Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ПРАКТИЧЕСКИХ
АСПЕКТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕНАЖЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА... 11
Цели и задачи, решаемые с применением тренажерных технологий 11
Обоснование подхода к организации внутрифирменной подготовки операторов управления параметрами плазмоэлектрохимической системы конверсии моторных топлив на современном этапе внедрения плазмоэлектрохимической технологии 16
Совершенствование эксплуатационно-технического облика современного двигателя как фактор, определяющий необходимость подготовки операторов управления параметрами плазмоэлектрохимической системы конверсии моторных топлив 20
Выводы 26
РАЗДЕЛ 2. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
РАЗРАБОТКИ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ
ПЛАЗМОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ КОНВЕРСИИ
МОТОРНОГО ТОПЛИВА 29
2.1. Анализ возможностей плазмоэлектрохимической технологии в
аспекте реализации процесса автоматизированной адаптации
системы управления рабочим процессом двигателя 30
Процесе автоматизированной адаптации системы управления рабочим процессом двигателя 45
Анализ подходов к построению адаптивных систем управления рабочим процессом двигателя 51
Поисковые алгоритмы адаптивных систем управления рабочим процессом двигателя 63
Формирование технического облика и алгоритма работы плазмоэлектрохимической системы при микропроцессорном управлении ее рабочими параметрами 74
Требования к измерительным и исполнительным устройствам ПЭХС 82
Прототипы измерительных устройств ПЭХС 83
Прототипы исполнительных устройств ПЭХС 85
Алгоритм управления работой исполнительных устройств ПЭХС 94
Выводы 95
РАЗДЕЛ 3. ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ С
ПЛАЗМОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ 97
3.1. Методика исследования оптимальных рабочих параметров
плазмоэлектрохимической системы для двигателя
внутреннего сгорания с использованием тренажерного
комплекса 97
Методика исследования характеристик двигателя с плазмоэлектрохимической технологией 97
Методика экспериментального исследования возможности использования топлив различных категорий и качества для двигателя с плазмоэлектрохимической технологией 100
Методика управления токсичностью отработавших газов двигателя с плазмоэлектрохимической технологией 113
Разработка практических рекомендаций по созданию электронных систем управления двигателя с
плазмоэлектрохимической системой с обратными связями по
физико-химическим свойствам топливно-воздушной смеси .121
Выводы 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 135
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Обучение с использованием тренажеров является одним из явных признаков индустриального общества. Но только с созданием сложнейшей техники, эксплуатация которой связана либо с риском техногенных катастроф, либо с большим материальным ущербом в случае неверных или несвоевременных действий оператора, возникла индустрия тренажерных технологий.
Тренажерные технологии сегодня представляют собой сложные комплексы, системы моделирования и симуляции, компьютерные программы и физические модели, специальные методики, создаваемые для того, чтобы подготовить личность к принятию качественных и быстрых решений.
В современных тренажерах и в программах подготовки и обучения, на них основанных, закладываются принципы развития практических навыков с одновременной теоретической подготовкой, т.е. тренажер способен развиваться вместе с обучаемым. Реализация такого подхода стала возможна в связи с бурным развитием и удешевлением электронно-вычислительной техники и прогрессом в области создания машинного зрения, виртуальной реальности и т.п. На базе этих технологий разработаны многочисленные тренажеры для подготовки персонала к работе в экстремальных условиях, позволяющие имитировать сложнейшие ситуации с высочайшей детальностью в реальном времени, создано множество приложений технологии виртуальной реальности для авиации, военного дела, медицины, управления объектами атомной энергетики и т.д. Области применения тренажерных технологий постоянно расширяются.
Современные исследования в области двигателей внутреннего сгорания (ДВС) свидетельствуют о том, что существенного снижения удельного расхода моторного топлива и ограничения выбросов вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами (ОГ) можно достичь путем реализации в ДВС технологии плазмоэлектрохимической конверсии моторных топлив (МТ). Учитывая новизну и сложность технологии, необходимым условием ее внедрения является углубленная подготовка операторов, которые должны быть высококвалифи-
цированными специалистами в области оптимальной настройки параметров управления плазмоэлектрохимических систем (ПЭХС) конверсии МТ.
Процесс информатизации образования как процесс обеспечения сферы образования методологией, технологией и практикой разработки и рационального использования средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), ориентированный на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания, предопределяет перспективность разработки автоматизированных тренажерных комплексов. Для настоящего состояния развития технических средств обучения (ТСО) характерен большой интерес к различным аспектам разработки и использования, прежде всего, компьютерных тренажерных технологий. Отечественный опыт исследований Роберт И.В., Кравцовой А.Ю., Кузнецова А.А., Мартиросян Л.П., Панюковой СВ., Софроновой Н.В. и мн. др. показывает целесообразность расширения сферы применения средств информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе. Среди последних работ, посвященных разработке и применению технических средств моделирования, тренажерно-обучающих комплексов, труды Арсеньева Г.Н., Корниенко Л.Г, Годова А.А., Стефановского Д.В и мн. др. научных работников и практикующих педагогов.
