Математическая модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет

«Высшая школа экономики»

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Кафедра Радиоэлектроники и телекоммуникаций

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

На тему : Математическая модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения

(Matematical model of the control unit for drives of new generation space vehicle automatic equipment)

Студент группы № ЭМ-21

Подзамский Сергей Владимирович

Москва 2015

Оглавление

Введение

Глава 1. Анализ методов управления приводами автоматики

1.1 Уровень науки и техники, методы исследования, постановка задачи исследования

Глава 2. Методика управления электромеханическим приводом посадочной твердотопливной двигательной установки. Разработка математической модели

2.1 Разработка электрической схемы блока управления (выбор элементной базы, обоснование выбора)

2.2 Разработка топологической математической модели блока управления

2.3 Тепловая модель модуля коммутации

Выводы

Глава 3. Экспериментальные исследования математической модели блока управления

3.1 Исследование тепловых режимов с помощью математической модели

3.2 Анализ результатов математического моделирования

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение 1. Температура в узлах модели в режиме «Пуск»

Приложение 2. Температура в узлах модели в режиме «Динамическое торможение»

Приложение 3. Температура в узлах модели в режиме «Реверс»

Приложение 4. Карта тепловых режимов работы ЭРИ в режиме «Пуск»

Приложение 5. Карта тепловых режимов работы ЭРИ в режиме «Динамическое торможение»

Приложение 6. Карта тепловых режимов работы ЭРИ в режиме «Реверс»

Введение

С началом пилотируемого освоения космоса возникла задача обеспечения безопасности человека и возвращения его на Землю.

Основная опасность грозила космонавту на старте и при посадке, поэтому космические корабли серии «Восток» были оснащены специальными системами безопасности. Специфика спасения на старте при взрыве и пожаре на ракетоносителе (РН), поскольку эти процессы быстротечны, потребовала автоматического включения средств спасения. Автоматика в определенной последовательности вводила в действие пиротехнические средства отстрела крышки-люка корабля и включала два твердотопливных ракетных двигателя, укрепленных на катапультируемом кресле с космонавтом [14]. Двигатели обеспечивали космонавту возможность покинуть очаг пожара и удалиться от него на расстояние в несколько сотен метров. После чего задействовалась парашютная система посадки.

В отличие от американского космического корабля «Джемини», где катапультируемые кресла с твердотопливными ракетными двигателями использовались только как средства спасения космонавтов в аварийных случаях, на корабле «Восток» катапультирование можно было использовать и при посадке. В этом случае на высоте около 7 км сбрасывалась крышка-люк спускаемого аппарата (по сигналам от бародатчиков) и производилось катапультирование космонавта [14]. После чего приводился в действие тормозной парашют, а после раскрывался основной. В спускаемом аппарате была предусмотрена и автономная парашютная система, которая включала вытяжной и основной парашюты.

Все пуски кораблей «Восток» прошли успешно, посадка осуществлялась в заданном районе, что стало подтверждением высокой надежности РН и космического корабля и эффективности мероприятий по обеспечению безопасности полетов.

Твердотопливные ракетные двигатели мягкой посадки впервые были использованы в 1964 г при полете корабля «Восход-1».

Поскольку надежность корабля была высокой, было принято решение отказаться от тяжелого и громоздкого катапультируемого кресла. Процесс посадки осуществлялся в несколько этапов: на высоте около 5 км отстреливалась крышка парашютного отсека и когда скорость снижения спускаемого аппарата за счет торможения в атмосфере уменьшалась до

220 м/с. срабатывала парашютная система. Примерно через 6 мин корабль достигал поверхности Земли, и перед касанием с грунтом включалась тормозная двигательная установка с твердотопливным ракетным двигателем, которая гасила скорость приземления практически до нуля.

Для того чтобы быстро покинуть зону пожара или взрыва, когда экипаж находится в спускаемом аппарате в режиме проверок бортовых систем, на корабле «Союз» предусмотрена специальная аварийная система покидания старта. Система аварийного спасения корабля (САС) «Союз» стала применяться с 1967 г., с появлением более усовершенствованного варианта трехступенчатого РН «Восток». САС может вводиться на конечном этапе предстартовой подготовки, когда обслуживающий персонал уже покинул стартовую позицию, а фермы обслуживания РН и космического корабля разведены. С помощью этой системы корабль уводится из аварийной зоны на высоту, достаточную для отделения спускаемого аппарата и введения в действие парашютной системы посадки.

Двигательная установка САС (ДУ САС) корабля «Союз» представляет собой установку из твердотопливных ракетных двигателей трех типов. В результате срабатывания САС корабль может подниматься на высоту до

1200 м и отбрасываться от места старта на расстояние до 3 км (в зависимости от направления ветра).

Твердотопливные ракетные двигатели применяются и в системе приземления космического корабля «Союз» (наряду с парашютной системой). Посадка спускаемого аппарата осуществляется по следующей схеме: непосредственно у Земли, за 10 мин до посадки, отделяется передний теплозащитный экран, закрывающий двигатели мягкой посадки, расположенные в лобовой части спускаемого аппарата. При этом экипаж начинает готовиться к приземлению и взводится система амортизации кресел, в которых группируются космонавты. У самой Земли, на высоте около 1 м, включается шесть твердотопливных ракетных двигателей мягкой посадки (тяга несколько килоньютонов, масса заряда двигателя 9 кг, время работы доли секунды). Эти двигатели окончательно гасят скорость, с которой спускаемый аппарат снижается на парашюте (примерно 7-8 м/с), практически до 0 м/с. двигательный установка математический модель

Следует отметить что с развитием космической техники и введением в эксплуатацию новых космических кораблей, постоянно совершенствуется и система приземления. Сейчас в РКК «Энергия» разрабатывается бортовая система комплекс средств приземления (КСП) для пилотируемого транспортного корабля нового поколения (ПТК НП). Бортовая система КСП ПТК НП предназначена для:

- при работе КСП по штатной программе - последовательного уменьшения линейной и угловой скорости возвращаемого аппарата (ВА), выполнение посадки с заданными скоростями и угловыми положениями ВА при низком уровне нагрузок на экипаж и конструкцию ВА при работе силовых агрегатов КСП, исключения кувырков, опрокидываний и соударений корпуса ВА с грунтом в обеспечение многоразовости ВА;

- при работе КСП по программе спасения экипажа в отделяемом командном отсеке - последовательного уменьшения скорости движения командного отсека, обеспечения посадки командного отсека с вертикальными скоростями, угловыми положениями и параметрами ударных воздействий, физиологически переносимых экипажем, с выполнением допустимого уровня нагрузок на конструкцию и экипаж при работе силовых агрегатов КСП;

- размещения и фиксации экипажа в аппарате, обеспечения переносимости экипажем нагрузок, действующих на динамических участках полёта;

- обеспечения приемлемых угловых положений командного отсека на плаву после посадки на воду и при последующей эвакуации из него экипажа.

