Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общий анализ технологических комплексов с транспортным запаздыванием . 10
1.1. Анализ принципов функционирования. 10
1.1.1.Функционирование комплекса измерения и клеймения площади кож (ТК КК). 11
1.1.2. Функционирование комплекса обнаружения и удаления металлических частиц в движущемся полотне (ТК ОУМЧ). 13
1.1.3 .Функционирование комплекса покраски кож (ТК ПК). 17
1.2. Анализ структур и принципов построения моделей транспортного запаздывания. 21
1.3. Формулировка целей и задач исследования 27
Глава 2. Синтез алгоритмов управления объектами с постоянно-переменным ТРЗ в сигналах управления 29
2. 1. Общие математические модели объектов управления с ТРЗ 29
2.2. Алгоритм управления объектом с одним управляющим сигналом, включающим постоянное чистое ТРЗ 34
2.3. Формирование нового подхода к синтезу СУ краскораспылителями 39
2.4. Анализ траекторий движения краскораспылителей в комплексах покраски движущихся объектов 40
2.5. Синтез математических моделей функционирования подсистем и алгоритмов управления исполнительными органами в ТК ПК на основе нового подхода. 44
2.5.1.Синтез математических моделей функционирования измерительной подсистемы. 44
2.5.2.Синтез математической модели и алгоритма функционирования канала транспортного запаздывания. 48
2.5.3.Синтез алгоритмов управления двумя движущимися краскораспылителями на базе теории конечных управляющих автоматов. 53
Выводы 62
Глава 3. Синтез системы управления движущимися краскораспылителями с моделью многоканального ТРЗ и оценка ее качества 64
3.1. Реализация синтезированных алгоритмов функционирования и управления 64
3.2. Подходы и критерии оценки качества 66
3.3. Исследование устойчивости системы 75
3.4. Оценка качества системы управления 80
Выводы 85
Глава 4. Имитационное моделирование СУК и исследование функциональной надёжности . 86
4.1 Функциональная надёжность системы управления краскораспылением и критерии оценки. 86
4.2 Разработка имитационной модели системы управления движущимися краскораспылителями . 89
4.3 Экспериментальные исследования параметров СУ на имитационной модели. 94
4.4 Общая оценка эффективности синтезированной СУК 98
Выводы 100
Заключение 108
Список используемой литературы 110
- Функционирование комплекса обнаружения и удаления металлических частиц в движущемся полотне (ТК ОУМЧ).
- Алгоритм управления объектом с одним управляющим сигналом, включающим постоянное чистое ТРЗ
- Подходы и критерии оценки качества
- Разработка имитационной модели системы управления движущимися краскораспылителями
Введение к работе
Актуальность темы. Системы управления (СУ) технологическими комплексами (ТК) с транспортными запаздываниями (ТРЗ) широко используются в различных отраслях промышленности (химической, автомобильной, кожевенной, швейной, пищевой и т.д.). К рассматриваемым СУ с ТРЗ относятся и системы управления движущимися краскораспылителями. Проблема экономии дорогостоящей краски и качественной покраски движущихся изделий, в частности кож, имеют давнюю историю. Покрасочные камеры с движущимся (движущимися) краскораспылителем, включающим краску в момент входа и выключающим краску в момент выхода из камеры, неэкономно использовали краску и потери определялись в зависимости от площади окрашиваемых изделий. Следом за покрасочными камерами указанного типа пришли экономичные камеры, в которых с помощью ультразвуковых датчиков, закрепленных перед распылителем, отслеживался контур окрашиваемого изделия и только тогда включался краскораспылитель в работу. Однако ультразвуковые датчики быстро засорялись, и это сказывалось как на качестве покраски, так и на надежности работы системы управления. Следующим шагом в развитии управления краскораспылителями является появление систем с выносной подсистемой контроля объекта покраски и блоками многоканального (регулируемого) ТРЗ. Исследованиями установлено, что такие СУ с наличием более 3х каналов ТРЗ являются неустойчивыми. Известные механические, электромеханические и электронно-контактные блоки многоканального ТРЗ (до 16 каналов при покраске кож) кроме громоздкости, низкой помехоустойчивости и малой надежности обладают избыточностью каналов, что приводит к избыточности информации в алгоритмах управления и влияет на устойчивость СУ, а в целом отражается на качестве окрашиваемого изделия. За последнее десятилетие выполнено много работ по анализу и синтезу алгоритмов управления с ТРЗ, среди которых можно выделить отечественные работы Филимонова А.Б., Карпова Г.А.,
