Содержание к диссертации
Введение
1. Разработка и доследование.базового коммутационного элемента 8
1.1. Анализ коммутационных устройств 8
1.2. Обзор многопозиционных коммутаторов поворотного типа и выбор базовой конструкции коммутационного элемента ... 17
1.3. Исследование и определение. сил. действующих. в. паре. жидкостных контакт-деталей 35
1.4. Создание. математической, модели. коммутационного. элемента 47
Выводы... 58
2. Электропривод многопозиционного, магяитоуправляемого потворотного коммутатора 59
2.1. Сравнительный анализ конструкций электроприводов ММК ... 60
2.2. Создание. электропривода.ММК, повышенной. степени, интеграции 78
2.3. Исследование динамики. конструктивных, вариантов, электроприводов МІЖ 85
2.4. Экспериментальное.исследование.электроприводов.ММК... 107
Выводы 125
3. Теоретические исследования электропривода ММК 126
3.1. Разработка математической,модели.электропривода,ММК.. повышенной интеграции 127
3.2. Обоснование адекватности математической.модели,методом. физического моделирования 140
3.3. Результаты моделирования ЭП ММК 146
3.4. Экспериментальное исследование динамики ЭП.ММК.и. сравт. нение с результатами моделирования 159
Выводы 166
4. Вопросы проектирования.электроприводов .ММК, с повышенной.. степенью интеграции 167
4.1. Структура процесса автоматизированного, проектирования, электроприводов ММК 168
4.2. Методика и алгоритм расчета электропривода ММК 176
4.3. Проектирование схем управления ЭП ММК, -рекомендации.к. разработке.и, внедрению, электроприводов ММК. 184
Выводы 201
Заключение 202
Литература 204
- Обзор многопозиционных коммутаторов поворотного типа и выбор базовой конструкции коммутационного элемента
- Сравнительный анализ конструкций электроприводов ММК
- Разработка математической,модели.электропривода,ММК.. повышенной интеграции
- Структура процесса автоматизированного, проектирования, электроприводов ММК
Введение к работе
Принятые на XX7I съезде КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и период до 1990 года" подчеркивают актуальность уменьшения расхода дефицитных материалов и материалоемкости, повышения надежности и качества электротехнического оборудования, применяемого в приборостроении, вычислительной и космической технике, технике связи и друтах областях, необходимость расішірешія автоматизации проект-но-конструкторских работ и создания гибкого автоматизированного производства. К числу важнейших элементов этих систем относится специальные коммутационные устройства. Актуальность разработки и исследования специальных кошутанионных устройств была акцептирована на всесоюзных конференциях "Специальные коммутационные элементы", г.Рязань, 1981 г., "Пути повышения качества и надежности электрических контактов" в г.Каиеве, 1981 г.
Постановление ГШТ, Госплана СССР и АН СССР от 12.12.80 г. В 474/250/132 об утверждении целевых комплексных научно-технических програш, в частности по проблеме 0Ц.028 и Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 05.07.81 г. J3 365-188 явились основанием для проведешія исследований, разработки и освоешія выпуска электромеханических магнит отправляемых: миниатюрных коммутационных элементов и устройств на их основе, обладающими повышенными технико-экономическими характеристиками.
Развитие электроники, вычислительной техники, рост степени миішатіоризащи и интеграции, функциональное усложнение и ком-плексдровапие электронной и вычислительной аппаратуры с другими техническими устройствами выдвигают необходимость создания новых слаботочных миниатюрных котллутационных устройств, обеспечивающих хорошую параметрическую и конструктивную совместимость с интегральныш схемами, малое и стабильное сопротивление контакта, линейность вольтамперной характеристики, дистанционное управление.
Все это привело к созданию ряда новых коммутационных устройств: пленочных электростатических, гибридных (электронно--контактных), бесконтактных, групповых герконов, мифясторов, магнатоуправляемых устройств с жидкостными контактами разных конетрукций.
