Синтез енергозберігаючих гідропневмоагрегатів

Випробування переконливо продемонстрували перевагу останньої концепції, що полягала в можливості позиціювання РО ПА зі значно більшими інерційними навантаженнями, а також у можливості робити оптимізацію в ході самонавчання не тільки за критерієм точності, але й швидкодії. Останнє дозволяло домогтися збільшення швидкодії в 4?6 разів у порівнянні з методом «повзучої швидкості». На підставі чисельних дослідів показано, що робота ПА із запропонованою схемою (рис. 11) і алгоритмом I.3.б при постійно працюючій системі адаптації (корекції) координати початку гальмування дозволяє «парирувати» внесені в систему первинні помилки, утримувати точність позиціювання в заданих межах (рис. 23).

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вирішена науково-практична проблема кардинального скорочення невиробничих енерговитрат, розширення області застосування дискретних ПА убік значного збільшення інерційних навантажень, а також вільнопрограмованого позиціювання за рахунок використання запропонованих принципів гальмування й позиціювання РО шляхом зміни структури комутаційних зв'язків.

1. На основі методу безроздільної декомпозиції рівнянь запропоновано універсальний алгоритм синтезу енергозберігаючих ГПА й отримано ряд схем ПА, що забезпечують мінімізацію непродуктивних енерговитрат.

2. Розроблена універсальна нелінійна ММ у безрозмірній формі, що однаковим чином описує всі розроблені схеми ПА з виділенням двох основних критеріїв динамічної подоби (безрозмірна маса) і (параметр статичного навантаження).

3. Розроблена лінійна модель дискретного ПА на основі заміни нелінійних залежностей січними, а не дотичними, що в значній мірі підвищило точність аналітичних виразів для всіх змінних стану.

4. Для об'єктивного обліку енергетичних і динамічних показників досліджуваних ПА запропоновано комплексний показник технічного рівня, за допомогою якого систематизовані розрахунки на ЕОМ і розроблено ряд найбільш ефективних схем з гальмуванням шляхом зміни структури комутаційних зв'язків. Для однієї із цих схем розроблена інженерна методика розрахунку.

5. Сформульовані принципи енергозбереженння та застосована методика ексергічного аналізу для дослідження енергетичних характеристик дискретних ПА.

6. Розроблений повний альбом схем ПА на основі класифікації всіх способів гальмування шляхом зміни структури комутаційних зв'язків, які забезпечують ефективну роботу пневмоагрегатів в умовах великих інерційних навантажень.

7. Визначена область раціонального використання енергозберігаючих схем ПА у просторі критеріїв подоби і , що знаходиться в границях та де вдається знизити витрати стисненого повітря в 4?10 разів. При цьому істотно роз-ширена область ефективного гальмування РО ПА аж до , що набагато перекри-ває область використання ПА із традиційним дросельним гальмуванням ( ).

8. Виділення границь раціонального використання енергозберігаючої схеми ПА в площину - дозволило одержати розрахункові формули для визначення діаметра ПЦ, що забезпечує при заданому статичному й динамічному навантаженнях безумовну економічну доцільність використання даної схеми ПА.

9. Запропоновано стратегію адаптивного керування багатопозиційним дискретним ПА, в основі якої лежить метод триетапного режиму позиціювання з відпрацьовуванням на останньому етапі лінії перемикання виду (двоконтурний ПД-регулятор), при якому за рахунок режиму самонавчання автоматично визначається оптимальний режим позиціювання.

10. За допомогою методу безроздільної декомпозиції рівнянь отримано розподільний блок керування, що має необхідну функціональну гнучкість і здатен ефективно реалізувати запропоновану стратегію керування.

11. Розроблено алгоритми керування (у тому числі й модифіковані лінії перемикання), що дозволяють використовувати розроблену схему ПА в широкому діапазоні інерційних навантажень і координат позиціювання при досить великих часових затримках у системі керування, що дозволяє використовувати для керування серійну пневмоапаратуру.