Мазурова В.М., Суздальцева А.И., Громова Ю.Ю., Светкина СВ., Мосиной Е.В., Лобановой В.А. В этих работах в основном рассматриваются алгоритмы управления, в которых ТРЗ выступает в качестве одноканального чистого запаздывания или одноканального мертвого запаздывания в сигналах управления. Частично алгоритмы управления с многоканальным ТРЗ рассмотрены в работах научного руководителя Суздальцева А.И., где показано соотношения скоростей объекта покраски и краскораспылителя, но многоканальность ТРЗ остается избыточной, приводящей к избыточности информации в алгоритмах управления. Таким образом, существующее СУ данного вида из-за многоканальности ТРЗ базируется на алгоритмах управления с избыточной информацией, приводящих к неустойчивой работе СУ и в конечном счете снижающих общую эффективность управления краскораспылителями [24,26,29,31 -37,39,58,59,86].
Цель работы - повышение эффективности СУ движущимися краскораспылителями за счет сокращения избыточности информации в алгоритмах управления, обеспечивающих повышение надежности и устойчивости СУ и долговечности работы исполнительных органов. Поставленная цель предполагает решение следующих задач: провести анализ объектов управления с ТРЗ, структур СУ и алгоритмов управления исполнительными органами; провести анализ и выбор оптимальной траектории движения краскораспылителей; сформулировать новый подход к синтезу алгоритмов управления исполнительными органами краскораспылителей, сокращающий избыточную информацию в алгоритмах управления; осуществить синтез алгоритмов управления краскораспылителями на основе нового подхода к синтезу; сформулировать критерии оценки качества СУ; разработать систему управления краскораспылителями, используя синтезированные алгоритмы, и провести оценку качества по сформулированным критериям качества; провести экспериментальные исследования СУ на имитационной модели.
Научную новизну работы составляют: предложенный подход к синтезу алгоритмов управления двумя движущимися краскораспылителями, основанный на дифференциально-интегральном принципе создания полного алгоритма управления, включающего информационно связанные ММ определения координат контура движущегося объекта, ММ кодового канала ТРЗ и алгоритмы управления включением / отключением краскораспылителей в заданных точках контура; разработанная ММ определения координат контура движущегося объекта, основанная на последовательном логическом умножении состояний соседних датчиков измерительной линейки с выделением номера, а затем и кода датчика, зафиксировавшего первым контур объекта покраски, и формирования запрета на остальные последующие датчики в каждом шаге измерения, причем оценка состояний датчиков для первой координаты контура осуществляется с одной стороны, а для второй координаты - со второй стороны измерительной линейки; разработанная ММ кодового канала ТРЗ, представляющая собой память типа FIFO, входные данные которой есть коды первой и второй координат контура, изменяющиеся в каждом шаге перемещения объекта» а длина памяти есть расстояние от зоны измерения до зоны покраски, выраженное в количестве шагов перемещаемого объекта; разработанные алгоритм определения позиции нахождения краскораспылителей и алгоритм момента их включения / отключения, представляющие собой два взаимосвязанных графа состояний, построенные на основе теории конечных управляющих автоматов;
8 - разработанный способ управления движущимся краскораспылителем. Методы исследования. При решении диссертационных задач использовались методы системного анализа, теории квазиоптимального управления, теория импульсных систем с АИМ, алгебра Буля, теория конечных управляющих автоматов, методы математической статистики, теория принятия решений. Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью поставленных задач и согласованностью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными. Научные положения, выносимые на защиту: - подход к синтезу алгоритмов управления двумя движущимися краскораспылителями, основанный на дифференциально-интегральном принципе создания полного алгоритма управления, обеспечивающего исключение избыточности управляющей информации;
ММ определения координат контура движущегося объекта;
ММ кодового канала ТРЗ; - алгоритмы определения позиции нахождения краскораспылителей и момента их включения / отключения; - способ управления краскораспылителем. Практическая значимость:
Разработаны ММ определения координат контура и кодового канала ТРЗ, позволяющие сократить избыточность информации в алгоритме управления.