Накопленный за последние годы опыт проектирования и эксплуатации показал, что бесконтактная техника не монет полностью вытеснить или заменить контактную технику и оптимальные технические решения могут быть получены лишь на пути совмещения, гибридизации твердотельных и контактных приборов, так как пока только электрический контакт обеспечивает во всем диапазоне работы линейную симметричную вольтамперную характеристику с высоким коммутационным коэффициентом.
П0следние достижения науки в области создания новых композиционных яидкометаллических контактных материалов, создание легкоплавких сплавов с низкими температурами плавления, успехи в области герметизации контактных узлов и устройств /I/ позволяют в настоящее время существенно расширить область применения жидкостных контактов (ЖК), которые обладают рядом положительных свойств /2, 3/: .
- малое переходное контактное сопротивление,
- отсутствие необходимости в контактном нажатии,
- отсутствие вибрации, сваривания и залипання контактов,
- возможность работы при высоких внешних давлениях, высоких температурах, в глубоком вакууме,
- возможности миниатюризации контактных устройств, как по пути уменьшения габаритов приводных механизмов, так и попути повышения уровня допустимых температур в месте контактирования,
- высокая механическая и электрическая износостойкость жидкостных контактов, а следовательно и их долговечность.
Эти достоинства послужили причиной тому, что в последние годы началось бурное развитие ЯК и создание слаботочной /I, 2, 3, 5, 7, 16, 18/ коммутационной аппаратуры, имеющей высокую надежность, малые габариты и большую долговечность.
Из них -следует выделить многопозиционные магнитоуправляемые коммутаторы обладающие широкими функциональншли возможностями, дистанционным или программным управлением. Важной составной частью таких устройств является компактным электромагнитный привод, обеспечивающий требуемые точность позиционирования, быстродействие, высокую степень интеграции составных частей коммутатора.
Диссертационная работа посвящена разработке простого надежного, миниатюрного электропривода шогопозипдонного поворотного коммутатора (ЭПМГЖ), совмещенного с коммутационным элементом.
Ввиду того, что жидкостной контакт применялся до последнего времени без обширных, как в случае твердо металлических контактов, исследований /3/, для определения основных требований к электромагнитному приводу коммутатора необходимы исследования сил, действующих в жидкостном контакте, и сил противодействия в основных конструкциях перспективных коммутаторов с ТЛИ,
В первой главе диссертации на основе проведенного сравнительного анализа коммутационных устройств с жидкостными контактами выбрана базовая конструкция коммутационного элемента. Проведено исследование процессов разрыва и слияния жидкостных контактов и с помощью математического аппарата планирования эксперимента получены полиномиальные зависимости и разработана математдческая модель коммутационного элемента. Определены основные требования к электроприводу.
Во второй главе выполнен сравнитальный анализ электроприводов и выбраны базовые конструкции электроприводов. С учетом физических особенностей однофазного шагового двигателя и жидкостных контактов предложена оригинальная конструкция коммутатора, позволяющая полезно использовать силы взаимодействия жидкостных контактов в качестве фиксирующих сил, что упрощает конструкцию привода.
Проведено теоретическое исследование конструктивных вариантов электроприводов и экспериментальное исследование влияния конструктивных параметров на статические и динамические характеристики электропривода.
Третья глава посвящена разработке полной математической модели электропривода коммутатора с учетом особенностей коммутационного элемента и токопроводящего герметичного корпуса, размещенного в рабочем зазоре привода, исследовашю динамики электропривода на ЭВМ и проверке адекватности математической модели на физических моделях электропривода.
Четвертая заключительная глава посвящена проектированию электропривода коммутатора с повышенной степенью интеграции, разработке схем управления электроприводом. Выполнена проработка технологической схемы сборки разработанного коммутатора с совмещенным электроприводом повышенной степени интеграции с учетом технологических возможностей внедряющего предприятия.
