CC BY
20
3. Математическая модель формирования осевой составляющей силы резания при точении стали 20ХН / П. С. Нестеренко, А. А. Бондарев, А. Р. Ингеманссон, Д. В. Крайнев, Ю. Л. Чигиринский // Сборник научных трудов SWorld. Вып. 1 : [матер. междунар. науч.-практ. конф. «Современные направления теоретических и прикладных исследований '2014», Одесса, 18-30 марта 2014 г.]. - 2014. - Т. 9 "Технические науки". -C. 9-14.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М : Машиностроение, 1985. - 656 с.
5. Пат. 2533617 РФ, МПК B32B1/00. Устройство для токарной обработки нежёстких деталей / П.С. Нестеренко, В.К. Голованов; ВолгГТУ. - 2014.
6. Плотников А. Л. Управление режимами резания на токарных станках с ЧПУ: монография. ВолгГТУ. Волгоград: Политехник, 2003. 184 с.
7. Повышение точности токарной обработки нежестких валов за счет управления упругими деформациями технологической системы [Электронный ресурс] : доклад / П. С. Нестеренко, Ю. Л. Чигиринский // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2015 : матер. Интернет-конф., 618 октября 2015 г. / Проект SWorld. - С. 1-7. - Режим доступа : http:// http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/technical-sciences-315/machines-and-mechanical-engineering-315/26367-315-178.
8. Подпоркин, В. Г. Обработка нежёстких деталей. - М. ; Л. : Машгиз, 1959. - 208 с.
Tchigirinsky Julius L., engineering doctor, associate professor
Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia
Nesterenko Pavel S., postgraduate student
Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia
IMPROVING THE EFFICIENCY OF TURNING OF NON-RIGID SHAFTS THROUGH THE USE OF ADAPTIV CONNTROL SYSTEMS
Abstract. This article describes the schemes of adaptive control systems of turning of nonrigid parts, the application of which will improve the efficiency of processing. Scopes are defined, advantages and shortcomings were analyzed of each system.
Keywords: effectiveness of processing, non-rigid shaft, cutting force, control the trajectory of the cutting tool, adaptive control system.
СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ Якубжанова Дилфуза Кадировна, старший преподаватель Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий
Современный этап развития информационных систем и технологий обусловлен насущными требованиями совершенствования концепций управления техническими системами различных отраслей народного хозяйства. В этом плане, вопросам и проблемам оснащения сельскохозяйственной отрасли современной, надежной и высокопроизводительной техникой, отвечающей мировым требованиям и стандартам уделяется серьезное внимание.
Одной из приоритетных является исследование и решение задачи повышения производительности этих систем (машиноиспытательных систем), связанных с улучшением их динамических характеристик, расширением диапазона работоспособности и контроля режимными и эксплуатационными параметрами. При этом большое значение имеет решение проблемы связанной с непрерывным контролем эффективности работы этих систем и их технического состояния.
Машиноиспытательные системы, в плане их эксплуатации, представляют собой сложные технические системы управления. Сложность этих систем обусловлена функциональным взаимодействием и работой определенного комплекса ее элементов. В качестве примера можно указать, что одними из этих элементов выступают гидроагрегаты, навесные оборудования, выполняющие различные полевые операции.
Для качественного управления машиноиспытательными системами одной из приоритетных задач, является задача формирования аналитико-статистической модели по оценке движения направляющих колес этой системы. Это обусловлено тем, что на работу машиноиспытательных систем оказывают влияния и состояния полей, зависящие от метеоусловий.
Важными характеристиками функционирования гидроагрегатов, навесного оборудования, являются показатели качества переходных процессов, определяемые структурой гидроагрегатов, элементной базой и законами управления. Поэтому разработка математических моделей элементов этих гидроагрегатов, исследование их динамики, решение оптимизационных задач и задач синтеза являются актуальными и представляют важные научные результаты системотехнического анализа.
Для формализации условий вычислительного эксперимента воспользуемся алгоритмом реализации метода последовательного анализа вариантов, связанных с определением регрессионного и корреляционного оценок при ранжировании совокупности факторов машиноиспытательных систем.