КСП задействуется при возвращении корабля из космического полёта или при спасении экипажа в случае аварии РН на старте или на участке выведения.

Для обеспечения посадки ВА с требуемыми характеристиками применяется реактивный способ посадки с использованием посадочной твердотопливной двигательной установки (ПТДУ). При контакте с грунтом задействуется посадочное устройство. Выбор состава силовых агрегатов при работе по основной программе обусловлен следующими основными факторами:

- реактивная посадка обеспечивает меньшую составляющую в суммарный радиус рассеивания точек посадки в сравнение с парашютной посадкой;

- к моменту посадки ПТДУ обеспечивает близкие к нулю величины линейной и угловой скорости ВА (в том числе исключается ветровая составляющая скорости до 15 м/с, свойственная посадке кораблей «Союз»), а также обеспечивается близкий к нулю угол отклонения продольной оси ВА от нормали к грунту;

- посадочным устройством исключается опрокидывание и соударение ВА с грунтом с обеспечением внешней амортизации посадочного удара для создания более комфортных и заведомо безопасных для экипажа условий посадки, а также возможности повторного применения конструкции и оборудования ВА.

ПТДУ представляет собой твердотопливный ракетный двигатель с регулируемой тягой по величине и направлению.

Силовым исполнительным органом ПТДУ является электромеханический рулевой привод (ЭМП).

Он должен обеспечивать:

- максимальный угол отклонения ±33є;

- скорость вала привода при моменте нагрузки 4 кгс·м не менее 132 ^о/с;

- время выхода на режим 2 с.

При этом система управления приводом, должна обеспечивать коммутацию пусковых токов привода автоматики до 120 А, которые приводят к большим электрическим и соответственно тепловым режимам нагружения электроники блока управления. Результаты анализа уровня техники показали, что управление приводами автоматики ПТДУ на выше упомянутых режимах в ракетно-космической технике является новым процессом. Поэтому проведенные в работе исследования будут направлены на определение и обеспечение безопасных значений коэффициентов электрического и теплового нагружения ЭРИ блока управления приводами автоматики, соответственно обеспечение безопасной работы блока управления ПТДУ.

Таким образом, целью данной работы является обеспечение более безопасной посадки возвращаемого аппарата космического корабля нового поколения.

Объектом исследования квалификационной работы являются средства управления посадкой и приземлением ВА.

Предметом исследования является математическая модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения.

Новизна работы заключается в разработке новой математической модели тепловых процессов в блоке управления новым приводом автоматики и исследовании с помощью математической модели режимов, обеспечивающих безопасные условия функционирования средств посадки ВА.

Новизна работы заключается в исследовании с помощью математической модели тепловых процессов в блоке управления новым приводом автоматики, обладающим высокодинамичными характеристиками и соответственно большими токами коммутации.

Целью данной работы является обеспечение более безопасной посадки.

Для достижения поставленной цели в квалификационной работе необходимо решить следующие основные задачи:

1. Провести анализ методов управления приводами автоматики.

2. На основе анализа разработать блок управления рулевыми приводами, обеспечивающий выполнение предъявляемых к приводам требований.

3. Создать математическую модель блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения.

4. Провести математическое моделирование блока управления на системном уровне, с целью исследования тепловых режимов ЭРИ.

5. Провести анализ результатов математического моделирования.

В первой главе диссертации представлен литературный обзор, исследование существующих методов управления рулевым приводом (РП) и показан опыт предприятия и смежных организаций в данной области, их результаты и проблемы. Определена задача исследования.

Во второй главе представлено обоснование выбора элементной базы блока управления, разработана топологическая математическая модель блока управления и тепловая модель модуля коммутации (МК).

Третья глава включает в себя исследование тепловых режимов ЭРИ при помощи тепловой модели, анализ результатов математического моделирования.

Глава 1. Анализ методов управления приводами автоматики

1.1 Уровень науки и техники

Надежность средств, с помощью которых человек достигает космоса высокая, но не идеальна. РН -- сложная конструкция, и даже в нормальном полете отказ может случиться в любой момент. Поэтому с самого начала освоения космоса особое внимание уделяется системе САС, которая должна работать безупречно именно в тех случаях, когда остальное оборудование отказывает. Работа САС корабля «Союз» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Работа САС корабля «Союз»

Если полет проходит в штатном режиме, система САС не работает. Но если случится серьезный отказ или авария РН, САС -- единственный шанс экипажа на спасение. Многие, видели «башенку» замысловатой формы, расположенную на самой вершине РН. Но не все знают, что «башенка» -- это ДУ САС, которая представляет собой установку из твердотопливных ракетных двигателей трех типов. Силовым исполнительным органом любой твердотопливной двигательной установки является РП.

Первоочередной задачей при проектировании РП изделий ракетно-космической техники является достижение максимальных характеристик при минимальных габаритах и массе, ограниченных конструкцией изделия в составе которого они применяются. Для этого необходим наукоемкий подход к созданию систем с использованием максимально возможных параметров составных элементов привода. В зависимости от типа двигателя используемого в приводе различают газовые, гидравлические и электромеханические РП.

Воздушно-динамический (газовый) РП - привод, использующий для управления автономным объектом его кинетическую энергию движения, не имеет специального бортового источника питания, т. к. энергоносителем служит воздушный поток, который забирается в зоне высокого давления и сбрасывается в зоне низкого давления общего поля, распределенного по корпусу объекта. То есть пока движется объект, в воздушно-динамический РП с воздушным потоком поступает энергия для перемещения рулей, и тем самым снимается ограничение на время управляемого участка полета, которое существует при наличии бортового источника питания (БИП) с конечным временем работы.

Чаще других приводов в современных летательных аппаратах применяются гидравлические РП. Они обеспечивают высокое быстродействие, надежны, точны и практически безынерционны. С ростом мощности гидравлических приводов их относительная масса уменьшается.

В плане экономии веса при потребности значительной мощности эти приводы наиболее выгодны.

Но в отличие от других типов приводов гидравлические РП более сложные, более дорогие и требуют нескольких видов источников энергии. Трудности связаны и с обеспечением длительного хранения рабочих жидкостей приводов из-за их химического разложения.

Электрогидростатический привод, по сути, является электромеханическим приводом с гидравлической передачей от электродвигателя к выходному звену, которое осуществляет поступательные перемещения [13]. В эксплуатации он аналогичен электромеханическому приводу.

Электромеханические РП по структуре аналогичны газовым и гидравлическим приводам, однако превосходят гидравлические по быстродействию и удельным энергетическим характеристикам. Важно и то, что электрический привод работает от одного источника энергии и не требует построения дополнительных пневмо- и гидромагистралей.

Привод представляет собой следящую систему, состоящую из исполнительного механизма, преобразующего электрическую энергию в механическую, усилительно-преобразовательных устройств и элементов обратной связи, отслеживающих рассогласование угла поворота выходного вала с требуемым значением. Габаритные размеры и масса привода в основном определяются элементами энергетического канала, который включает в себя источники питания, исполнительный электродвигатель, силовой редуктор и выходные цепи усилителей мощности. Канал управления обеспечивает движение органа управления с заданными угловыми скоростями и ускорениями при реальных моментах сопротивления нагрузки.