Результаты работы использованы предприятием министерства электронной промышленности, осваивающем выпуск новых коммутационных устройств.
Обзор многопозиционных коммутаторов поворотного типа и выбор базовой конструкции коммутационного элемента
Непрерывный рост автоматизации, функциональное усложнение и комшгексирование радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры с другими техническими устройствами обуславливают необходимость широкого применения слаботочных коммутационных устройств (КУ) для выполнения следующих функций: дистанционного или автономного управления работой отдельных устройств, в том числе работающих на различных энергетических уровнях и физических принципах действия, кодирования, преобразования и распределения электрических сигналов, особенно в многоканальных системах управления, сигнализации, контроля, защиты и т.п.
В связи с этим непрерывно расширяются объемы производства и потребления коммутационных элементов и устройств. В настоящее десятилетие все более широкое развитие и применение получают КУ, использующие новые принципы действия и конструктования. К ним относятся герконовые, бесконтактные, гибридные, магнитогидродина-мические, герметизированные с жидкостными контактами и другие коммутационные устройства, имеющие как правило, более высокое быстродействие, повышенную износостойкость, лучшую конструктивно--параметрическую совместимость с интегральными микросхемами (ИС) и т.п.
Выпускаемые КУ различаются по массе, чувствительности, способу управления, коммутируемой мощности и степени защиты от воздействия окружающей среды. По этим параметрам их условно можно разделить /6/ на микроминиатюрные (массой до 6 г), миниатюрные (до 16 г), габаритные (до 40 г) и нормальные (более 40 г), высокочувствительные (мощность срабатывания до 10 мВт), чувствительные (до 50 мВт), нормальные (более 50 мВт), открытые, зачехленные и герметизированные.
Рассмотрим тенденции и перспективы развития наиболее широко применяемых КУ, электромагнитных, бесконтактных и герконовых. Развитие электромагнитных КУ" на традиционных принципах конструирования приблизилось к пределу технических возможностей. Поэтому идет поиск новых конструктивных решений, позволяющих продолжить процесс миниатюризации, повысить чувствительность, быстродействие, а так же качество и надёжность коммутации при условии сохранения всех преимуществ электромагнитных КУ /6/. Все большее значение приобретают вопросы оптимизации конструктивно-параметрической совместимости КУ с интегральными микросхемами. Решение этих задач у нас в стране и за рубежом идет по следующим направлениям /6/: 1. Осуществляется переход на отдельную герметизацию контактных систем. Это позволяет повымить качество и надёжность коммутации на 1 2 порядка. 2. Повышается эффективность магнитных систем за счет совершенствования их конструкций (магнитные системы составляют около 85-90 % массы и габаритов. 3. Решается вопрос оптимальной конструктивной совместимости КУ с.интегральными микросхемами. Разрабатываются яизкопрофиль-ные конструкции, в том числе для планарного монтажа. При этом все шире используются стандартные корпуса ИС в полупроводниковых приборов. 4. Для обеспечения параметрической совместимости за рубежом выпускаются КУ со встроенными усилителями (гибридное реле). Их чувствительность может достигать 50-100 мк Вт. Из большого числа разновидностей бесконтактных КУ наиболее перспективные оптоэлектронные реле /6/. Это обусловлено тем, что по качеству электрической развязки между входом и выходом они не уступают электромагнитным реле и обладают всеми преимуществами, присущными бесконтактными реле. Однако, недостаточная стабильность характеристик фотополупроводниковых структур при повышенных температурах не позволяет пока использовать оптоэлектрон-ные реле при температурах выше 70-80 С. Одним из недостатков