12. Експериментальна апробація доводить високу ефективність способів гальмування й позиціювання, що ґрунтуються на зміні структури комутаційних зв'язків. Результати роботи впроваджені на ВАТ «Пневматика» (м. Сімферополь), Корпорація «Гідроелекс» (м. Харків) і в навчальному процесі кафедри «Гідропневмоавтоматика і гідропривод» НТУ «ХПІ».

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Крутиков Г.А.Определение области рационального использования редукционного клапана с пневмоуправлением/ Г.А.Крутиков, А.И. Кудрявцев// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления.- М., Машиностроение, 1981, №8. С. 225-232.

Здобувач уперше використав метод теорії аналогічності теплотехнічних систем для нормування математичної моделі складної пневматичної системи.

2. Крутиков Г.А. О стабилизации давления в быстродействующих пневмоприводах/ Г.А. Крутиков// Гидропривод и гидропневмоавтоматика.-Киев: Техніка, 1981, Вып. 17.- С.108-113.

3. Крутиков Г.А. Рациональные способы торможения пневмоприводов автоманипуляторов с большой инерционной нагрузкой/ Г.А. Крутиков, А.А. Оробченко, В.Н. Черныш// Известия ВУЗов. Машиностроение, Москва. 1983, №4. С. 58-62.

Здобувачем запропонована схема з гальмуванням за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків.

4. Крутиков Г.А. Рациональное использование сжатого воздуха в пневмо-приводах автоманипуляторов/ Г.А.Крутиков// Известия ВУЗов. Машиностроение, Москва, 1984.- № 3. - С.71-76.

5. Крутиков Г.А.Торможение пневмоприводов автоматических манипуля-торов с большой инерционной нагрузкой/ Г.А. Крутиков, А.И. Кудрявцев// Вестник машиностроения.????1984.????№ 9.????С. 33-38.

Здобувачем запропоновано ряд схем з гальмуванням за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків і дається інженерна методика їхнього розрахунку.

6. Крутиков Г.А.Способ улучшения энергетических характеристик пнев-моманипуляторов/ Г.А. Крутиков, А.А. Оробченко, Л.А. Пекарь// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. - М.: Машиностроение. - 1984. - Вып 11. - С.80-85.

Здобувачем уперше запропонована методика розрахунку ПА з компресійно-приводним режимом роботи ПА.

7. Крутиков Г.А. К вопросу выбора энергетически совершенных пневмоприводов автоманипуляторов/ Г.А. Крутиков, А.А. Оробченко// Теория механизмов и машин, Харьков, 1985. С. 13-19.

Здобувачем досліджується одна з енергозберігаючих схем і пропонується для оцінки енергетичних характеристик використати осереднений за цикл ККД.

8. Крутиков Г.А. Определение степени энергетического совершенства пневмоприводов дискретного действия/ Г.А. Крутиков// Гидропривод и гидропневмоавтоматика. - Киев: Техніка, 1985, Вып. 21. С. 82-86.

9. Крутиков Г.А. Об использовании компрессионно - приводного режима пневмопривода автоманипулятора для улучшения его динамических и энергетиче-ских характеристик/ Г.А.Крутиков, А.А.Оробченко А.А., Л.А.Пекарь//Теория меха-низмов и машин.-Харьков, 1986. Вып. 41. С.106 - 112.

Здобувачем викладається розрахунок енергетичних характеристик ПА з компресійно-приводним режимом і визначається область раціонального використання.

10. Крутиков Г.А. К вопросу выбора способа торможения пневмоприводов с большими присоединенными массами/ Г.А.Крутиков, А.И. Кудрявцев, Л.А. Пекарь// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления?-М.: Машинострое-ние.????1987.????Вып. 13.????С. 60-71.

Здобувачем запропонований повний альбом схем ПА з гальмуванням шляхом зміни структури комутаційних зв'язків і відібрані найбільш ефективні схеми при роботі з великими наведеними масами.