В таблице 1 приведены технические характеристики электромеханического РП 11К25.6Д1100 разработанного в корпорации «Энергия».

Таблица 1 Характеристики электромеханического РП 11К25.6Д1100

Параметр	Значение
Напряжение питания, В	21…33
Максимальный угол отклонения вала привода, о	±160
Скорость вала привода при моменте нагрузки 1,5 кгс·м, не менее, о/с	60±10
Номинальный рабочий ток электродвигателя	2 А
Пусковой ток электродвигателя длительностью 60 мс	10 А
Время безотказной работы в течение гарантийного срока при доверительном уровне 0,9	0,997

Методика математического описания, анализа и синтеза цифровой системы управления приводом автоматики 11К25.6Д1100 представлена в литературе. Она основана на методе пространства состояния. В ней описаны методы математического моделирования на ПК, основанные на использовании численного интегрирования. Математическая модель цифровой системы управления включает модель ПК, представленную в виде передаточной функции метода численного интегрирования.

Важным достоинством представленной методики математического описания цифровой системы управления приводом является использование графового метода. Непосредственно из дискретного графа с помощью формул Мэсона составляются уравнения состояния цифровой системы. Эти уравнения обеспечивают математическое описание цифровой системы в пространстве состояния.

Эта методика позволяет на единой математической основе решать задачи описания, анализа и синтеза процессов управления.

Практика расчета и проектирования современных цифровых следящих систем управления электромеханическими РП автоматики сложившаяся в РКК «Энергия» и НПО «Электроприбор» [4, 5, 8] предусматривает:

- разработку математической модели привода автоматики;

- введение в управление приводом упреждения на снятие управляющего сигнала до совпадения кодов (кода обратной связи и задающего кода) с последующей подачей коротких импульсов обеспечивающих движение выходного вала привода в заданное положение;

- применение режимов меняющих динамику РП (режим динамического торможения и режим реверса);

- моделирование процесса управления на ПК.

Следует отметить, что существующая методика математического моделирования ориентирована только на привод автоматики. Модель не включает фиктивные устройства (квантователь и фиксатор), поэтому рассматривается как непрерывная система. Методика не учитывает влияния временных задержек в ЭВМ, связанных с обработкой сложных алгоритмов. При описании цифровых систем управления необходимо учитывать влияние ЭВМ на работу всей системы управления, так как на устойчивость системы, её статическую погрешность и качество переходных процессов влияют период квантования, разрядность машинных слов и сложность алгоритмов управления. Кроме того, использование досылочных импульсов для позиционирования вала привода можно рассматривать как широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). А теория управления блок ШИМ рассматривает нелинейным элементом с нелинейностью типа «зона насыщения». В этом случае систему необходимо дополнительно исследовать, определяя области устойчивых состояний и автоколебаний.

Опыт управления двигателем 11Д122А на второй ступени РН «Энергия» по вышеописанной методике показал следующие результаты:

- при времени квантования ЭВМ t=0.2сек. максимальное перерегулирование по угловому положения составило 10 %;

- точность установки выходного вала привода регулятора по угловому положению составила 3,75⁰.

Следовательно, существующая методика проектирования цифровой системы управления приводами автоматики в составе двигателя 11Д122А требует совершенствования для улучшения характеристик системы управления в части обеспечения требуемой точности позиционирования выходного вала привода и качества переходного процесса.

В литературе [15] Описан разрабатываемый ЗАО «НИИ МЕХАНОТРОНИКИ-АЛЬФА-НЦ» электропривод рулевого управления. Представлены перспективы построения цифрового следящего электропривода рулевого управления с пиковыми характеристиками. Технические характеристики привода приведены в таблице 2.

Таблица 2 Технические характеристики цифрового следящего электропривода

Параметр	Значение
Напряжение питания, В	48...68
Ток потребления - не более, А	30
Максимальный вращающий момент, Нм	60...250
Максимальная угловая скорость, °/с	380
Угол поворота выходного вала, °	±35
Масса канала - не более, кг	1,5...2
Время непрерывной работы, мин	3

В литературе [6, 7, 10] представлен обзор систем следящего шагового привода, приведен расчет динамики систем следящего шагового привода, описана цифровая система управления регулированием двигателя КВД-1.

Устойчивость системы с постоянным и переменным интервалом дискретности исследуется прямым методом Ляпунова, который позволяет задачу анализа устойчивости системы свести к исследованию свойств пробной функции и её первой разности. Математические модели представлены в форме дифференциальных уравнений, описывающих динамическую модель системы. Решение дифференциальных уравнений основывается на методе Рунге-Кутты.

В литературе [1, 2] описаны устройства, предназначенные для повышения быстродействия работы электроавтоматики ДУ. Данные устройства значительно повышают быстродействие срабатывания электропневмо клапана, что в свою очередь ведет к повышению динамики и обеспечению более высокого запаса устойчивости подвижного объекта. В устройствах, описанных в литературе [1], применены схемотехнические решения направленные на компенсацию фазового сдвига в блоке преобразования интерфейсов (БПИ), который осуществляет управление электропневмо клапаном. Данные решения устраняют влияние реактивных составляющих сопротивления нагрузки на запасы устойчивости усилителя БПИ изменением глубины обратной связи усилителя.

Литература [3, 9] является учебно-методическим пособием по теории многосвязных систем управления летательными аппаратами и их силовыми установками. Пособие разработано Московским авиационным институтом

им. С. Орджоникидзе и в нем показано современное состояние многосвязного управления с учетом отечественного и зарубежного опыта.

Рассматриваемые в пособии методы управления хорошо формализованы и ориентированы на применение ЭВМ на этапе проектирования системы автоматического управления.

Литература [11, 15] является систематизированным курсом теории и практики проектирования цифровых систем управления, который изучают в Иллинойском университете в США. В этой литературе более полно рассмотрено математическое описание, анализ и синтез цифровых систем управления. Приведены примеры описания систем управления с помощью графов.

Литература [12] это учебно-методическое пособие по теории и практике проектирования цифровых систем управления, изданное Токийским политехническим институтом. Пособие включает в себя теорию систем цифрового управления, анализ и синтез систем цифрового управления.

Анализируя рассмотренную литературу и приведенные примеры РП можно сделать вывод, что существует проблема в обеспечении требований предъявляемых к ЭМП ПТДУ и его системе управления (таблица 3).

