Сравнительный анализ методов адаптации Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Таблица 2

Результаты аппроксимации ИПФ

№ ИПФ Порядок модели Погрешность А

Лагерра Лежандра Лагерра Лежандра

1. h(t) = K / Te-'/T 3 3 0,039055 0,0358

2. h(t) = Ce-* sin Xt 5 19 0,048765 0,0436

3. h(t) = K(1 - e~'/T ) 24 0 0,032165 0,002

4. h(t) = C(e-'/T - e/Tl) 2 15 0,042098 0,0456

5. h(t) = K (Cle't/T + C2e't/T3) 1 11 0,024307 0,047

6. h(t) = K (1 + Cle~t/T + C^-'/T3) 24 0 0,031216 0,017

7. h(t ) = KT (e -t / T -1) + Kt 26 1 0,028367 0,000

8. h(t) = K(1 + Ce-{,/T)t sin(lt + в)) 24 0 0,0316 0,0018

Таким образом, данные исследования показали, что при аппроксимации ИПФ под номерами 1, 2, 4 и 5 целесообразно использовать полиномы Лагерра. Для для ИПФ 1, 3, 6, 7, 8 более компактные модели получаются при применении полиномов Лежандра.

Список литературы:

1. Батищев В.И., Мелентьев B.C. Аппроксимационные методы и системы промышленных измерений, контроля, испытаний, диагностики. - М.: Машиностроение, 2007. - 393 с.

2. Бессонов A.A. и др. Методы и средства идентификации динамических объектов / A.A. Бессонов, Ю.В. Загашвили, A.C. Маркелов. - Л.: Энер-гоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 280 с.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ АДАПТАЦИИ

© Кабаева О.Н.*, Пантелеев Е.Ю.*, Кузнецова C.B.4

Ковровская государственная технологическая академия им. В.А. Дегтярева,

г. Ковров

Приведены краткие характеристики методов адаптации с точки зрения возникновения погрешностей, возможных при реализации того или иного метода адаптации.

Существующие методы управления движением детали на этапе адаптации можно разделить следующим образом: метод адаптивного позици-

* Доцент кафедры «Приборостроение», кандидат технических наук.

" Доцент кафедры «Приборостроение», кандидат технических наук, доцент.

* Старший преподаватель кафедры «Приборостроение».

онного управления движением совмещения детали; стабилизация движения детали относительно одной из нескольких программных траекторий; автоматический поиск согласованного положения сопрягаемых поверхностей при управлении вынувденным или собственным движением детали; сочетание перечисленных методов.

Процесс адаптации соединяемых деталей при автоматизированной сборке для большинства соединений может быть разделен в пространстве и во времени на два этапа: предварительное (относительное) совмещение; окончательное (угловое) совмещение [1].

Для осуществления сравнительного анализа методов адаптации необходимо ввести критерии, позволяющие провести всестороннюю оценку. В частности, это:

- погрешность, допускаемая условиями собираемости;

- время выполнения операции совмещения;

- траектории программного и действительного перемещения детали, задаваемые вектором обобщенных координат детали.

В качестве критериев для сравнения методов адаптации целесообразно выбрать величины, связанные с переменными целевых функций. Поскольку целью адаптации положения деталей является последовательное приведение положения детали к допустимому по условиям собираемости, в качестве первого критерия анализа целесообразно предложить оценку максимально допустимой точности ориентации детали. Этот критерий предполагает сравнение методов по двум параметрам, обеспечиваемым их реализацией:

- величина рассогласования ме^ду началом подвижной системой координат и началом базовой системы координат, достигаемая в результате выполнения предварительного совмещения;

- величина углового рассогласования систем координат, достигаемая в результате углового совмещения деталей.

Для существующих методов адаптации характерна фиксация положения детали относительно устройства, что значительно снижает точность выполнения этапа адаптации.

В качестве второго критерия сравнения методов целесообразно выбрать величину, характеризующую, как время выполнения этапа адаптации, так и свойства траектории совмещения. В процессе совмещения, как правило, присоединяемая деталь совершает движение по программной траектории относительно фиксированного положения базовой детали. Длина этой траектории, т.е. длина пути присоединяемой детали, будет определяться методом адаптации. Для того случая, когда происходит сканирование базовой поверхности присоединяемой деталью, характерна спиралевидная форма траектории движения. Если в положение присоединяемой детали в процессе движения постоянно вносятся коррективы, то программная траектория, скорее всего, будет иметь произвольную форму. И, наконец, возможен слу-

чай, когда положение детали в процессе перемещения не контролируется, тогда программная траектория стремится приблизиться к прямой линии. Процессы сканирования поверхности и движения под воздействием стабилизирующего усилия должны происходить с определенной скоростью, не превышающей допустимую расчетную величину, что соответственно замедляет процесс совмещения. При неконтролируемой траектории скорость движения присоединяемой детали может возрастать бесконечно с точки зрения методики, а ее максимально допустимое значение будет определяться за счет каких-либо конструктивных или технологических ограничений. Будет ли иметь место остановка движения деталей в процессе адаптации, или же произойдет динамическое совмещение соединяемых деталей, также окажет влияние на время процесса адаптации. Наконец, необходимо учесть время, затраченное непосредственно на выполнение двух этапов совмещения - относительное и угловое. Комплексным показателем, зависящим от этих параметров, является быстродействие метода. Таким образом, критериями для сравнения методов адаптации являются: погрешности метода и быстродействие метода.