11. Крутиков Г.А. К вопросу унификации расходной функции пневмати-ческих дросселирующих элементов/ Г.А. Крутиков, Н.Н. Вьет // Гидравлические машины.- Харьков, 1988, №22. С. 130-133.

Здобувачем запропонована зручна форма для досліджень на ЕОМ витратних характеристик складних пневматичних ліній.

12. Крутиков Г.А. Улучшение энергетических характеристик дискретных пневмоприводов за счет выбора рациональной схемы торможения/ ГА.Крутиков, П.Л.Томан, И.Т.Тот// Известия ВУЗов. Машиностроение.????1988.????№ 11.????С. 52-57.

Здобувачем запропонована одна з енергозберігаючих схем і викладена методика автоматизованого вибору оптимального гальмового шляху.

13. Крутиков Г.А. О выборе энергосберегающей структуры дискретного пневмопривода с большими инерционными нагрузками/ Г.А.Крутиков, П.Л.Томан, И.Т.Тот// Вестник машиностроения.- М., 1989, №6. С. 19-23.

Здобувачем запропонована енергозберігаюча схема ПА і пропонується її ММ у безрозмірній формі..

14. Крутиков Г.А. Алгоритм выбора рациональной структуры пневмопривода с торможением в конце хода/ Г.А. Крутиков, А.А. Оробченко, П.Л. Томан// Гидропривод и гидропневмоавтоматика, - Киев: Техніка, 1989. Вып. 25. С. 43-49.

Здобувачем пропонується вибирати найбільш раціональну схему ПА з гальмуванням із використанням комплексного показника технічного рівня.

15. Крутиков Г.А. О разработке линейной модели дискретного пневмопри-вода/ Г.А.Крутиков, Л.А. Пекарь// Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления.- М., Машиностроение, 1990. Вып. 15. С. 120-128.

Здобувачем уперше запропонована лінійна модель дискретного ПА, що ґрунтується на заміні нелінійних залежностей січними.

16. Крутиков Г.А. Пневматический сборочный манипулятор портального типа с микропроцессорным управлением/ Г.А. Крутиков, А.А. Оробченко, В.И. Евменкин// Теория механизмов и машин.- Харьков, 1990. Вып. 48, С. 11-16.

Здобувачем уперше реалізована ідея комп'ютерного керування дискретним ПА з гальмуванням за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків.

17. Крутиков Г.А. Дискретно-управляемый пневмопривод для точного позиционирования с минимальными энергозатратами/ Г.А. Крутиков, Р.Н. Плюхня // Гидравлические машины.- Харьков, 1992. Вып.26. С. 148-158.

Здобувачем пропонується алгоритм керування й схема багатопозиційного ПА з двоконтурним ПД-регулятором, що забезпечує мінімум енерговитрат.

18. Крутиков Г.А. Выбор оптимального управления релейным многопозиционным пневмоприводом/ Г.А. Крутиков, Б.А. Вурье// Автоматизация и современные технологии. - М., Машиностроение, 1995, № 9. С. 5-10.

Здобувачем уперше запропонована стратегія керування ПА з режимом самонавчання.

19. Крутиков Г.А. Ударный пневмопривод для холодного клеймения металла./ Г.А.Крутиков, Б.А.Вурье// Автоматизация и современные технологии. - М., Машиностроение, 1995, № 10. С. 3-6.

Здобувачем розроблено й впроваджено один з додатків методу керування дискретним ПА шляхом зміни структури комутаційних ситуацій.

20. Крутиков Г.А. Повышение быстродействия и точности позиционирова-ния многопозиционного пневмопривода за счет адаптивного микропроцессорного управления/ Г.А.Крутиков, О.Г.Хмелевская// Вестник Харьковского государствен-ного политехнического университета.????Харьков: ХГПУ. - 1999,? №49.????С. 28-33.

Здобувачем викладається стратегія адаптивного керування багатопозиційним ПА за рахунок оптимізації коефіцієнта підсилення зворотного зв'язку за швидкістю.