Разработан способ управления краскораспылителем, позволяющий повысить устойчивость СУ, надежность и долговечность исполнительных органов краскораспылителей.
Разработана имитационная модель СУ, позволяющая проводить исследования параметров СУ, а также использовать ее в учебных целях.
9 Реализация работы. На основе синтезированных алгоритмов управления движущимися краскораспылителями разработан способ управления и принципиальная электрическая схема СУ, защищенные патентом РФ на изобретение.
На основе ММ определения координат контура разработано устройство измерения ширины и координат контура, защищенное патентом РФ на полезную модель.Имитационная модель СУ используется в учебном процессе. Разработанная СУ принята к реализации в проектах Орловского НИИЛегмаш при создании оборудования для покрывного крашения кож. Апробация работы. Результаты исследований доложены на:
Международной молодежной конференции «XXVI Гагаринские чтения» (г. Москва 2000 г.).
6s2 Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин» (Н. Новгород 2002 г.).
Международной научной конференции «Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании» (Пенза 2003 г.).
II Международной научно-практической интернет-конференции «Энерго и ресурсосбережение -XXI век» (январь-июнь 2004 г. г. Орел).
Научно-технических конференциях ОрелГТУ (г. Орел 2003, 2004 г.г.). Публикации. Материалы проведенных исследований отражены в 9 публикациях, в том числе в описаниях к 2м патентам на изобретение и полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4і глав, заключения, списка использованных источников из 103 наименований, 7 приложений и включает 119 страниц основного машинописного текста, содержит 33 рисунка и 3 таблицы, общий объем 143 страниц.
Функционирование комплекса обнаружения и удаления металлических частиц в движущемся полотне (ТК ОУМЧ).
Проблема обнаружения и удаления МЧ является многоотраслевой проблемой [7], в частности, эта проблема занимает большое место при получении нетканых материалов из текстильных волокон на специальных иглопробивных машинах с игольницей, содержащей до 5000 игл. На практике установлено, что в течение недели ломается до 10% игл, часть из которых собирается постоянными магнитами, а другая часть оказывается внутри полотна и располагается под разными углами и в разных направлениях относительно друг друга. По длине обломки бывают от 2 до 20 мм, весом от 0,003 до 0,022 г и поперечным сечением в виде треугольника высотой 0,4 мм или круга диаметром от 0,8 до 1,2 мм [16]. Как при использовании готового нетканого материала для технических целей, так и при изготовлении одежды и обуви присутствие обломков недопустимо. Обнаружению и удалению МЧ из движущихся материалов посвящено много работ [6, 7, 8, 17] и в том числе множество работ научного руководителя [18, 19, 20].
Приведенная на рис. ПА 1.3 структурная схема комплекса обнаружения и удаления металлических частиц [8] позволяет в общем виде рассмотреть функционирование данного комплекса. Полотно 1, перемещаясь, проходит систему предварительной очистки 2 (постоянные магниты), затем попадает в зону действия датчиков обнаружения 3,4. При нахождении металлической частицы 9 в зоне действия датчиков 3,4 вырабатываются сигналы, которые фиксируется в блоке обработки 6, на выходе которого формируется сигнал о координате нахождения частицы по ширине полотна 1, который в виде единичного сигнала и с помощью сигналов с датчика перемещения 5 синхронно с полотном 1 перемещается по блоку транспортного запаздывания 7. При вхождении металлической частицы 9 в зону действия механизма удаления 8 на выходе блока ТРЗ 7 формируется управляющий сигнал, включающий в работу механизм удаления 8.