В этом плане рассматриваемый алгоритм ранжирования представим на базе исследуемых факторов машиноиспытательного комплекса, в качестве которых приняты:
Ь - коэффициенты вязкого сопротивления, (1-1,2);
С - коэффициенты жесткости шины колеса машины, (1-1,2); - распределенная масса по опорам машины;
г1 г2 - динамические радиусы ведущего и ведомого колеса машины;
Ум - скорость движения машины;
11,12 и 1п - расстояния между опорами и препятствиями неровностей.
Математическая модель задачи согласно [1] имеет вид:
- для горизонтального:
тмХм = Рх - Ь1(Хм - Х1) - С1(Хм -Х1) - Ь2(Хм - Х2) - С2(Хм - Х2)
4ж2У2 2ЖУ
(т1 + тз)х1 = Ь1(хм - х1) + С1(хм - Х1) + (т1 + тз) ,2 м Г1 эт —1Г
п п
4Л2¥2 2ЛУ
(т2 - тз)Х2 = Ь2(Хм - Х2) + С2(Хм - Х2) + (т2 - тз) /2 М Г2 ЭШ —^
(1)
- для вертикального:
т м У м = Ру - Ь1( Ум - у1) - С1( Ум - У1) - Ь2( Ум - У 2 ) - С2 (Ум - У2)
4ж2У2 2ЖУ
(т1 + тз ) = Ь1( У м - У1) + С1( У м - У1) - (т1 + тз) 2 2 Г1 СОЭ 1 м г
п п
4л2у2 2лУ
(т2 - тз) У2 = Ь2( УМ - У 2 ) + С2( Ум - У2) - (т2 - тз) ] 2 2 Г2 СО3 —X
1п 1п j , (2)
Для исследования и нахождения наилучших параметров необходимо выбрать критерий оптимальности управления параметрами функционирования направляющих колес хлопкоуборочной машины. При оценке качества управления движения направляющих колес хлопкоуборочной машины в условиях полевой неопределенности, обычно определяются максимальные отклонения от заданных величин. С точки зрения аналитики принятия решений строятся функции распределения отклонений для оценки вероятности выхода параметров за пределы безопасных значений. В этом случае, естественно, осуществляются дисперсионный и корреляционно-спектральный анализ параметров движения. Это дает возможность определить не только средние и среднеквадратические отклонения в выдерживании заданного параметра
но и степень колебательности процесса движения направляющих колес хлопкоуборочной машины в данных полевых условиях.
Для выявления и оценки необходимой точности, используемых данных - параметров, характеризующих как начальное фазовое состояние, так и динамику управления движения направляющих колес хлопкоуборочной машины, использовались реализации процессов большой длительности, что требует больших объемов вычислительных работ. При этом для оперативной оценки параметров управления были применены известные подходы теории вероятностей, основанные на определении математического ожидания , среднеквадратического отклонения и степени ко-
лебательности процесса
т
| х2 ж
к, =
т
| (х , - т , )2 Ж
0
Интегральная оценка производилась по значению
При проведении вычислительных экспериментов идентификация данных, определяющих фазовое состояние и динамику управления движения направляющих колес хлопкоуборочной машины, проводилась на базе многофакторного дисперсионного анализа.
Следует отметить, что известные методы контроля обеспечивают получение информации о функциональных возможностях энергетических средств в основном визуально-субъективным путем либо по результатам диагностических операций. Усложнение мобильных сельскохозяйственных агрегатов привело к тому, что их эффективное использование невозможно без надежных современных систем контроля эксплуатационных параметров и технологической части машиноиспытательных систем.
Разработка многоуровневой системы моделирования, диагностирования и программных средств, вычислительных экспериментов и оптимального управления параметрами, позволяет модернизировать существующие технологические машины и системы за счет получения достоверной информации.
Далее решается задача системотехнического анализа и оценки совершенствования системы контроля режимными и эксплуатационными параметрами показателей технических систем управления. Сложность решения задачи обусловлена множеством взаимодействующих функциональных частей машиноиспытательных систем, что требует учета всех основных факторов, влияющих на динамическое взаимодействие элементов и управляемости сельскохозяйственных машин.