Таблица 3 Требования предъявляемые к ЭМП ПТДУ

Параметр	Значение
Напряжение питания, В	23...34
Максимальный угол отклонения вала привода, о	±33
Скорость вала привода при моменте нагрузки 4 кгс·м, не менее, о/с	132
Номинальный рабочий ток электродвигателя	9 А
Пусковой ток электродвигателя длительностью 4 мс	67 А
Пусковой ток электродвигателя при реверсе (по результатам математического моделирования)	105 А
Время безотказной работы в течение гарантийного срока при доверительном уровне 0,95	0,999

Поэтому в курсовой работе мной было проведено математическое моделирование ЭМП ПТДУ и выполнен расчет электромеханизма (ЭМ). Так же в работе проведено математическое моделирование движения ЭМП для различных напряжений питания и нагрузке на валу 4 кгс•м.

Поскольку задача управления приводом с такими характеристиками является абсолютно новой и решается впервые, то и исследования влияния больших пусковых токов ЭМ на работу элементов системы управления не проводились, не исследовались тепловые режимы ЭРИ работающие в таких жестких условиях.

На основании проведенного анализа проблемы исследования представляется целесообразным определить в диссертации следующие задачи:

1) разработка математической модели блока управления приводами автоматики космического корабля нового поколения;

2) проведение теплового моделирования МК;

3) экспериментальные исследования при помощи математической модели тепловых режимов ЭРИ, для различных режимов работы блока управления.

Глава 2. Методика управления ЭМП ПТДУ. Разработка математической модели

2.1 Разработка электрической схемы (выбор элементной базы, обоснование выбора)

Рисунок 2- Функциональная схема блока управления

Для обеспечения требований предъявляемых к системе управления представленных в таблице 3, предлагается схема блока управления представленная на рисунке 2, представляющая из себя двухканальное устройство, каждый канал в котором состоит из модуля управления (МУ) и МК.

МУ содержит оконечное устройство приёмо-передачи команд управления работой блока и статусной информации о текущем положении вала привода ЭМ, арифметически-логиеское устройство (АЛУ), реализующее логику управления ЭМ и контроль состояния силовой мостовой схемы управления электродвигателем, а, также, телеметрические согласующие устройства (ТСУ) контроля состояния блока управления.

МК блока управления содержит мостовую схему управления электродвигателем с элементами управления ключами моста, токовые датчики контроля состояния ключей моста и ТСУ контроля параметров работы МК.

АЛУ блока управления предлагается организовать на основе ПЛИС на базе микросхемы APA300 CQ208M PQFP 208 производства фирмы ACTEL США.

Команды управления электродвигателем ЭМ через гальваническую развязку подаются на мостовую схему управления приводом. В момент совпадения значения требуемого программного угла положения вала с значением текущего угла положения вала ЭМ формируется команда динамического торможения ЭМ. Динамическое торможение ЭМ применено для уменьшения перерегулирования при движении привода и реализуется путем открытия плечей верхней половины мостовой схемы управления.

Мостовая схема управления приводом обеспечивает возможность изменения полярности управляющего напряжения, приложенного к входу управления электродвигателем ЭМ. Исходя из соображений минимизации последствий возможного отказа элементов (ключей) мостовой схемы, каждое плечо моста предлагается выполнить из последовательного включения двух ключей. Такая схема обеспечит надежное (при отказе одного ключа типа не закрытие) отключение ЭМ от мостовой схемы управления и возможность перехода на управление от резервного (второго) канала блока управления.

Электрическая схема блока управления представлена на рисунке 3.



Рисунок 3 - Электрическая схема блока управления

В качестве верхних ключевых элементов, обеспечивающих в открытом состоянии протекание тока через электродвигатель, предлагаются полевые транзисторы типа 2П829Д, имеющие в открытом состоянии сопротивление между «стоком» и «истоком» транзистора не более 10 МОм при среднем токе через транзистор не более 25 А, максимальное рабочее напряжение - 100 В, максимальный постоянный ток не менее 50 А и максимальный импульсный ток не менее 150 А при длительности импульса до 300 мкс. В качестве нижних ключевых элементов эпитаксиально-планарные структуры n-p-n переключательных транзисторов 1НТ251А предназначенные для применения в переключающих устройствах.

Ключи предлагается выполнить по схеме параллельного подключения транзисторов. Управление транзисторами осуществлять трансформаторами, обеспечивающими гальваническую развязку цепей управления от силовых цепей. Вторичные обмотки управляющего трансформатора соединить таким образом, что транзисторы будут открываться последовательно, когда один транзистор открыт, второй - закрыт. Частота управления транзисторами ключа 100 кГц, форма управляющего сигнала - меандр. Управление двумя ключами каждого плеча мостовой схемы осуществлять синхронно. Данная схема управления ключами и параметры выбранных транзисторов позволят обеспечить минимальное тепловыделение мостовой схемы, щадящий режим работы ключей и высокую надежность схемы.

В качестве управляющих элементов предлагается использовать малогабаритные импульсные трансформаторы типа ТИ5-54В, формирующие управляющий сигнал длительностью до 100мкс.

В силовые цепи ключей предлагается включить токовые датчики предназначенные для фиксации факта открытия и закрытия транзисторов по напряжению, наводимому во вторичной обмотке датчиков. Данная информация будет поступать в АЛУ блока управления где она будет сравниваться с информацией об управлении транзисторами ключей и, при невыполнении условий правильного функционирования хотя бы одного из транзисторов ключей мостовой схемы, формируется команда на закрытие всех транзисторов всех ключей, то есть происходит отключение мостовой схемы управления от электродвигателя. При этом прекращается отработка управляющего сигнала и в системе управления бортовым комплексом (СУБК), в общем случае, по его запросу будет выдана информация не соответствующая прогнозу. В результате этого СУБК перейдёт на управление приводом по другому каналу.

В блоке управления фидера слаботочного электропитания через развязывающие диоды и ограничивающие резисторы предлагается связать с электромагнитными реле в источниках силового электропитания (ИТ), обеспечивающих сильноточным электропитанием электродвигатели ЭМ. При подаче слаботочного электропитания на любой канал блока управления будут срабатывать реле в ИТ, коммутирующие через свои контакты напряжение ИТ на силовые электромагнитные реле, входящие в состав ИТ. Контакты силовых электромагнитных реле подключат ИТ к мостовым схемам управления электродвигателями ЭМ.

2.2 Разработка топологической математической модели блока управления

Для определения и проведения экспериментальных исследований

тепловых режимов ЭРИ, разработаем топологическую математическую модель блока управления приводами автоматики и проведем тепловое математическое моделирование МК.

Моделирование блока управления и МК проведено в среде АСОНИКА (автоматизированная система обеспечения надежности и качества аппаратуры) с использованием подсистем АСОНИКА-Т и АСОНИКА-ТМ.

АСОНИКА-Т предназначена для автоматизации моделирования тепловых процессов радиаторов, теплоотводящих оснований, гибридно-интегральных модулей, микросборок, блоков кассетной и этажерочной конструкции, стоек, шкафов, и других произвольных конструкций.