21. Крутиков Г.А. Оптимальная схема и алгоритм управления свободнопрограммируемого пневмопривода/ Г.А.Крутиков// Вістник национального технічного университету «ХПІ». - Харків: НТУ «ХПІ». - 2005, №24. - С. 68-75.

22. Крутиков Г.А. Выбор закона управления для многопозиционного дискретного пневмопривода/ Г.А. Крутиков// Вістник национального технічного университету «ХПІ». - Харків: НТУ «ХПІ». - 2007, №30. - С. 59-65.

23. Крутиков Г.А. Разработка энергосберегающей структуры пневмопривода с торможением в конце хода/ Г.А.Крутиков// Інтегровані технології та енергозбереження. - 2007. - № 1. - С. 3-10.

24. Крутиков Г.А. Определение области рационального использования энергосберегающей схемы пневмопривода/ Г.А.Крутиков// Інтегровані технології та енергозбереження. - 2007, - №4. - С. 7-10.

25. Крутиков Г.А. Универсальная математическая модель для свободнопро-граммируемого пневмопривода с дискретным управлением/ Г.А.Крутиков // Вістник национального технічного университету «ХПІ». - Харків: НТУ «ХПІ». - 2008, - №23. - С. 98-103.

26. Крутиков Г.А. Энергосберегающая схема циклового пневмоагрегата для работы в условии большой инерционной нагрузки/ Г.А.Крутиков// Інтегровані технології та енергозбереження. - 2008, - №3. - С.10-15.

Здобувачем розроблена схема ПА з компресійно-приводним режимом роботи й даються графіки, що дозволяють оцінити доцільність її використання при заданих умовах роботи.

27. Крутиков Г.А. Минимизация энергозатрат в пневмоагрегатах с большой инерционной нагрузкой/ Г.А.Крутиков, Али Султан Хусейн// Східно-Європейський журнал передових технологій. 2009, №2/7 (38), С. 20-24.

Здобувачем запропоновано використання компресійно-приводного режиму для пневмомодуля повороту колони робота.

28. Крутиков Г.А. Выбор эффективного торможения рабочих органов пневмоагрегатов с большой инерционной нагрузкой/ Г.А. Крутиков, В.В.Ермак Східно-Європейський журнал передових технологій., 2010, №2/5 (44). - С. 18-21.

Здобувачем запропонований і досліджений один з альтернативних способів гальмування - ємнісний.

29. Крутиков Г.А. Синтез свободнопрограммируемых пневмоагрегатов/ М.В.Черкашенко, Г.А.Крутиков// Інтегровані технології та енергозбереження.-2009. - № 4, - С. 86-94.

Здобувачем розробляється пневматична схема багатопозиційного ПА методом безроздільної декомпозиції рівнянь і даються найбільш ефективні алгоритми керування.

30. Крутиков Г.А. Влияние временного запаздывания в системе управления на процесс позиционирования рабочего органа пневмоагрегата/ М.В. Черкашенко, Крутиков Г.А.// Восточно-Европейский журнал передовых технологий., 2010, 1/6(43). - С. 11-15.

Здобувачем пропонуються модифіковані лінії перемикання для багатопозиційного ПА, здатні «парирувати» негативний вплив часових затримок.

31 Крутиков Г.А. Синтез энергосберегающих пневмоагрегатов/ М.В.Черкашенко, Г.А.Крутиков// Інтегровані технології та енергозбереження. - 2010. - № 2 - С. 18-27.

Здобувачем здійснений синтез енергозберігаючої структури ПА методом безроздільної декомпозиції рівнянь, виділена область раціонального використання енергозберігаючих ПА.

32. Крутиков Г.А. Пневмопривод / Г.А.Крутиков, А.И.Кудрявцев, Л.И.Водопьян // а.с. 1154492 СССР. Опубл. 07.05.85. Бюл. № 17,1985.- 2 с.

Здобувачем запропонований один з найбільш ефективних режимів гальмування РО ПА з великими інерційним навантаженням - компресійно-привідний.