При решении поставленной задачи формирование и формализация модели строится на основе последовательного анализа вариантов с оценкой действий приближения к цели путем улучшения предыдущих результатов эксперимента.
Принятые показатели введем в структуру матрицы ражирования вместо формальных параметров. При этом получим следующую матрицу с конкретными формальными показателями:
R =
{ V Y А
ri1 k 21 ••• Г1п
r r r
12 22 2n
V rk1 rk 2 ••• rkn У
Для определения результирующих рангов следует вычислить средние ранги каждого фактора
- 1 к
ri = Т Е Г1 = ^^ и).
Т 1 =1
Эти ранги и дают возможность проранжировать факторы. На первом месте ставится фактор, имеющий минимальный средний ранг
Г1 = шШг К
т. е. фактор XI, на втором — фактор, имеющий следующий по малости средний ранг, и т. д. Полученные ранги позволяют построить ранжированный ряд факторов, который и будет осредненным мнением коллектива из к экспертов [2,з]. Вычислим дисперсию средних рангов:
где
D(r) =
n i=i
= 1"- n +1
r = — > r =-
nÍ1 1 2
- математическое ожидание среднего ранга. Определим максимальную дисперсию:
_ i n ( n +1 ^2 n 2 _ i DMaKC (Г) = " 1 _'
i=1
макс \ ' 11 i ^
n = v 2 I 12
Оценку согласованности факторов представим в виде отношения
ж = = £ Г г - п+1 ]2.
(г) »(»2 -1) 1=11 2 )
При Ж=0 оценка ранжирования факторов не соответствует техническим требованиям, а при W=l, полученные результаты хорошо согласуются с реальными практическими данными. Это означает степень достоверности предложенного вычислительного эксперимента.
<Г е 1 D help.to £1 =
Метод экспертных оценок Об авторе Список функциональных возможн
Метод экспертных оценок
Приветствуем вас в приложении экспертных оценок. Пожалуйста, для начала процесса, введите данные:
Количество экспертов: ■-. Колличество оцениваемых параметров:
0 Начав процесс выполнения программы, вы принимаете условия
Исходные алгоритмы Решаемые задачи
В случаях, когда группа, состоящая из нескольких экспертов, оценивают ряд факторов, причем у каждого из экспертов имеется своя шкала предпочтений, для нахождения усредненной оценки может быть рекомендована следующая методика.
1. Составляется матрица «эксперты-факторы», в которой проставляются полученные от каждого эксперта оценки.
Применение
Экспертные методы представляют собой точки зрения (мнения, суждения) высококвалифицированных специалистов в определенных предметных областях -экспертов, сформулированные в виде оценок объекта в содержательной, качественной или количественной форме. Экспертные методы широко используются при синтезе процессов управления сложных систем, в менеджменте, при разработке и принятии решений, я различного вида опенок. Например.
Эффективность деятельности организаций, компаний холдингов, народного хозяйства в целом в
создаваемых систем управления, их рационального построения и необходимых при этом инвестиций,
коммуникационных технологий во всех сферах социально-экономической, общественно-политическ< жизни являекя ваа;ной составляющей процессов
Рисунок 1. Главная страница программного обеспечения.
В соответствии с формализованным подходом разработана программа автоматизации расчета, предназначенная для ранжирования факторов методом непосредственной экспертной оценки. Выходными данными программы являются упорядоченные по значимости оценки выбранных факторов и коэффициент критерия согласованности экспертов.
Данные, по которым производятся расчеты, вводятся непосредственно самими экспертами или на основе матрицы экспертных оценок.
Приведем программные интерфейсы результатов расчетов.
Программа разработана в виде веб-сайта и представляет пользователям и экспертам удобный интерфейс для ввода и оценивания характеристик.
На главной страничке происходит ввод начальных данных. Это «Количество экспертов» и «Количество оцениваемых параметров».
