
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •1 Анализ структуры мехатронных систем мехатронных модулей
- •1.1 Анализ структуры мехатронной системы
- •1.2 Анализ оборудования приводов мехатронных модулей
- •1.3 Анализ и классификация электрических двигателей
- •Группы характеристик микропроцессоров, определяющих её архитектуру:
- •1.5 Технологии формирования управляющего сигнала. Шим модуляция и пид регулирование
- •1.6 Анализ приводов и систем числового управления станков
- •1.7 Энергетические и выходные механические преобразователи приводов мехатронных модулей
- •1.8 Датчики обратной связи приводов мехатронных модулей
- •2 Основные понятия и методологии проектирования мехатронных систем (мс)
- •2.1 Основные принципы проектирования мехатронных систем
- •2.1.1 Этапы проектирования мехатронных систем.
- •2.1.2 Жизненный цикл мс
- •2.1.3 Методы проектирования мс
- •2.1.4 Макро и микропроектирование. Понятие эскизного (пилотного) проекта и технического проекта
- •2.2 Описание этапов проектирования мс
- •2.2.1 Постановка задачи и работа с заказчиком мс. Технические требования и техническое задание
- •Перечисленные сведения оформляются в виде технического задания на проектирование, которое служит руководящим документом на всех этапах создания системы (тз).
- •2.2.2 Предпроектное обследование предметной области и обоснование актуальности создания мс
- •2.2.3 Разработка внешних спецификаций проекта
- •2.2.4 Внутреннее проектирование мс
- •2.2.5 Функциональная модель и функциональная схема мс
- •2.2.6 Структурное представление мехатронных систем
- •2.2.7 Математическое моделирование системы и детальное проектирование схем модулей
- •2.2.8 Выбор оборудования системы и описание процедуры интеграции модулей
- •2.3 Изготовление (реализация) мс Изготовление (реализация) мс обычно проводятся в несколько этапов :
- •2.4 Тестирование мс
- •2.5 Оценка качества мс
- •2.6 Документация к мс
- •2.7 Внедрение мс
- •2.7 Экономическая эффективность мс
- •2.8 Разработка мероприятий по обеспечению безопасных условий труда с электромеханическими модулями
- •На рисунке 3.5 показан алгоритм выбора позиционного привода
- •3.4 Анализ основного математического аппарата расчета приводов
- •Вращающий момент
- •3.5 Расчет требуемой мощности и выбор эд
- •Определение общего передаточного отношения
- •Определение числа ступеней и распределения общего передаточного отношения по ступеням в соответствии с заданным критерием проектирования мм
- •Определение чисел зубьев колес редуктора
- •3.6 Управление двигателем постоянного тока по положению
- •3.6.1 Расчет датчиков
- •3.6.2 Расчет входного каскада в двигатель
- •3.7 Описание современных аппаратно-программных решений управления исполнительными элементами станков
- •3.7.1 Описание системы управления sinumerik
- •3.7.2 Описание контроллера simatic s7
- •3.7.3 Выбор преобразователя simodrive 611
- •3.7.4 Разработка интерфейса системы управления приводом
- •Список источников и литературы
2.5 Оценка качества мс
Качество МС — это набор критериев, которым должно отвечать МС. Набор критериев качества зависит от категории критичности МС:
требует особо высокое качество МС по причине того, что от работы МС зависит жизнь людей (космические программы, управление работой атомных станций и т.д.);
важные программы, для которых появление ошибки приводит к большим материальным потерям;
наиболее массовые и широко распространенные программы качество и область применения которых измеряется в широких пределах.
Каждый критерий, определяющий категорию критичности МС, может использоваться, если определена его метрика (название, указан способ измерения, значения с которыми следует сопоставлять и как сопоставлять. Следствие несоответствия МС тому или иному критерию является его сбой. Следовательно, основным методом измерения качества программы на любых этапах ее разработки является тестирование.
В случае, если программа проходит государственную регистрацию, то она подвергается аттестации и сертификации.
Аттестация представляет собой специальный организационный процесс испытаний программ с применением упорядоченной, стандартизированной совокупности тестов охватывающие все необходимые функции и режимы применения МС и его компонентов. Специальный коллектив гарантирует полное выполнение предписанных функций и режима применения МС и его компонентов. Результатом аттестации является присвоение категории качества с документальным оформлением.
Сертификация является также испытанием программ, но по более жестокой схеме тестирования. При успешной сертификации оформляется сертификат соответствия, позволяющий юридически эксплуатировать МС по прямому назначению. К сертификату прикладывается паспорт МС с комплектом документации и проверочными тестами. В случае обнаружения ошибок при сопровождении сертифицированной программы после ее исправления требуется повторная сертификация.
Рисунок 2.10 – Показатели качества МС
Качество любого изделия представляется набором показателей отражающих его свойства и определяющих возможность и эффективность его применения по прямому назначению.
Для получения МС с определенным набором показателей качества мы должны рассмотреть оптимизационную задачу взаимосвязи исходного набора показателей качество МС соответствующего класса, возможных материальных и временных затрат и вариантов набора показателей качества на выходе. Рассматривается классификацию показателей уровня критичности можно выделить две группы критериев:
функциональные критерии, которые отражают специфику областей применения и степень соответствия программ их основному целевому назначению;
конструктивные критерии более независимые от целевого применения программы, отражают эффективности использования программных ресурсов, вычислительных средств, а также надежность функционирования МС.
2.6 Документация к мс
Перед проектированием заключается договор на разработку (между разработчиком и заказчиком).
Далее разрабатывается документ «Техническое задание», в котором указываются цели и требования к системе (требования к составу изделия, к условиям эксплуатации, к маркированию , к стоимости, к порядку испытаний(.
В соответствии с ГОСТ 19102-77 существуют документы (пояснительные записки) промышленной разработки МС:
техническое задание (цели, задачи);
эскизный проект (общая методология);
технический проект (чертежи, записка на изделие);
рабочий проект (детальные чертежи, записка);
Для сопровождения МС необходимо составить руководство по эксплуатации, технический паспорт.
После проектирования при внедрении подписывается акт выполненных работ. По необходимости подписывается договор на сопровождение.