33. Крутиков Г.А. Пневмопривод / Г.А.Крутиков, А.И.Кудрявцев, Л.А.Пекарь а.с. 1455061 СССР.Опубл. 30.01.89. Бюл. № 4, 1989.-3 с.

Здобувачем запропонований спосіб гальмування РО ПА за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків, мінімізуючий енерговитрати.

34. Крутиков Г.А. Пневматический привод / Г.А.Крутиков, В.В.Седач //а.с. 1596142 СССР. Опубл. 02.08.89. Бюл. № 30,1990.- 2 с.

Здобувачем запропонована схема вільнопрограмованого ПА з триетапним режимом позиціювання й оптимізацією процесу позиціювання за рахунок саманавчання.

35. Крутиков Г.А. / Улучшение энергетических характеристик пневмопри-водов/ Г.А. Крутиков, А.И. Кудрявцев// Тезисы докладов ХVI Всесоюзного научнотехнич. совещания по гидравлической автоматике, 27-29 декабря 1983 г., Киев.

Здобувачем запропоновано використовувати рекуперацію в мережу енергії гальмування для підвищення ККД ПА.

36. Крутиков Г.А. Структурный анализ дискретных пневмоприводов поступательного и поворотного действия/ Г.А. Крутиков, А.И.Кудрявцев// Тезисы докладов V Всесоюзного симпозиума по пневматическим (газовым) приводам и системам управления: Июнь 1986, Москва - Тула.

Здобувачем проведена класифікація схем ПА з гальмуванням.

37. Крутиков Г.А. Синтез енергозберігаючої структури пневмоагрегата для роботи в умовах великих інерційних навантажень// Тези доповідей ХVІІІ Міжнародної науково-практичної конференції: 12-14 травня 2010 р., у 4-х частинах. - Ч. ІІ. - Харків.

38. Крутиков Г.А. Функционально-стоимостной анализ пневматических приводов и устройств/ А.И. Кудрявцев, Е.А.Рагулин, И.Н. Оленин, А.П. Пятидверный, Г.А.Крутиков// Методические рекомендации для Минстанкопрома, ВНИИТЭМР. Москва. 1984. - 67 с.

Здобувачем запропоновано оцінювати ефективність гальмування та позиціювання на підставі методів функціонально-вартісного аналізу.

39. Крутиков Г.А. Выбор и расчет оптимальных способов и схем торможе-ния пневмодвигателей/ А.И.Кудрявцев, Л.А.Пекарь, Г.А. Крутиков, А.П.Пятидверный// Методические рекомендации для Минстанкопрома, ВНИИТЭМР, Москва, 1986. - 60 с.

Здобувачем дається огляд всіх способів гальмування РО ПА та даються рекомендації з вибору раціональних варіантів.

40. Крутиков Г.А. Снижение энергопотерь в пневмоприводах станков, автоматических манипуляторов и других машин/ А.И. Кудрявцев, Е.А. Рагулин, А.П.Пятидверный, Н.Н.Вьет, Г.А. Крутиков// Методические рекомендации для Минстанкопрома, ВНИИТЭМР, Москва, 1986. - 58 с.

Здобувачем дані енергозберігаючі схеми ПА з гальмуванням за рахунок зміні структури комутаційних зв'язків і рекомендації з їхнього впровадження.

АНОТАЦІЇ

Крутіков Г.А. Синтез енергозберігаючих гідропневмоагрегатів - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.05.17- гідравлічні машини і гідропневмоагрегати.- Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”: Харків, 2011.

Дисертація присвячена вирішенню науково-технічного завдання розширення області застосування дискретних пневмоагрегатів (ПА) у бік істотного збільшення інерційних навантажень, що вирішувалася одночасно з підвищенням швидкодії і значним зниженням непродуктивних енерговитрат, а також завдання високоточного вільнопрограмованого позиціювання робочого органа ПА на основі серійної пневмоапаратури з використанням нової стратегії дискретного керування.

Загальною основою знайдених рішень є уявлення ПА як системи змінної структури (СЗС), у якій рух РО, гальмування й позиціювання здійснюється за рахунок зміни структури комутаційних зв'язків залежно від знаходження РО в тій або іншій області фазового простору.