Метод экспертных оценок
Приветствуем вас в приложении экспертных оценок, Пожалуйста, для начала процесса, введите данные;
Количество экспертов:
Количество оцениваемых параметров;
22=55
Рисунок 2. Ввод начальных данных
Эксперт №. 1
Эксперт №.2
т '
mt
Эксперт №.3
Рисунок 3. Процесс ранжирования факторов
С I ГЧ help-to/result/
А Колличество экспертов: 4 * Оцениваемых параметров: 2
Средние результаты экспертных оценок:
Завершить процесс
Исходные алгоритмы Решаемые задачи
В случаях, когда группа, экспертов, оценивают ряд факторов, причем у каждого из экспертов имеется своя шкала предпочтений, для нахождения усредненной оценки может быть рекомендована следующая методика.
1. Составляется матрица «эксперты-факторы», в которой проставляются полученные от каждого эксперта оценки .
2. Рассчитывается относительная значимость
всех Факторов в отдельности для каждого эксперта.
Применение
Экспертные методы представляют собой точки зрения {мнения, суждения) высококвалифицированных специалистов в определенных предметных областях -экспертов, сформулированные в виде оценок объекта в содержательной, качественной или количественной форме. Экспертные методы широко используются при
менеджменте, при разработке и принятии решений, для получения различного вида оценок. Например, качества труда, надежности банка, ситуаций на Финансовых рынках, исследовании систем управления
Эффективность деятельности организаций, компаний холдингов, народного хозяйства в целом в
и сит от исследования м управления, их рационального построения и необходимых при этом инвестиций. Успешное использование информационно-коммуникационных технологий во всех сферах
социально-экономической, обществен но-п _.........
жизни является важной составляющей процессов демократического обновления общесп конкурентоспособности *
Рисунок 3.
Далее, происходит непосредственная оценка экспертами характеристик.
Для каждого эксперта отведено отдельное поле для ввода значений. Ввод может производиться как самими экспертами, так и отдельным оператором, из данных матрицы экспертных оценок.
После ввода данных производятся расчеты (рис.з).
Разработанная программа автоматизации ранжирования, позволяет упорядочить по значимости оценки выбранных факторов и коэффициента критерия согласованности экспертов.
Список литературы
1. Азимов Б.М., Усманов И.И., Сулюкова Л.Ф., Саидов С. А. Моделирование движение направляющих колес хлопкоуборочной машины МХ-1.8 и выбор критерий оптимальности управления// Узбекский журнал «Проблемы информатики и энергетики». Ташкент, 2012. №2-Э. С.42-46.
2. Камилов М.М. Эргашев А.К. Математик моделлаштириш. ТАТУ, Тошкент 2007176 б.
3. Якубжанова Д.К., Ходжаев Т.Т. Исследование и оценка аналитических характеристик модели подвесок колесных тракторов. Материалы ХХ1 Международной научно-практической интернет-конференции «Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ». Э0 - Э1 марта 2014 г. Стр. 116-119.
УДК 620.18
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЙ УПРОЧНЕНИЯ СПЛАВОВ
Амосов Евгений Александрович, к.т.н., доцент Самарский государственный технический университет,
г.Самара, Россия (в-таИ: ат080У-ва@гатЫвН.ги)
В данной статье предложена энергетическая модель, объясняющая идеологию современных технологий упрочнения металлических сплавов.
Ключевые слова: упрочнение сплавов, технологии упрочнения, модель упрочнения
Любой конструкционный материал, в частности, сплав на основе металла, в процессе эксплуатации подвергается той или иной механической нагрузке, под действием которой металлическая деталь может перейти в состояние пластичности или разрушиться. Процесс пластического течения, как и процесс разрушения, включает в себя видимое невооруженным глазом, то есть, макроскопическое смещение частей детали друг относительно друга под внешним воздействием, в то время как в упругой области такого явления не происходит. Иначе говоря, потеря материалом своих эксплуатационных качеств оказывается связанной с макроскопическим движением частей металлической детали друг относительно друга.
Так как возникает макроскопическое движение частей детали, то, очевидно, появляется и некоторая кинетическая энергия этого движения Жкин. Так как подобное движение частей детали является недопустимым или не-