Несмотря на активные научные исследования в области создания научных основ разработки тренажерно-обучающих комплексов, пока еще не сложился единый подход к определению требований к техническим средствам моделирования, оптимальному их построению и применению с использованием возможностей средств ИКТ. В связи с этим при разработке тренажерного комплекса целесообразно исходить из специфики конкретных задач процесса обучения, требований к выходным характеристикам специалиста, ориентируясь на опыт разработки ТСО.
Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что актуальной является задача разработки научно обоснованных методик построения и использования тренажных средств для профессиональной подготовки высококвалифици-
рованных специалистов в области оптимальной настройки параметров управления ПЭХС конверсии МТ.
Существо проблемной ситуации состоит в противоречии между высокими требованиями к теоретико-практической подготовке операторов ПЭХС конверсии МТ, удовлетворение которых возможно путем реализации образовательного процесса на основе тренажерной технологии, и отсутствием научно обоснованных подходов к построению и использованию автоматизированных тренажерных комплексов профессиональной подготовки операторов ПЭХС конверсии МТ в образовательном процессе.
Поэтому научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является научно-методическое обоснование технического облика автоматизированного тренажерного комплекса для отработки операторами приемов настройки параметров управления ПЭХС конверсии МТ, обеспечивающего развитие профессиональных навыков и углубление теоретических знаний о закономерностях ее функционирования.
Объектом исследования является автоматизированный тренажерный комплекс как техническое средство обучения, используемое в процессе внутрифирменной подготовки к профессиональной деятельности операторов ПЭХС конверсии МТ.
Предметом исследования является научно-методическое обеспечение тренажного комплекса профессиональной подготовки операторов ПЭХС конверсии МТ.
Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается логическим обоснованием исходных положений разработанных научно-методических основ; обоснованной формулировкой задачи исследования; изготовлением прототипа автоматизированного тренажерного комплекса и проведением на нем исследований закономерностей функционирования ПЭХС конверсии МТ.
Теоретическая значимость научных результатов обусловлена научным обоснованием технического облика тренажерного комплекса внутрифирменной
подготовки операторов ПЭХС системы конверсии моторных топлив и подходов к исследованию закономерностей функционирования ПЭХС конверсии МТ.
Новизна диссертации определяется тем, что с учетом деятельстного подхода в профессиональном обучении операторов и на основе адаптивного подхода к построению алгоритма управления характеристиками ПЭХС разработано оригинальное научно-методическое обеспечение автоматизированного тренажерного комплекса для исследования качества физико-химических процессов в ПЭХС в зависимости от настройки ее управляемых параметров.
Практическая значимость результатов работы определяется разработкой прототипа автоматизированного тренажерного комплекса, позволяющего обучаемому исследовать закономерности функционирования ПЭХС конверсии МТ и приобрести навыки по настройке параметров управления системы.
Реализация результатов исследований. Результаты диссертационных исследований реализованы в виде тренажерного комплекса и методического обеспечения подготовки операторов в сервисном центре «АВТОМИР», а также в учебном процессе Рязанского военного автомобильного института и Серпуховского военного института РВ.
Апробация и публикации по теме работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и отраслевых конференциях и научно-технических семинарах: «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов» (г. Москва, 2005 г), «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем» (г. Серпухов, СВИ РВ, 2004 г., 2005 г.), «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (г. Москва, ИИО РАО, 2006 г.), «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (г. Чебоксары, ЧРИО, 2006 г.). По теме диссертации опубликовано 12 печатных трудов и 11 отчетов о НИР.
Основные результаты диссертационной работы были использованы в ОКР за 2002 год, проводимой в рамках программы технологического развития
Минпромнауки: «Разработка агрегатов и компонентов для ДВС нового поколения на основе адаптивного плазмоэлектрохимического управления процессами приготовления, воспламенения и горения углеводородных топлив», в материалах плановых отчетов по НИР (шифр «Труженик», «Среда», «Автоклуб») за 2000 - 2004 года, в научно-технических отчетах по хоздоговору с ОАО «АВТОВАЗ» №2301 от 25.02.04.
Положения выносимые на защиту:
Модель процесса автоматизированной адаптации параметров плазмо-электрохимической системы конверсии моторных топлив.
Технический облик тренажерного комплекса внутрифирменной подготовки операторов плазмоэлектрохимической системы конверсии моторных топлив.
Методика исследования оптимальных рабочих параметров плазмоэлектрохимической системы для ДВС с использованием тренажерного комплекса.