Подсистема позволяет при проектировании радиоэлектронных средств (РЭС) решать следующие задачи:

? определять средние температуры печатных узлов (ПУ), материалов несущих конструкций, блоков и воздуха внутри РЭС;

? вносить изменения в конструкцию РЭС для достижения приемлемых тепловых режимов;

? выбирать наилучший вариант, из нескольких имеющихся, с точки зрения тепловых режимов работы конструкции;

? обосновать необходимость дополнительной защиты РЭС от тепловых воздействий;

? создавать программу испытаний макетов и опытных образцов РЭС на тепловые воздействия.

Подсистема позволяет проводить моделирование стационарных и нестационарных тепловых режимов РЭС, работающих в воздушной среде, при пониженном и при нормальном давлении, охлаждаемых принудительной или естественной конвекциями. В результате моделирования определяются средние температуры выделенных изотермических воздушных объемов, а также средние проектирования по методике «сверху - вниз». Так, если при тепловом моделировании стоек определяются средние температуры блоков или модулей, то следующим шагом является моделирование этих модулей или блоков. В результате получаются средние температуры ПУ. А для теплового моделирования ПУ применяется подсистема АСОНИКА-ТМ, которая позволяет получить температурное поле каждого ПУ и каждого радиоэлемента. По средством сравнения полученных значений температур радиоэлементов с предельно допустимыми значениями температур этих элементов определяется выполнение требований по температурным запасам и выявляются перегруженные радиоэлементы. В подсистеме АСОНИКА-ТМ моделируются нестационарные и стационарные тепловые режимы конструкций РЭС при различных условиях охлаждения путем формирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений (для нестационарного теплового процесса) или системы нелинейных алгебраических уравнений (для стационарного теплового процесса) по заданным геометрическим и теплофизическим параметрам конструкции РЭС. Заданы также установленные в РЭС конструктивные узлы и элементы. Для решения систем уравнений задаются граничные условия. Система уравнений формируется подсистемой на основе топологической модели. Для peшeния указанной задачи иcпользуютcя кpитepиальныe уpавнeния тeоpии подобия и уpавнeния тeплоообмена, метод узловых потенциалов для фоpмиpования математической модели тепловых пpоцессов в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений или системы нелинейных алгебраических уравнений.

Для решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений используется метод формул диффеpенциpования назад, для решения системы нелинейных алгебраических уравнений используется метод простых итераций, а для решения систем линейных алгебpаических уравнений, к которым сводятся системы обыкновенных дифференциальных уравнений и системы нелинейных алгебраических уравнений, ?метод LU-pазложения с символьной факторизацией и учетом pазpеженности матрицы тепловых проводимостей.

В отличие от других видов моделей топологические модели тепловых процессов позволяют в простой форме задавать граничные условия различных родов и их комбинаций по объемам и поверхностям конструкции РЭС при помощи соответствующих компонентов графа (ветвей, источников заданной температуры и (или) источников с заданной тепловой мощностью).

Блок управления представляет собой перфорированную кассетную конструкцию с естественным охлаждением. Конструкция блока управления представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Конструкция блока управления

Основным признаком кассетной конструкции является наличие вставляемых вертикально параллельно друг другу в корпус блока ПУ.

Модель тепловых процессов кассетной конструкции позволяет определить:

? температуру корпуса блока;

? среднеповерхностные температуры ПУ;

? температуру воздуха между ПУ.

Эти показатели теплового режима необходимы при детальном анализе тепловых характеристик блока управления, т.е. для осуществления иерархического подхода к моделированию тепловых процессов в РЭС.

Тепловые процессы в перфорированных блоках отличаются от тепловых процессов в герметичных блоках. При наличии перфорации окружающий блок воздух поступает через перфорационные отверстия в блок. Воспринимая тепловую энергию, рассеиваемую элементами блока, воздух повышает свое теплосодержание. Его плотность уменьшается, и под действием вынужденной силы воздух выносится через верхние перфорационные отверстия корпуса блока. Его место замещает воздух из окружающей среды, воспринимает тепловую энергию от элементов блока и вновь выносится через верхние отверстия, т.е осуществляется естественная конвекция. Количество вынесенной тепловой энергии из блока зависит от того, на сколько повысил свою температуру воздух, проходя через соответствующую часть блока.

Примем:

? изотермичной каждую грань корпуса блока управления;

? изотермичным ПУ;

? воздух, справа и слева от печатного узла, примем изотермичным в пределах нижней половины блока с температурой равной температуре окружающей среды и изотермичным в пределах верхней половины блока с температурой равной температуре воздуха, выходящего из этой части блока.

Математическая модель тепловых процессов блока управления с установленными в нем десятью печатными узлами ПУ1…ПУ10 с тепловой мощностью Р на каждом печатном узле и температурой окружающей среды Т представлена на рисунке 5



Рисунок 5 - Математическая модель тепловых процессов блока управления

Размеры блока: длина - 465 мм, ширина - 235 мм, высота - 266 мм. Толщина стенок блока - 2 мм, толщина верхней и нижней крышки 1мм. Коэффициент теплопроводности материала корпуса блока - 122 Вт/м·К, коэффициент черноты - 0,8. Коэффициент облученности 0,8.

Для построения модели тепловых процессов конструкции блока управления в соответствии с принципами построения топологических моделей, разбиваем ее на составляющие элементы. Выделяем основные элементы: передняя панель, задняя панель, верхняя крышка, нижняя крышка, правая и левая стенки корпуса. Вводим узлы, обозначающие окружающую среду и воздух внутри корпуса. Исходя из этого, модель тепловых процессов корпуса представляет собой несвязный граф из сорока четырех узлов и соответствующими ветвями (рисунки 4а и 4б). Модель тепловых процессов зависит от среды, в которой эксплуатируется проектируемый блок.

Каждый узел конструкции имеет свой номер: 1 - левая стенка, 2 - верхняя крышка, 3 - передняя панель, 4 - нижняя крышка, 5 - задняя панель, 6 - правая стенка, 7 - окружающая среда, 8…17 - ПУ вставленные в корпус, 18…28 - воздух между ПУ.

Далее узлы соединяются ветвями для определения тепловых связей между элементами конструкции. Типы ветвей используемые в математической модели тепловых процессов блока управления представлены в таблице 4.

Таблица 4 Типы ветвей используемые в математической модели

№ п/п	Обозначение ветви в топологической модели	Пояснение
1		Кондукция
2		Излучение
3		Естественная конвекция
4		Контактный теплообмен
5		Источник с заданной температурой, °С
6		Источник с заданной мощностью, Вт

Узлы 1, 2, 3, 4, 5, 6 взаимодействуют с окружающей средой посредством излучения и естественной конвекции (ветви 1-7, 2-7, 3-7, 4-7,

5-7, 6-7). Заданная температура окружающей среды моделируется включением в узел 7 источника температуры.

