4. Расчет передаточной функции

Расчет интегральной передаточной функции для процесса изменения модуля при движении волокна в печи относится к классу полевых задач, где параметры распределены в пространстве и где координаты входного возмущения и выходного сигнала варьируются. Такие системы, у которых параметры зависят от времени и пространственных координат относятся к системам с распределенными параметрами.

К поставленной задаче применяем структурный метод исследования взаимосвязанных распределенных систем, так как он дает наглядное представление сколь угодно сложной взаимосвязанной распределенной системы и позволяет описывать распределенные системы с помощью импульсных передаточных функций.

Заданы следующие условия:

• дифференциальное уравнение системы имеет вид:

;

где

,

,

,

,

,

,

;

• нормирующая функция:

,

• где: f(x,t) – температура волокна (входное воздействие);

• Q(x,t) – модуль Юнга (выходное воздействие);

• Q₀(x)=0 – начальное значение выходной величины;

• – функция Дирака;

• x – координата, длина печи, м.

• 0  x  20.

Импульсная переходная функция:

,

где

, .

Рассмотрим систему в месте, где модуль Юнга изменяется практически линейно, имеем:

a=1, ₁=₂, h₁=h₂,

тогда импульсная переходная функция имеет вид:

.

Точечная функция в распределенных параметрах:

.

Предположим, что на вход системы подается входной сигнал в виде:

,

тогда нормирующая функция будет иметь вид:

.

Вариация отклонения, то есть отклонение в точке разложения, представим в виде:

.

Найдем вариацию искомой величины в преобразованиях по Лапласу:

- изображение по Лапласу от входного сигнала,

,

- изображение по Лапласу от нормирующей функции.

Подставим в Q(x,,t) точечную функцию и изображение по Лапласу от нормирующей функции, получим:

.

Для построения ЛАЧХ, ЛФЧХ и получения интегральной передаточной функции необходимо решить интеграл. Для этого принимаем:

,

имеем

.

получим интегральную передаточную функцию:

,

,

,

,

.

Построение ЛАЧХ:

На оси ординат при частоте =0рад/с отложим значения 20lgK = 20lg2,510⁸ = 168дб. Через полученную точку проведем асимптоту ЛАЧХ с наклоном минус 40дб/дек до пересечения с вертикалью, проведенной через частоту сопряжения . В этой точке ЛАЧХ претерпевает излом плюс 40дб/дек. Результирующая ЛАЧХ системы имеет суммарный наклон 0дб/дек.

Рисунок 1.

Построение ЛФЧХ:

Для типового звена T²p²+1 ЛФЧХ имеет вид как на рисунке 2.

Рисунок 2.

Для типового звена 1/p² ЛФЧХ имеет вид как на рисунке 3.

Рисунок 3.

Для полученной интегральной передаточной функции суммарнач ЛФЧХ имеет вид как на рисунке 4.

Рисунок 4.

Проверочное построение графиков производилось в программе Mathcad7.

5. Безопасность жизнедеятельности

1. Охрана труда

1. Анализ условий труда оператора

Основная цель мероприятий по охране труда – ликвидация травматизма и профессиональных заболеваний. Для определения перечня необходимых мероприятий, обеспечивающих заданные условия труда, которые изложены в действующих ГОСТах санитарных правилах и строительных норма, оцениваются параметры среды производственного процесса, наличие тех или иных факторов, влияющих на качественные показатели вредных и опасных воздействий на человека. На психофизическое состояние оператора оказывают такие негативные воздействия как умственное перенапряжение, перенапряжения зрительных и слуховых анализаторов, эмоциональные перегрузки. Все это приводит к развивающемуся утомлению, снижению работоспособности, ошибкам в работе.

В таблице 1 приведен перечень вредных и опасных факторов, а так же условия, влияющие на их значения.

Полагаем, что помещение оператора выполнено из железобетонных конструкций, а в помещении отсутствует складирование легковоспламеняющихся материалов и продукции. Производственные линии, создающие значительные вибрации, находятся на значительном удалении и в помещении оператора кроме ЦВМ нет других устройств, создающих вибрации. Источники ионизирующего  излучения в производственном цикле не используются. Таким образом, можно сделать вывод о том, что по п.п. 5-9 табл.1 негативного воздействия на оператора нет.

Таблица 1.

№ п/п	Вредные и опасные факторы (ВОФ)	Источники и условия, обу-славливающие ВОФ	Наличие ВОФ для оператора САУ	Значение параметра		Нормативные докусенты, определяющие допустимые значения параметров
				Допус-тимое	Факти- ческое
1	2	3	4	5	6	7
1	Метеоусловия: температура, ОС влажность,% кратность вентиляционного обмена воздуха 1/час.	Отопление, вентиляция, оборудование, аппаратура, вентиляторная установка	+ + +	1928 - 1	2025 - 1(вытяжка)	ГОСТ 12.1.005.88
2	Шум, дб.	Оборудование, аппаратура, вентиляторная установка	+	40	<40	ГОСТ 12.1.003.83
3	Освещенность: Коэффиуиент естественной освещенности(КЕО), % Освещенность при искусственном свете, лк	Размеры помещения, окон, яркость стен и потолка	+ +	1,2 500	1,2 500	СНИП 23-05-95
4	Электрический ток: напряжение, В, время срабатывания защиты, сек	Значение напряжения, электроопас-ность помещения и рабочего места.	+ +	220 0,4	220 0,1 (УЗО)	ГОСТ 12.1.038-82, ПУЭ-85, ППЭ-91.
5	Статическое электричество	атмосфера, диэлектрические свойства материалов, особенности производства	-	-	-	СН-102-76, СН-305-77
6	Пожары и взрывы: степень опасности	Материалы, строительные конструкции, наличие взрывопожа-роопасного производства	-	В4	В4	ГОСТ 12.1.004-85 СИиП 2.01.02-85, НПБ105-95.
7	Вибрация: амплитуда,мм	производствен-ный процесс	-	0,2	-	ГОСТ 12.1.012-90
8	Ионизирующее излучение: предельно допустимая доза, Зв/ч	наличие источников -излучения	-	0,3 мкЗв/ч (30мкР/ч) 1 Зв в год	8-18 мкР/ч (фон)	НРБ-96, ОСП-72/87.

Наличие вредных и опасных факторов по п.7., обусловлен работой вентиляционного оборудования в смежном помещении.

По эргономике каких либо дополнительных решений улучшающих рабочий процесс оператора, не требуется.