является остаточное напряжение (1,5-5-4,0 В). Другое направление развития, создание гибридных (электройно--контактных) КУ, объединяющих в одном корпусе контактное реле и полупроводниковые приборы. Введение усилителя позволяет повысить чувствительность до 10-50 мк Вт. Это обеспечивает хорошую параметрическую совместимость электромагнитного КУ с ЙС без промежуточных устройств и с исполнительными устройствами. Герконовые КУ создаются на базе магнитоуправляемых контактов (Ж). Внутри баллона создаются вакуум или он заполняется сухим газом. Для получения коммутируемых импульсов с высокой крутизной, исключения дребезга и увеличения числа коммутаций создаются МК специальных конструкций. Наиболее перспективными из них являются МК со смачиваемыми или жидкостными контактами. МК с контактами, смачиваемыми ртутью, позволяют получить импульсы с длительностью фронта всего 1-3 не, благодаря действию сил поверхностного натяжения жидкости. При этом сопротивление контактов колеблится не более чем на 10 % от его исходного значения /I, 6/. Индивидуальная герметизация и другие конструктивные и технологические мероприятия позволяют довести число коммутаций до 10 -I09, быстродействие до 0,2-2 мс, сопротивление контактов в процессе всего срока службы до 50-150 мОм, сопротивление изоляции ІСг-ІО 0м, обеспечить возможность коммутации токов до 1.10" А, при напряжениях 10 6 В, интенсивность отказов не превышает Ю -гЮ"9 /6/. ЖИДКОСТНОЙ контакт обладает высокой механической и.электрической износостойкостью, а следовательно и долговечностью. В виду выше изложенных преимуществ жидкостного контакта.сконцентрируем внима ние на развитие КУ с жидкостными контактами. . . Сравнение параметров разных КУ представлено в таблице.І.І. Применение Ж ограничивало следующие недостатки Ж /3,2/: необходимость герметизации контактного узла; довольно высокая температура плавоения существующих жидких металлов и сплавов; зависимость работоспособности устройства от положения в пространстве; относительно высокая стоимость легкоплавких металлов и сплавов. Развитие технологии покрытия контактов жидкостной пленкой и герметизации, создание новых композиционных жидкометаллических материалов, легкоплавких сплавов с низкими температурами плавле- . ния (до - 78 С) /2/, позволяют существенно расширить область применения жидкостных контактов и создавать новые конструкции групповых микроминиатюрных герконов. Примером такого устройства является высоконадёжная коммутационная кнопка разработанная в Каунасском НИИ Радиизмерительной техники и тастатура.на базе такой кнопки, поворотные многопозиционные коммутатора /1,13,14,15,16, 17/. Работоспособность таких КУ не зависит от положения в пространстве.
Сравнительный анализ конструкций электроприводов ММК
Проблемам ЖК посвещены четыре монографии /I, 2,3, 5/, опубликовано около 1000 статей, выдано около 3500 патентов и авторских свидетельств /2/. В 1975 и 1982 годах в Каунасе проводились семинары по вопросам Ж. На Всесоюзных совещаниях и конференциях по путягл повышения качества и надёжности электрических контактов 1978 и 1981 г.г. работала секция по Ж. В 1981 г. в г. Рязани проводилась Всесоюзная научно-техническая конференция "Специальные коммутационные элементы" работали две секции: по слаботочным и сильноточным коммутационным элементам с жидкостным рабочим телом.
Вопросы теории аналитического и численного моделирования и анализа Ж различных классов (ртутные герконы, мифисторы, МГД -- переключатели, предохранители и др.), рассмотрены в ряде работ советских ученых (Баринберга А.Д., Дегтяря В.Г., Закурдаева А.В., Зарецкаса В.-С.С, Лебедева П.А., Новикова О.Я., Рагульскене В.Л., Шоффа В.Н., Юркульнявичюс А.А., их сотрудников и др.). Однако, сложным переключающий Ж, характерный для принципиально новых решений микроминиатюрных КУ в достаточной степени не исследован.