Упроваджена методика ексергічного аналізу дискретних ПА, що стала основою для синтезу енергозберігаючих схем ПА.

Розроблено алгоритм структурного синтезу енергозберігаючої структури ПА методом безроздільної декомпозиції рівнянь, що дозволив одержати ряд ефективних енергозберігаючих схем, у тому числі таких, що реалізують компресійно-приводний режим. Визначено область раціонального використання енергозберігаючих схем ПА в просторі основних критеріїв динамічної подоби., При цьому вирішується й інше завдання синтезу - вибір діаметра ПЦ, що забезпечує при заданому навантаженні безумовну доцільність використання енергозберігаючої схеми ПА.

Запропонована нова стратегія адаптивного керування багатопозиційним дискретним ПА з триетапним режимом позиціювання й відпрацьовуванням на останньому етапі лінії перемикання виду (двоконтурний ПД - регулятор), орієнтована на схеми гальмування шляхом зміни структури комутаційних зв'язків. Використання режиму самонавчання дозволило оптимізувати процес позиціювання, як за точністю так і за швидкодією.

За допомогою розробленого алгоритму структурного синтезу, що грунтується на методі безроздільної декомпозиції рівнянь, отримано універсальний розподільний блок керування, що має необхідну функціональну гнучкість й здатний ефективно реалізувати запропоновану стратегію керування.

Ключові слова: робочий процес гідропневмоагрегатів, вдосконалення конструкцій гідропневмоагрегатів, гальмування робочого органу пневмоагрегата, мінімізація енерговитрат, багатопозиційний пневмоагрегат.

Крутиков Г.А. Синтез энергосберегающих гидропневмоагрегатов - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.17- гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. Национальный технический університет “Харьковский политехнический институт”, Харьков, 2011.

Диссертация посвящена решению актуальных научно-технических задач: ми-нимизации непроизводительных энергозатрат, повышения быстродействия дискрет-ных пневмагрегатов ( ПА ) и расширения области применения их в сторону сущест-венного увеличения инерционных нагрузок, а также задачи высокоточного свобод-нопрограммируемого позиционирования рабочего органа ПА за счет синтеза раци-ональной структуры и алгоритма управления.

Общей основой найденных решений является представление ПА как системы переменной структуры (СПС), в которой движение РО, торможение и позициони-рование осуществляется за счет изменения структуры коммутационных связей в зависимости от нахождения РО в той или иной области фазового пространства.

В качестве первого этапа системного подхода при решении поставленных задач дана полная классификация способов торможения и позиционирования, основанных на изменении структуры коммутационных связей, и на этой основе разработан обширный альбом схем с использованием серийной пневмоаппаратуры.

Разработана универсальная нелинейная математическая модель, приведенная на основе методов теории аналогичности тепломеханических систем к безразмерной форме с выделением критериев динамического подобия, позволяющая единообразным способом провести анализ всех исследуемых структур ПА.

Линейная математическая модель, позволившая получить достаточно точные аналитические решения для всех переменных состояния дискретного ПА, получена на основе замены нелинейных зависимостей рационально подобранными секущими.

При выборе наиболее рациональной схемы торможения и позиционирования предложен комплексный показатель технического уровня, позволивший провести объективное сравнение исследуемых схем по целому комплексу показателей.

Для одной из наиболее рациональных схем торможения за счет изменения структуры коммутационных связей разработана инженерная методика расчета. По- путно была решена задача автоматизированного определения минимально необхо-димого тормозного пути при расчете переходного процесс на ЭВМ.

Внедрена методика эксергического анализа дискретных ПА, что явилось основой для синтеза энергосберегающих схем ПА.