Узлы 8…17 взаимодействуют между собой (ветви 8-9, 9-10, 10-11, 11-12, 12-13, 13-14, 14-15, 16-17) и узлами 18…28 (ветви 8-18, 8-19, 9-19, 9-20, 10-20, 10-21, 11-21, 11-22, 12-22, 12-23, 13-23, 13-24, 14-24, 14-25, 15-25, 15-26, 16-26, 16-27, 17-27, 17-28) посредством излучения, а с узлами 2 и 4 путем контактного теплообмена (ветви 2-8…2-17, 4-8…4-17). Узлы 8 и 17 взаимодействуют с левой и правой стенками блока через тонкие воздушные прослойки (ветви 8-1, 17-6).

Основными тепловыделяющими элементами являются транзисторы закрепленные на радиаторы (узлы 29…44). Узлы 29…44 связаны с узлами 10…17 посредством контактного теплообмена (ветви 10-29, 10-30, 11-31, 11-32, 12-33, 12-34, 13-35, 13-36, 14-37, 14-,38, 15-39, 15-40, 16-41, 16-42, 17-43,

17-44).

Выделение тепловой энергии элементами ПУ моделируется включением в узлы 29…44 источников мощности.

Результаты расчета тепловых процессов конструкции блока для стационарного режима приведены в таблице 5.

Таблица 5 Результаты расчета тепловых процессов конструкции блока

№ узла	Имя узла	Температура, °C
1	Левая стенка	41.5
2	Верхняя крышка	49.6
3	Передняя панель	37.7
4	Нижняя крышка	49.7
5	Задняя панель	40.4
6	Правая стенка	40.6
7	Температура окружающей среды	35
8	ПУ1	49.3
9	ПУ2	49.7
10	ПУЗ	51.1
11	ПУ4	51.2
12	ПУ5	51.2
13	ПУ6	51.2
14	ПУ7	51.2
15	ПУ8	51.2
16	ПУ9	51.1
17	ПУ10	50.8
18	Воздух между левой стенкой и ПУ1 и	49.3
19	Воздух между ПУ1 и ПУ2	49.5
20	Воздух между ПУ2 и ПУ3	50.4
21	Воздух между ПУ3 и ПУ4	51.1
22	Воздух между ПУ4 и ПУ5	51.2
23	Воздух между ПУ5 и ПУ6	51.2
24	Воздух между ПУ6 и ПУ7	51.2
25	Воздух между ПУ7 и ПУ8	51.2
26	Воздух между ПУ8 и ПУ9	51.2
27	Воздух между ПУ9 и ПУ10	51
28	Воздух между ПУ10 и правой стенкой	50.8
29	Радиатор 1	51.6
30	Радиатор 2	51.6
31	Радиатор 3	51.7
32	Радиатор 4	51.7
33	Радиатор 5	51.7
34	Радиатор 6	51.7
35	Радиатор 7	51.7
36	Радиатор 8	51.7
37	Радиатор 9	51.7
38	Радиатор 10	51.7
39	Радиатор 11	51.7
40	Радиатор 12	51.7
41	Радиатор 13	51.7
42	Радиатор 14	51.7
43	Радиатор 15	51.3
44	Радиатор 16	51.3

2.3 Тепловая модель МК

МК (рисунки 6 и 7) представляет собой ПУ включающий в себя мостовую схему управления электродвигателем с элементами управления ключами моста, токовые датчики контроля состояния ключей моста и ТСУ контроля параметров работы МК.

Рисунок 6 - МК первая сторона



Рисунок 7 - МК вторая сторона

Для создания тепловой модели МК импортируем модель модуля из системы проектирования P-CAD в формате PDIF. Модель МК в системе P-CAD представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Модель МК в системе P-CAD

При импорте модели из импортируемого файла полная условная запись ЭРИ берется по позиционному обозначению.

Варианты установки для каждого класса ЭРИ определены в справочной базе данных. При импорте вариант установки ЭРИ выбирается согласно приоритету при его наличии в полной условной записи ЭРИ в базе данных. Вариант установки ЭРИ, при его отсутствии в импортируемом файле, определяется в отдельности по каждому классу ЭРИ. При импорте модели создаются группы ЭРИ. ЭРИ с одинаковой полной условной записью, независимо от варианта установки, объединяются в одной группе. Проект МК представлен на рисунке 9.

После того как модель импортирована назначаем параметры ЭРИ входящие в состав модуля коммутации.

Для выбора ЭРИ из базы данных необходимо:

1) Выбрать класс ЭРИ.

2) Выбрать полную условную запись ЭРИ.

3) Выбрать вариант установки ЭРИ (при его отсутствии в импортируемом файле).

Назначение параметров ЭРИ, отсутствующих в базе данных, осуществляем в ручную при помощи подпрограммы «Расчет параметров ЭРИ».

При входе в подпрограмму «Расчет параметров ЭРИ» появляется диалоговое окно рисунок 10. Выбираем близкую по параметрам модель элемента из базы данных, вводим данные, необходимые для расчета, в верхнюю таблицу. После ввода исходных данных и нажатия кнопки «Расчет параметров» автоматически рассчитываются оставшиеся параметры ЭРИ, и формируется изображение. На рисунке 11 представлен расчет вставки плавкой ВП1-2 которая используется в МК.

Рисунок 9 - Проект МК

Рисунок 10 - Подпрограмма «Расчет параметров ЭРИ»

Аналогичным образом мной самостоятельно были описаны ЭРИ:

разъем DIN 41612 Вилка 32х3 угловая 90°, трансформатор ТИ5-54B, сердечник M20 ВН-3 К10х6х3, модуль питания МП0512ВО.

После того как параметры всех ЭРИ назначены получаем модель МК. Модель МК представлена на рисунках 12 и 13.

Рисунок 12 - МК первая сторона

Рисунок 13 - МК вторая сторона

Рисунок 14 - Подпрограмма «Тепловое граничное условие»

Далее задаем тепловые граничные условия используя для этого подпрограмму «Тепловое граничное условие» рисунок 14.

Типы тепловых граничных условий и их параметры, определенные по результатам математического моделирования блока управления, представлены в таблице 6.

Таблица 6 Типы тепловых граничных условий и их параметры

№ п/п	Тип теплового граничного условия	Параметр	Значение
Первая сторона
1	Контактный теплообмен к ПЗТ	Температура поверхности, єС	51.7
2	Контактный теплообмен к ПЗТ	Температура поверхности, єС	51.7
3	Излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний конструктивный элемент (КЭ)	Температура соседнего КЭ, єС	51.2
4	Естественная конвекция в окружающую среду и излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний КЭ	Температура окружающего воздуха, єС	51.2
		Температура соседнего КЭ, єС	51.2
		Давление воздуха, мм рт ст	760
Вторая сторона
5	Излучение с плоской неразвитой поверхности на КЭ	Температура соседнего КЭ, єС	51.2
6	Естественная конвекция в окружающую среду и излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний КЭ	Температура окружающего воздуха, єС	51.2
		Температура соседнего КЭ, єС	51.2
		Давление воздуха, мм рт ст	760

Так как МК представляет собой двухсторонний ПУ, то тепловые граничные условия задаются для каждой стороны модуля. Графическое изображение тепловых граничных условий для каждой стороны МК представлено на рисунках 15 и 16.

