабочий шаг (как в методе градиента), а до достижения частного экстремума функции отклика, без его корректировки на каждом шаге. Пробные опыты для выяснения направления движения выполняются методом полного факторного эксперимента или дробного факторного эксперимента.
6.3. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из избирательного резонансного усилителя с источником питания и милливольтметра, подключенного к выходу усилителя, конструктивно объединенных в лабораторный стенд и внешнего генератора. Резонансный усилитель собран на LC-контурах. Регулировка усилителя состоит в настройке LC-контуров в одной точке диапазона на частоту генератора. Для настройки контуров используется дискретное изменение емкостей их конденсаторов Ci. Окончание процесса регулировки усилителя определяется по максимальному выходному сигналу
Uвых max.
6.4. Порядок выполнения работы
1. Подготовить лабораторную установку к работе, для чего:
а) включить тумблеры "Сеть" на передних панелях генератора и лабораторного стенда, состоящего из милливольтметра и источника питания усилителя;
б) установить частоту выходного напряжения генератора на резонансную частоту fр (значение fр получить у преподавателя);
в) установить уровень выходного сигнала таким, чтобы милливольтметр показывал на выходе усилителя номинальный уровень Uвых (значение Uвых получить у преподавателя);
2. Исходя из принципа работы схемы усилителя, произвести ранжировку регулировочных элементов С1 – С4, для чего необходимо:
а) составить матрицы ранга по форме табл. 6.1 для всех регулировочных элементов, где под каждым фактором указываются их места, занимаемые в анкетах специалистов, а количество спе-
циалистов равно числу студентов в бригаде, выполняющих работу. |
|
б) вычислить коэффициент конкордации по формуле: |
|
12H |
|
W = m2 (n3 −n); |
(6.11) |
где Н – сумма квадратов отклонений; m – число специалистов; n – число регулировочных элементов.
Таблица 6.1. Таблица результатов регулировки методом экспертных оценок.
29
Исследователи |
|
|
Факторы |
|
|
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
||
|
1.
2.
3.
Сумма рангов
Отклонение суммы рангов от среднего
Квадрат отклонений в) используя информацию, определить порядок обращения к регулировочным элементам и
произвести регулировку усилителя в соответствии с определенным выше порядком выполнения. 3. Снять регулировочные характеристики, т.е. зависимости выходного напряжения усилите-
ля от изменения параметров регулировочных элементов или Uвых = f (Ci ) , произведя переклю-
чателями П1 - П12 поочередное дискретное изменение емкостей конденсаторов С1 – С4. После выполнения эксперимента с i-м регулировочным элементом он возвращается в исходное состояние. Данные эксперимента свести в таблицу 6.2.
4.Построить регулировочные характеристики Uвых = f (Ci ) .
5.Определить коэффициент влияния (чувствительность) каждого конденсатора:
S |
i |
= |
∆U вых |
= |
U выхmax −U выхmin |
|
(6.12) |
||
∆Ci |
|
|
|||||||
|
|
|
|
11 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.2. Таблица результатов регулировки классическим методом. |
|||
|
|
|
|
Пi |
|
|
Uвых |
Si |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Составить программу регулировки прибора. Процесс регулировки указанным методом заключается в поочередном дискретном изменении емкости конденсаторов, причем очередность определяется коэффициентом влияния. Чем больше Si, тем раньше обращение к i-му регулировочному элементу. После дискретного изменения емкости конденсаторов Ci согласно оценкам Si для новой точки устанавливается очередность обращения к регулировочным элементам, производится регулировка данной дискретной точки и т.д. до получения Uвых max. Число обращений к органам регулировки необходимо зафиксировать.
6.Провести анализ различных методик регулировки, основываясь на экспериментальном материале изученных методов.
6.5.Контрольные вопросы
1.Цель проведения регулировочных работ при изготовлении ЭА.
2.Что понимается под технологическим процессом регулировки ЭА?
3.Сущность регулировки по измерительным приборам.
4.Регулировка методом электрического копирования.
5.Регулировка элементов с помощью метода ранговой корреляции?
6.В чем сущность метода Бокса-Уилсона?
7.Регулировка ЭА путем последовательных приближений.
8.Способ регулировки ЭА при помощи определителей.
9.Способ регулировки ЭА по минимальному среднеквадратическому отклонению.