Разработан алгоритм структурного синтеза энергосберегающей структуры ПА методом безраздельной декомпозиции уравнений, позволивший получить ряд эффективных энергосберегающих схем, в том числе, реализующих компрессионно-приводной режим, когда часть времени движения ПА работает в приводном режиме, а часть времени - как компрессор, запасая энергию торможения для обратного хода. Определена область рационального использования энергосберегающих схем ПА в пространстве основных критериев динамического подобия. При этом решается и другая задача синтеза - выбор диаметра ПЦ, обеспечивающего при заданной наг-рузке безусловную целесообразность использования энергосберегающей схемы ПА.

Предложена новая стратегия адаптивного управления многопозиционным дискретным ПА с трехэтапным режимом позиционирования и отработкой на последнем этапе линии переключения вида (двухконтурный ПД - регулятор), ориентированная на схемы торможения путем изменения структуры коммутационных связей. Предложен эффективный и достаточно простой механизм самообучения, позволяющий на базе стандартной релейной пневмоаппаратуры осуществлять высокоточное позиционирование при высоком быстродействии многопозиционного пневмоагрегата.

С помощью разработанного алгоритма структурного синтеза, основанного на методе безраздельной декомпозиции уравнений, получен универсальный распределительный блок управления, обладающий необходимой функциональной гибкостью и способный эффективно реализовать предложенную стратегию управления.

Разработаны алгоритмы управления (в том числе и модифицированные линии переключения), позволяющие использовать разработанную схему многопозицион-ного ПА в широком диапазоне инерционных нагрузок и координат позиционирова-ния при достаточно больших временных задержках в системе управления, что дает возможность использовать для управления серийную пневмоаппаратуру. Последнее делает разработанную методику позиционирования экономически привлекательной.

Экспериментальная апробация подтвердила высокую эффективность разработанных методов торможения и позиционирования за счет изменения структуры коммутационных связей.

Ключевые слова: рабочий процесс гидропневмоагрегатов, усовер-шенствование конструкций гидропневмоагрегатов, торможение рабочего органа пневмоагрегата, минимизация энергозатрат, многопозиционный пневмоагрегат.

Krutikov G. A. Synthesis of energy-saving hydropneumatic aggregates. The manuscript.

Thesis for degree of Doctor of Sciences in Technique for speciality 05.05.17 - hydraulic machinery and hydro-pneumatic aggregate. - National technical university the «Kharkiv polythechnical institute»: Kharkiv, 2011.

Thesis is devoted to the decision of a scientific and technical problem of expansion of a scope of discrete pneumounits (PU) aside an essential increase of inertial loads which was solved at the same time with increase of speed and significant decrease in unproductive power inputs, as well as problems precision free programming positioning of working body PA on the basis of the serial pneumoequipment with use of new strategy of discrete management.

Common basis of the solutions is to provide the PU as a system of variable structure (SVS), in which the movement of operating element (OE), deceleration and positioning is due to changes in the structure of commutation relations, depending on the location of OE in a particular region of phase space.

The synthesis problem of energy-saving structure of UA has been solved by optimally choose a sequence connecting the cavities PU switching to different objects in motion OE. The algorithm of structural synthesis of energy-efficient structure of PA by the undivided decomposition equations, which provided a number of energy-efficient schemes, including implementing the compression-drive mode, when part of the movement time PU working in the drive mode, and a part-time - as a compressor, storing braking energy for backstop. The field of rational use of energy-saving schemes in the PU area the basic criteria of dynamic similarity, which allows to assess the economic feasibility of using these schemes in the initial design stage.

A new strategy for multi-position adaptive control of discrete-PU with three-stage regime of positioning and testing of the final stage of the switching line of the form (double PD - controller), focused on the scheme of inhibition by changing the structure of the commutation relations. Using the self-optimizing the process of positioning as to exactly on speed.

With the help of the algorithm of structural synthesis, based on the method of the undivided decomposition, we obtain a universal distribution control unit has the necessary functional flexibility and the ability to effectively implement the proposed control strategy.

Key words: inhibition of the operating element pneumatic units, minimizing energy consumption, synthesis algorithm, multi-pnevmounit, line switching, positioning accuracy, self pneumatic unit.

Размещено на Allbest.ur