Рисунок 15 - Контактный теплообмен к ПЗТ и естественная конвекция в окружающую среду

Рисунок 16 - Излучение с плоской неразвитой поверхности на соседний

После того как все параметры определены, проводим тепловое моделирование МК. Для моделирования запускаем стационарный тепловой расчет, используя соответствующую команду в меню «Анализ».

Результаты моделирования представлены в «Карте тепловых режимов работы ЭРИ» (таблица 7) и на рисунках 17 и 18.

Таблица 7 Результаты моделирования МК

КАРТА ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭРИ
(при стационарном тепловом воздействии)
Обозначение ЭРИ	Сторона	Температура ЭРИ	Коэффициент тепловой нагрузки, относит. единиц	Перегрев, °C
		Расчетная, °C	Максимальная допустимая по ТУ, °C
R35	2	54,01	85,00	0,64	-
R25	2	54,00	85,00	0,64	-
R27	2	53,98	85,00	0,64	-
R15	2	53,98	85,00	0,64	-
R17	2	53,97	85,00	0,63	-
R3	2	53,96	85,00	0,63	-
R37	2	53,95	85,00	0,63	-
R45	2	53,91	85,00	0,63	-
R34	2	53,90	85,00	0,63	-
R13	2	53,90	85,00	0,63	-
R1	2	53,89	85,00	0,63	-
R26	2	53,89	85,00	0,63	-
R24	2	53,88	85,00	0,63	-
R16	2	53,86	85,00	0,63	-
R44	2	53,85	85,00	0,63	-
R36	2	53,85	85,00	0,63	-
R18	1	53,26	85,00	0,63	-
R22	1	53,26	85,00	0,63	-
R23	1	53,26	85,00	0,63	-
R32	1	53,26	85,00	0,63	-
R28	1	53,26	85,00	0,63	-
R33	1	53,26	85,00	0,63	-
R43	1	53,26	85,00	0,63	-
R38	1	53,25	85,00	0,63	-
R39	1	53,25	85,00	0,63	-
R19	1	53,25	85,00	0,63	-
R4	1	53,25	85,00	0,63	-
R10	1	53,24	85,00	0,63	-
R6	1	53,24	85,00	0,63	-
R12	1	53,24	85,00	0,63	-
R29	1	53,24	85,00	0,63	-
R41	2	52,67	85,00	0,62	-
R31	2	52,66	85,00	0,62	-
R9	2	52,66	85,00	0,62	-
R21	2	52,66	85,00	0,62	-
R40	2	52,61	85,00	0,62	-
R42	1	52,40	85,00	0,62	-
C19	2	52,05	85,00	0,61	-
R7	2	51,96	85,00	0,61	-
R30	2	51,93	85,00	0,61	-
R20	2	51,93	85,00	0,61	-
C20	2	51,85	85,00	0,61	-
T1	2	51,76	85,00	0,61	-
T12	2	51,75	85,00	0,61	-
T4	2	51,72	85,00	0,61	-
C37	2	51,69	85,00	0,61	-
C18	2	51,69	85,00	0,61	-
C9	2	51,68	85,00	0,61	-
T18	2	51,66	85,00	0,61	-
T24	2	51,66	85,00	0,61	-
C29	2	51,66	85,00	0,61	-
T10	2	51,66	85,00	0,61	-
C21	2	51,65	85,00	0,61	-
C27	2	51,63	85,00	0,61	-
C6	2	51,63	85,00	0,61	-
C16	2	51,62	85,00	0,61	-
C35	2	51,62	85,00	0,61	-
T16	2	51,61	85,00	0,61	-
T22	2	51,53	85,00	0,61	-
U1	1	58,48	100,00	0,58	-
VT4	1	66,10	125,00	0,53	-
VT1	1	66,07	125,00	0,53	-
VT7	1	65,60	125,00	0,52	-
VT17	1	65,54	125,00	0,52	-
VT13	1	65,25	125,00	0,52	-
VT18	1	65,16	125,00	0,52	-
VT6	1	65,14	125,00	0,52	-
VT15	1	65,14	125,00	0,52	-
VT11	1	65,06	125,00	0,52	-
VT8	1	64,95	125,00	0,52	-
VT9	1	64,94	125,00	0,52	-
VT12	1	64,91	125,00	0,52	-
VT10	1	64,78	125,00	0,52	-
VT14	1	64,35	125,00	0,51	-
F6	1	51,42	100,00	0,51	-
F1	1	51,39	100,00	0,51	-
F5	1	51,38	100,00	0,51	-
F3	1	51,38	100,00	0,51	-
VT16	1	64,18	125,00	0,51	-
VT3	1	64,08	125,00	0,51	-
C31	2	53,10	125,00	0,42	-
C23	2	53,09	125,00	0,42	-
C25	2	53,07	125,00	0,42	-
C12	2	53,07	125,00	0,42	-
C14	2	53,06	125,00	0,42	-
C3	2	53,05	125,00	0,42	-
C33	2	53,05	125,00	0,42	-
C30	2	53,03	125,00	0,42	-
C22	2	53,03	125,00	0,42	-
C13	2	53,02	125,00	0,42	-
C24	2	53,02	125,00	0,42	-
C10	2	53,02	125,00	0,42	-
C1	2	53,01	125,00	0,42	-
C32	2	53,01	125,00	0,42	-
C4	2	52,96	125,00	0,42	-
C38	2	52,95	125,00	0,42	-
C26	2	52,94	125,00	0,42	-
C15	2	52,94	125,00	0,42	-
C39	2	52,93	125,00	0,42	-
VD67	1	52,55	125,00	0,42	-
VD101	1	52,45	125,00	0,42	-
VD103	1	52,44	125,00	0,42	-
VD85	1	52,44	125,00	0,42	-
VD39	1	52,30	125,00	0,42	-
VD6	1	52,29	125,00	0,42	-
VD71	1	52,28	125,00	0,42	-
VD31	1	52,27	125,00	0,42	-
VD83	1	52,20	125,00	0,42	-
C7	2	52,20	125,00	0,42	-
VD55	1	52,20	125,00	0,42	-
C28	2	52,19	125,00	0,42	-
VD12	1	52,18	125,00	0,42	-
C34	2	52,14	125,00	0,42	-
C17	2	52,13	125,00	0,42	-
C36	2	52,13	125,00	0,42	-
VD109	1	52,07	125,00	0,42	-
VD113	1	52,06	125,00	0,42	-
VD53	1	52,03	125,00	0,42	-
VD70	1	52,00	125,00	0,42	-
VD100	1	51,98	125,00	0,42	-
VD47	2	51,97	125,00	0,42	-
VD51	2	51,97	125,00	0,42	-
VD56	2	51,97	125,00	0,42	-
VD59	2	51,97	125,00	0,42	-
VD91	2	51,97	125,00	0,42	-
VD94	2	51,97	125,00	0,42	-
VD1	2	51,97	125,00	0,42	-
VD124	2	51,97	125,00	0,42	-
VD128	2	51,97	125,00	0,42	-
VD17	2	51,97	125,00	0,42	-