Метод автоматического поиска согласованного положения сопрягаемых поверхностей при управлении вынужденным или собственным движением детали обеспечивает невысокую точность ориентации - 10-11 ква-литеты. Точность метода стабилизации движения детали относительно одной из нескольких программных траекторий несколько выше до 9 квали-тета. И, наконец, среди рассмотренных методов метод адаптивного позиционного управления движением совмещения деталей имеет наибольшую точность - 4-5 квалитеты [2].

Для оценки быстродействия методов имеет смысл рассмотреть траектории движения деталей в процессе ориентации, характерных для каждого метода. Предположим, что начальное рассогласование положения деталей при реализации всех методов одинаково. Область, куда транспортируется деталь для сборки, будет определять максимально возможное начальное рассогласование. Для поискового метода характерно динамическое совмещение сопрягаемых поверхностей путем сканирования некоторой базовой плоскости. Программные траектории должны обеспечивать равномерное сканирование по всем направлениям без пропусков, а поскольку речь идет о динамическом совмещении, скорость сканирования не должна превышать определенную допустимую величину. Траектории сканирования могут быть самыми различными, но целесообразно приближать их по форме к кривой архимедовой спирали. При реализации метода стабилизации также имеет место динамическое совмещение. Траектория может иметь позиционный или поисковый характер. Для позиционного метода характерно как динамическое, так и статическое совмещение. Траектории движения детали представляют собой линии, стремящиеся к прямой. Исходя, из сравнения траекторий движения детали в процессе адаптации следует, что поисковый метод

имеет самое низкое быстродействие, в силу наибольшей протяженности траектории и ограничения скорости движения детали. Метод стабилизации обеспечивает меньшее время адаптации, т.к. длина траектории совмещения при тех же ограничениях скорости меньше. Для позиционного метода в процессе адаптации не контролируется траектория перемещения детали, а кроме того не налагается каких-либо ограничений на скорость ее движения, что значительно сокращает процесс адаптации, а, как следствие, данный метод имеет наибольшее быстродействие.

Методы пассивной адаптации могут быть реализованы различными способами, предполагающими, в свою очередь, создание разнообразных устройств адаптации. Для пассивных устройств адаптации сравнение целесообразно проводить по принципу формирования действующих сил, способности устройств осуществлять адаптацию того или иного вида сопрягаемых поверхностей. Также немаловажное значение имеет способность устройства осуществлять либо линейную или угловую адаптацию, либо или их совместное сочетание. Большая часть существующих устройств имеет ряд ограничений по форме, размерам, массе деталей и точности получаемого соединения. Таким образом, можно сформулировать критерии сравнения рассматриваемых устройств:

- принцип формирования действующих сил устройства; область применения данного устройства;

- способность устройства осуществлять линейную или угловую адаптацию;

- конструкционные и технологические ограничения для соединяемых деталей; точностные характеристики;

- быстродействие устройств;

- допустимое первоначальное рассогласование положения деталей.

Таким образом, возможности в реализации метода автоматического поиска существенно шире, чем методов позиционирования и стабилизации движения детали. Однако поисковый метод имеет относительно невысокие быстродействие и точность ориентации. Метод стабилизации, перекрывая зону действия поискового метода, расширяет свои возможности как в области точности, так и в области быстродействия. Позиционный метод имеет самые высокие быстродействие и точность, причем необходимо подчеркнуть, что повышение точности ориентации положения деталей не влияет на величину быстродействия. Методы адаптации осесимметричных деталей с гарантированным зазором могут быть реализованы не только пассивными, но и активными устройствами, которые не рассматриваются в данной работе.

Список литературы:

1. Симаков А.Л. Анализ области применения адаптирующих устройств, реализующих метод упругого базирования соединяемой детали // Управле-

ние в технических системах - XXI век: сб. научных трудов III Международной НТК. - Ковров: КГТА, 2000. - С. 186.

2. Управление дискретными процессами в ГПС / Под ред. Л. С. Ям-польского. - Киев: Техника, 1992.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СЕРИИ ОПЫТОВ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В КАРБОНАТОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ

© Кабиров И.Ф.*

Стерлитамакская педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой,

г. Стерлитамак

Спроектирована и собрана в лабораторных условиях, установка для моделирования процесса повышения проницаемости карбонатосодер-жащего нефтегазового пласта соляной кислотой. Предложен способ изучения температурных полей, с использованием персонального компьютера.

Лабораторная установка 1 (рис. 1), выполнена из бесшовной трубы с внутренним диаметром 0 60 мм. Материал - органического стекло. К нижнему и верхнему торцам трубы крепится съемные крышки. Нижняя - глухая, верхняя имеет сквозное отверстие для подающего патрубка, через который поступает соляная кислота. Устройство устанавливается на лабораторные весы 2. На внешней стенки закреплены три термоэлектрических преобразователя 3. Связь системы с персональным компьютером осуществляется по средством двух модулей серии ADAM 4000. Это восьми канальный модуль ввода сигнала с термопары 4 и модуль подключения к персональному компьютеру через COM порт.

Работа установки заключается в следующем: через патрубок в верхней крышке подается соляная кислота, которая вступает в бурную химическую реакцию с предварительно запрессованным карбонатосодержащим образцом. В результате в образце образуются поровые каналы, по которым кислота поступает под давлением в глубь известковой породы, тем самым увеличивая зону реакции, и проницаемость образца. Реакция протекает с выделением большого количества тепла. Термодатчики фиксируют изменения температурных полей, передовая и обрабатывая сигнал через модули ввода и вывода на персональный компьютер. Построение графиков зависимости температуры от времени 6 (рис. 1), происходит посредством программного обеспечения PCLS-ADAMVIEW32.

* Аспирант кафедры «Теоретическая физика».