Во многом функционирование рассмотренного комплекса зависит от конструкции и физических принципов работы исполнительного механизма. В данном комплексе применен исполнительный механизм в виде индуктора ТВЧ (термический способ). Этот способ обладает следующими недостатками: очистку (удаление МЧ) можно производить только из полотна с термопластическими волокнами (температура плавления 220-240 С); большая потребляемая мощность индуктора (40 кВт); удаление металлических частиц осуществляется длительное время, т. е. только при определенной скорости; степень очистки составляет 75-90% (перпендикулярно расположенные МЧ относительно направления перемещения не удаляются). Анализ классификации способов обнаружения и удаления металлических частиц позволяет сделать следующие выводы: для качественного удаления МЧ в производственных условиях целесообразно использовать механический способ, например, удаление микропрессами; для удаления МЧ микропрессами необходимо предварительно определить две координаты расположения МЧ (по ширине и длине рулона); блок транспортного запаздывания должен быть многоканальным, в общем случае с числом каналов, равным числу координат расположения МЧ по ширине материала, т. е. с учетом размера частицы по длине 20 мм и ширине полотна в 1600 мм количество каналов должно быть равно 80. В работах [19, 21] показано, что для эффективного обнаружения металлических частиц (МЧ) в движении материала могут быть использованы параметры многоканального транспортного запаздывания в совокупности с двумя и тремя датчиками обнаружения. Сформулирован подход к определению координат расположения МЧ, который заключается в том, что материал с МЧ перемещают через зоны действия трех датчиков обнаружения, расположенных относительно направления движения материала в виде фигуры, образующей римскую цифру VI, фиксируют в момент срабатывания третьего датчика обнаружения множество сигналов от первого и второго датчиков обнаружения, производят арифметические и логические преобразования элементов обоих множеств и формируют истинное значение координаты МЧ по ширине материала (рис. 1.1). После исследования данного подхода на созданной имитационной компьютерной модели и оптимизации вычислительных процедур было получено простое правило определения координат МЧ, которое сводится к определению расстояния, проходимому МЧ от второго датчика обнаружения до третьего (Q), но при условии, когда значение этого расстояния, записанного в обратном порядке (Q), будет равно расстоянию, проходимому МЧ от первого датчика обнаружения до третьего (СО в интервале от (п+1) до (2п+1) шагов с датчика перемещения.
Так как датчики обнаружения фиксируют одним сигналом только факт наличия одной или нескольких частиц в соответствующем сечении материала, то определение истинных координат их расположения по ширине устройствами, разработанными на основе данного подхода, является в настоящее время наиболее эффективным.
Таким образом, в системе управления ТК ОУМЧ транспортное запаздывание выступает в двух аспектах: физически измеряемое для косвенной оценки другого параметра и физически задаваемое для участия в управлении исполнительными органами, при этом в первом случае оно является переменным многоканальным, а во втором случае - постоянным многоканальным.
Алгоритм управления объектом с одним управляющим сигналом, включающим постоянное чистое ТРЗ
На основании анализа материалов первой главы, общих математических моделей и алгоритмов, рассмотренных в предыдущих разделах данной главы, и дополнительных источников информации о практических процессах крашения кож автором сформулирован новый подход к синтезу алгоритмов управления движущимися краскораспылителями в ТК ПК. Подход заключается в следующем: полный алгоритм управления исполнительными органами формируется составным на основе дифференциально-интегрального принципа и включает информационно связанные ММ определения координат контура движущегося объекта, ММ кодового канала ТРЗ и алгоритмы управления включением/отключением краскораспылителей в заданных точках контура; алгоритм управления включением/отключением краскораспылителей базируется на дискретно-детерминированной модели и представляется конечным управляющим автоматом Мили; движения двух объектов (транспортера и краскораспылителей) жестко синхронизируются и осуществляются от одного привода; вместо координат элементарных площадок в каждом сечении кожи используются только две координаты контура в соответствующем сечении; основными критериями оценки всей СУ считаются: устойчивость СУ при заданном качестве покраски, определяемое количеством краскораспылителей и их траекторией