VD36	2	51,97	125,00	0,42	-
VD98	2	51,97	125,00	0,42	-
VD10	2	51,97	125,00	0,42	-
VD107	2	51,97	125,00	0,42	-
VD111	2	51,97	125,00	0,42	-
VD116	2	51,97	125,00	0,42	-
VD61	2	51,97	125,00	0,42	-
VD64	2	51,97	125,00	0,42	-
VD68	2	51,97	125,00	0,42	-
VD77	2	51,97	125,00	0,42	-
VD81	2	51,97	125,00	0,42	-
VD86	2	51,97	125,00	0,42	-
VD89	2	51,97	125,00	0,42	-
VD23	2	51,97	125,00	0,42	-
VD29	2	51,97	125,00	0,42	-
VD127	1	51,95	125,00	0,42	-
VD82	1	51,87	125,00	0,41	-
VD130	2	51,87	125,00	0,41	-
VD38	1	51,83	125,00	0,41	-
VD134	2	51,81	125,00	0,41	-
VD19	1	51,81	125,00	0,41	-
VD58	1	51,81	125,00	0,41	-
VD118	1	51,81	125,00	0,41	-
VD88	1	51,81	125,00	0,41	-
VD112	1	51,81	125,00	0,41	-
VD27	2	51,80	125,00	0,41	-
VD37	2	51,80	125,00	0,41	-
VD46	2	51,80	125,00	0,41	-
VD50	2	51,80	125,00	0,41	-
VD93	2	51,80	125,00	0,41	-
VD95	2	51,80	125,00	0,41	-
VD99	2	51,80	125,00	0,41	-
VD2	2	51,80	125,00	0,41	-
VD56	2	51,80	125,00	0,41	-
VD63	2	51,80	125,00	0,41	-
VD110	2	51,80	125,00	0,41	-
VD65	2	51,80	125,00	0,41	-
VD69	2	51,80	125,00	0,41	-
VD76	2	51,80	125,00	0,41	-
VD106	2	51,80	125,00	0,41	-
VD80	2	51,80	125,00	0,41	-
VD119	2	51,80	125,00	0,41	-
VD121	2	51,80	125,00	0,41	-
VD123	2	51,80	125,00	0,41	-
VD9	2	51,80	125,00	0,41	-
VD125	2	51,80	125,00	0,41	-
VD21	2	51,80	125,00	0,41	-
VD129	2	51,80	125,00	0,41	-
VD28	1	51,80	125,00	0,41	-
VD11	1	51,81	125,00	0,41	-
VD115	1	51,79	125,00	0,41	-
VD97	1	51,79	125,00	0,41	-
VD73	1	51,79	125,00	0,41	-
VD41	1	51,79	125,00	0,41	-
VD49	1	51,79	125,00	0,41	-
VD79	1	51,78	125,00	0,41	-
VD14	1	51,78	125,00	0,41	-
VD75	1	51,78	125,00	0,41	-
VD105	1	51,76	125,00	0,41	-
VD52	1	51,76	125,00	0,41	-
VD133	1	51,76	125,00	0,41	-
VD45	1	51,76	125,00	0,41	-
VD5	1	51,74	125,00	0,41	-
VD131	2	51,73	125,00	0,41	-
VD66	1	51,72	125,00	0,41	-
VD102	1	51,71	125,00	0,41	-
VD84	1	51,70	125,00	0,41	-
VD54	1	51,70	125,00	0,41	-
VD30	1	51,69	125,00	0,41	-
VD18	1	51,65	125,00	0,41	-
VD87	1	51,65	125,00	0,41	-
VD108	1	51,65	125,00	0,41	-
VD117	1	51,64	125,00	0,41	-
VD57	1	51,63	125,00	0,41	-
VD114	1	51,63	125,00	0,41	-
VD72	1	51,79	125,00	0,41	-
VD96	1	51,62	125,00	0,41	-
VD78	1	51,62	125,00	0,41	-
VD40	1	51,62	125,00	0,41	-
VD13	1	51,62	125,00	0,41	-
VD48	1	51,60	125,00	0,41	-
VD74	1	51,60	125,00	0,41	-
VD104	1	51,59	125,00	0,41	-
VD132	1	51,59	125,00	0,41	-
VD135	2	51,58	125,00	0,41	-
VD126	1	51,58	125,00	0,41	-
D5	1	51,58	125,00	0,41	-
D9	2	51,57	125,00	0,41	-
D7	2	51,56	125,00	0,41	-
D8	2	51,56	125,00	0,41	-
D4	2	51,54	125,00	0,41	-
D6	2	51,54	125,00	0,41	-
D2	2	51,53	125,00	0,41	-
D3	2	51,53	125,00	0,41	-
D1	2	51,51	125,00	0,41	-
Т6	2	51,49	125,00	0,41	-
Т17	1	51,41	125,00	0,41	-
Т21	1	51,41	125,00	0,41	-
Т9	1	51,41	125,00	0,41	-
Т2	1	51,40	125,00	0,41	-
Т14	1	51,40	125,00	0,41	-
Т25	1	51,40	125,00	0,41	-
Т23	1	51,40	125,00	0,41	-
Т15	1	51,39	125,00	0,41	-
Т19	1	51,38	125,00	0,41	-
Т5	1	51,37	125,00	0,41	-
Т7	1	51,34	125,00	0,41	-
Т3	1	51,34	125,00	0,41	-
Т11	1	51,33	125,00	0,41	-
Т26	1	51,31	125,00	0,41	-
Т13	1	51,30	125,00	0,41	-
X2	1	51,23	125,00	0,41	-
VD122	2	55,93	150,00	0,37	-
VD26	2	55,01	150,00	0,37	-
VD60	2	53,70	150,00	0,36	-
VD90	2	53,68	150,00	0,36	-
VD92	2	52,98	150,00	0,35	-
VD62	2	52,48	150,00	0,35	-
VD120	2	52,42	150,00	0,35	-
VD22	2	52,38	150,00	0,35	-

Рисунок 17 - Температура участков МК (первая сторона).

Рисунок 18 - Температура участков МК (вторая сторона)

Выводы

2.4.1 Проведено трехуровневое моделирование блока управления приводами автоматики.

2.4.2 Разработана электрическая схема блока управления с обоснованием выбора элементной базы.

2.4.3 Разработана математическая модель блока управления. В результате моделирования определены тепловые граничные условия необходимые для моделирования МК.

2.4.4 Проведено тепловое моделирование МК.

2.4.5 На основании моделирования можно сделать заключение:

- моделирование проведено успешно и с адекватными результатами, поскольку моделирование тепловых процессов проводилось в системе «АСОНИКА», которая на протяжении длительного времени подтверждает свой высокий уровень. Погрешность (точность расчета) в системе «АСОНИКА» при тепловом моделировании не превышает 10%.