движения; экономия краски, определяемая количеством координат точек встреч и точностью отработки краскораспылителей в точках встречи с кожей; надежность функционирования краскораспылителей, определяемая количеством включений/отключений в одном цикле покраски; контроль качества покраски осуществляется методом автоматического цветового сравнения с эталоном. Траектория движения одного или нескольких распылителей зависит от принятой технологической схемы покраски, размера факела распылителя, соотношения скоростей движения окрашиваемого изделия и краскораспылителя и т. п. В практических агрегатах нашли применение два типа движения краскораспылителей: прямолинейное возвратно-поступательное (с одним или двумя краскораспылителями); эллипсообразное или круговое с одним, двумя или четырьмя краскораспылителями. Принцип включения в работу движущегося краскораспылителя базируется на сравнении координаты контура с координатой местоположения краскораспылителя при перемещении окрашиваемого изделия на один шаг. Если Xi и Х2 две координаты контура в одном сечении и Хз, Х4 во втором сечении, Xpj координата нахождения краскораспылителя, то при прямом его движении (+а) краскораспылитель включается в работу при Хр; = Xi и выключается при XPi = Х2, а при обратном движении (-а) включается при Xpj = Х4 и выключается при ХРІ = Х3. На рис. 2.5 приведены 8 характерных технологических схем траекторий движения краскораспылителей. В соответствии с новым подходом для реализаций алгоритмов управления необходимо в зоне покраски иметь следующую информацию: значение двух координат контура движущегося изделия в каждом шаге перемещения; значение координаты нахождения в зоне покраски краскораспылителя (одного или нескольких) в каждом цикле его работы; направление движения краскораспылителя в каждом шаге перемещения окрашиваемого изделия; значение транспортного запаздывания (ТРЗ). Получение первого вида информации связано с предварительным измерением и определением двух координат контура движущегося изделия в каждом шаге перемещения и транспортной задержкой полученных значений координат до зоны покраски, что требует создания специальной подсистемы. Получение второго вида информации связано с установкой датчиков положения краскораспылителя, синхронно отображающих его положение в каждом направлении в зоне покраски. Определенную сложность представляет определение одновременно информации о положении нескольких краскораспылителей, что требует создания подсистемы датчиков с их определенным расположением по ходу движения краскораспылителей. Для качественной окраски из приведенных вариантов подходят варианты 5, 6, 8. Наиболее простым является вариант 5 с двумя распылителями, движущимися в одном направлении, и вариант 6 с двумя распылителями, движущимися в противоположных направлениях. В последнем случае окрашиваемый объект должен располагаться по центральной линии перемещения, в противном случае необходимо иметь четыре координаты контура: две для одного распылителя и две для второго распылителя. На рис. 2.6 приведено более детальное рассмотрение процесса покраски с использованием 1, 2 и 5 вариантов траектории движения.
Подходы и критерии оценки качества
Здесь q} - погрешность измерения ширины движущегося изделия (кожи) в каждом шаге измерения; q2 - погрешность определения координат контура движущегося изделия в каждом сечении; q$ - точность определения момента включения/отключения краски движущимся краскораспылителем (распылителями); q4 - качественное нанесение краски, определяемое равномерным покрытием заданной толщины «5 » и зависимое от технологических факторов, в том числе от: - отношения скоростей краскораспылителя и окрашиваемого изделия, - геометрической формы траектории движения самого краскораспылителя, - скорости подачи краски (расхода в единицу времени), - формы факела распыления, определяемой конструкцией краскораспылителя и расстоянием от окрашиваемой поверхности, - частоты включения исполнительного органа краскораспылителя в цикле покраски, - количества краскораспылителей. Критерий "эффективность управления покраской" Qa в данном случае зависит от всех частных критериев. Самыми распространенными в использовании свойствами первого подхода являются устойчивость (qy) и функциональная надёжность (qH\ В общем случае вопрос об устойчивости системы сводится к исследованию корней характеристического уравнения, являющегося решением дифференциальных уравнений, описывающих ту или иную систему. При этом если вещественные части всех корней характеристического уравнения отрицательны, то система устойчива по A.M. Ляпунову [42,46,49]. Для оценки устойчивости используются частные критерии устойчивости: алгебраические (Гурвица, Рауса, Шур-Кона и др.), частотные (Михайлова, Михайлова-Найквиста, логарифмические, Д-разбиение и т.п.) [36,46,52] .Таким образом исходным условием для оценки устойчивости систем является представление системы в виде системы дифференциальных уравнений или передаточных функций. Несмотря на различие в измеряемых объектах, функционировании исполнительных органов и предъявляемых требованиях к качеству в описанных в главе 1 комплексах, их системы автоматизации и управления укрупненно содержат одни и те же характерные и последовательно выполняемые операции (функции) [27,50,57,86]: - автоматическое измерение параметров движущегося объекта; - обработка измеренной информации; - предустановка (отслеживание) исполнительных органов (ИО); - транспортное запаздывание (ТРЗ); - основное воздействие объекта управления (ОУ). Рассмотрим функциональную схему системы движущимися краскораспылителями (приложение В). Движущаяся кожа в зоне измерения подвергается измерению, в результате полученные цифровые значения сечений кожи по ширине подвергаются обработке. Вычисляются координаты контура, а также формируются в виде единичного импульса сигналы, включающие в работу кодовый канал транспортного запаздывания 17. В каждом шаге перемещения кожи в кодовом канале ТРЗ осуществляется сдвиг измеренных координат контура тоже на один шаг с помощью сигналов с датчика перемещения 9. Одновременно в каждом шаге перемещения кожи краскораспылители 7,8 совершают полные поперечные перемещения относительно транспортера 1, при этом подсистема формирования кодов позиции нахождения краскораспылителей 10 поочередно формирует коды позиций нахождения краскораспылителей, которые адекватны кодам расположения датчиков 3 на измерительной линейке 2. По истечении ТРЗ в очередном шаге первые коды первой и второй координат контура кожи поступают в подсистему формирования сигналов включения краскораспылителей 18, где они сравниваются с поочередно формируемыми кодами позиций нахождения краскораспылителей. При равенстве с первой координатой контура первый краскораспылитель включает исполнительный орган распыления (сигнал Yi1), а второй краскораспылитель включает исполнительный орган распыления (сигнал Y2l) при равенстве кода позиции нахождения со второй координатой контура. Отключение исполнительных органов первого и второго краскораспылителей происходит соответственно при равенстве позиции нахождения первого краскораспылителя со значением второй координаты контура и при равенстве позиции нахождения второго краскораспылителя со значение первой координаты контура. В следующем шаге перемещение кожи все повторяется выше описанным образом, но краскораспылители меняются местами и сравнение их позиций нахождения осуществляется со значениями координат контура этого шага. Так как в измерительной части системы осуществляется квантование входного сигнала по времени, то эта часть может быть представлена в виде модели - импульсного элемента [38], выходной сигнал которого представляется в виде последовательности дельта - функций. Звено обработки в этом случае является формирователем импульсов заданной формы, параметры которого в системе надо понимать как информацию, обработанную по заданному алгоритму. В совокупности импульсный элемент с формирователем для системы является моделью, называемой амплитудно-импульсным модулятором (АИМ), а вся система может быть отнесена к импульсным системам с АИМ, которая представляется в виде импульсного элемента и приведенной линейной (непрерывной) частью с передаточной функцией WHH(S) (см. рис. 3.3,а), а для системы, приведенной на рис. 1.3 в, такое представление иллюстрируется рис. 3.3 б. На рис.3.3,в представлена та же система управления одним краскораспылителем, включающая в качестве объекта управления привод перемещения, например в виде двухфазного асинхронного двигателя со следующей передаточной функцией[46,52]
Разработка имитационной модели системы управления движущимися краскораспылителями
Области 1, 2, 3 наглядно демонстрируют процесс работы модели. Кнопка «1» в области 6 загружает в модель кожу в форме квадрата. Кнопка «2» в области 6 загружает в модель кожу в форме треугольника. Кнопка «3» в области 6 загружает в модель кожу в форме эллипса. Кнопка «4» в области 6 загружает в модель кожу в форме прямоугольника. Кнопка «5» в области 6 загружает в модель кожу в произвольной форме. Кнопка «Загрузить» в области 8 загружает в модель кожу в форме, выбранной в области 6 с поворотом, обозначенным справа от этой кнопки. Таких кнопок пять и каждая соответствует своему углу поворота кожи.
Кнопка «5» в области 9 устанавливает скорость движения транспортера равной 5 точек в секунду. Кнопка «10» в области 9 устанавливает скорость движения транспортера равной 10 точек в секунду. Кнопка «20» в области 9 устанавливает скорость движения транспортера равной 20 точек в секунду. Кнопка «25» в области 9 устанавливает скорость движения транспортера равной 25 точек в секунду. «Скорость движения распылителей» зависит от скорости движения транспортера. Кнопка «Стоп» в области 4 останавливает работу модели. Кнопка «Продолжить» в области 4 возобновляет работу модели. Кнопка «Печать» в области 4 печатает экран на принтере. Область 5 показывает значения датчиков, которые они принимали в течении промежутка времени с момента попадания кожи на транспортер до наблюдаемого момента. Область 7 позволяет включить режим демонстрации траектории движения распылителей. Область 10 содержит следующие данные: Расстояние между датчиками. Ширина транспортера. Размер факела. Количество датчиков. Реальная площадь - площадь загруженного объекта. Найденная площадь - площадь, рассчитанная на основе количества датчиков, скорости движения транспортера и расстояния между датчиками. Элементов контура - Количество срабатываний датчиков по краям кожи (количество срабатываний ИО по синтезированной СУ ). Элементов площади — Количество срабатываний датчиков по площади кожи (количество срабатываний ИО по СУ аналога). К - Отношение количества срабатываний датчиков по площади кожи к количеству срабатываний датчиков по краям кожи. Номер Шага — Число записей о реакции датчиков. Для работы с программой необходимо создать модели кожи, используя программу Adobe PhotoShop.rio e запуска программы на экране появится главное рабочее окно программы. Для того, что бы загрузить в программу модель кожи нужной формы необходимо нажать соответствующую этой форме кнопку в области 6 и выбрать наклон для данной модели в области 8 , нажав «Загрузить» напротив необходимого угла поворота. В результате этих действий на экране появится выбранная модель кожи с необходимым углом поворота. Управлять скоростью движения кожи на транспортере можно, используя область 9, где нажав одну из четырех кнопок можно ускорить или замедлить процесс движения. Все остальные параметры движения уже рассчитаны и менять их нельзя. По мере продвижения кожи через линейку датчиков 2 заполняется область 5 и производится расчет площади. Также по мере движения производится расчет отношения количества срабатываний датчиков по площади кожи к количеству срабатываний датчиков по краям кожи. При желании можно остановить процесс и распечатать результат на принтере, используя область 4. Для выхода из программы надо нажать на крестик в правом верхнем углу рабочего экрана. Целью экспериментальных исследований на имитационной модели является определение границ изменения коэффициентов функциональной надежности К$, Кк_ Кн при различных значения параметров S» N, V, п, a, b, L,. В первую очередь необходимо определить зависимости Ks=f(Sb Vj, V2 п, а, Ъ); &к=№и У и V2, п, а, Ъ); (4.9) при SL =f(oL,P), a b, L0-const, где a - значения углов поворота объекта покраски, /3 - количество разновидностей объектов покраски. На имитационной модели с программой (файл «Орел 13») были проведены предварительные исследования (интерфейс программы приведен на рис. 4.3), где независимо устанавливались различные скорости V;, Уг различное количество измерительных датчиков, различные расстояния между датчиками и размеры факела краскораспылителей. По траектории движения визуально определилось технологическое качество покраски. Установлено, что лучшим вариантом является тот, когда а=Ъ, Уг п V], D p b, поэтому в основной программе «Орел 15» установлены постоянными ширина транспортера L0. количество измерительных датчиков п, и соответственно расстояние между датчиками и диаметр факела. Затем проводились экспериментальные исследования на имитационной модели по основной программе (файл «Орел 15») по методике, изложенной и приведенной в приложении «Г». Исследованию подверглись 5 моделей объектов: квадрат, треугольник, эллипс, прямоугольник, объект произвольной формы. Каждая модель объекта последовательно измерялась при пяти углах поворотов относительно направления перемещения, причем при каждом угле поворота осуществлялось 3х кратное повторение программы и усредненные значения заносились в соответствующие таблицы. Все вышесказанное повторилось при различных четырех значениях скоростей V}. Таким образом, исследованию подверглось 100 объектов моделей различной площади и различной конфигурации.