При малом количестве ртути (порядка 10 м3) в области контакта основными силами, действующими на жидкостной элемент контакта, являются капиллярные силы, В динамическом режиме работы МЯК жидкостной элемент выступает в качестве звена, передающего механические усилия с одной контакт-детали на другую. Известно, что движение малых объемов жидкости управляется в значительной степени поверхностным натяжением. Таким образом мы сталкиваемся с необходимостью изучения сил взаимодействия жидкостных контактов при сдвиговой деформации. Поэтому теоретическое и экспериментальное исследование динамики ММК с учетом сил взаимодействия ЯК и использование их результатов при создании новых технологичных конструкций ММК, ставилась главной задачей настоящей работы.
Исследование физических процессов в области жидкого контакта, с учетом капиллярности представляет большие экспериментальные и теоретические трудности. Эти явления неоднократно привели внимание исследователей. В работах /I/ дан коротші! обзор исследований в этой области, в которых рассмотрены физика контактирования и типы жидкостных контактов, равновесное состояние поверхности ртути и процессы размыкания и замыкания ртутного контакта.
Рассмотрение процессов коммутации Ж требует изучения явлений происходяцщ: на поверхностях раздела твердой, жидкой и газовой сред. Рассмотрим условия равновесного состояния поверхности ртути и случаи его нарушения. дифференциальное уравнение состояния поверхности жидкости в равновесии с газом в общей форме /I/: где {Ті-л - натяжение поверхности раздела между жидкой и газо- -вой средами; R. и Rg, - главные радиусы кривизны рассматриваемой точке поверхности жидкости; ( - плотность жидкости; А - потенциал внешних сил вдоль поверхности; С - постоянная для данной поверхности.
Первый член уравнения (1-І) представляет энергию единицы объема. Второй член выражает энергию внешних- сил вдоль поверхности. Для малых объемов жидкости (примерно I мм3) влияние её массы на форму свободной поверхности не сказывается. Влиянием проходящего электрического тока через ЯК вызывающего появление электродинамических сил, при обычно принимаемых плотностях, тока можно пренебречь. В этом случае внутреннее давление жидкости будет одинаково во всех точках рассматриваемой поверхности, а второй член из уравнения (I.I) можно исключить. Третий член уравнения - постоянная для всей поверхности и определяется для особой точки, где ,, Re, и А известны. Эвдкостной контакт можно считать поверхностно-активным, так как его свойства определяются натяжением поверхности раздела сред. Для замыкания электрической цепи контактирующие поверхности обычно сближаются до их соприкосновения по крайней мере в одной точке. С этого момента поведение атомов обеих поверхностей в зоне контактирования определяется молекулярными силами. Благодаря силам адгезии или когезии процесс установления общей поверхности контакта от момента точечного касания до конечной величины происходит спонтанно за время примерно 10 сек /I/. По этой причине скорость сближения контактирующих поверхностей от управляющего воздеистшя на динамике процесса практически не сказывается. Отметим, что возможны колебания поверхности жидкости при её переходе в новое состояние равновесия.
Поведение жидкости в процессе замыкания контакта в общем случае зависит от электрических потенциалов контактирующих поверхностей, состава, давления и температуры окружающей газовой и жидкой .среды, состава жидкости, а так же состояния и формы её поверхности. Кроме того, процесс установления замкнутого состояния контакта зависит в меньшей мере от плотности коммутируемого тока, его направления, наличия магнитных полей, электродинамических и тепловых процессов.
Разработка математической,модели.электропривода,ММК.. повышенной интеграции
Преимущество этого алгоритма, в отличие от других градиентных методов, что он позволяет провести оптимизацию систем, в которых функция цели имеет производные с разрывами. Направление градиента все время корегируется, поэтому поиск "не зависает" на линии изгиба или перелома, а идет вдоль них, где обычно бывают точки оптимума. Недостаток - сложность алгоритма".
Поиск законов управления однофазным шаговым двигателем рассмотрен ранее /69,70,71/ показал, что наиболее рационально импульсное управление. Дальнейшие исследования показали, что управляя одиночным импульсом достичь требуемых параметров невозможно без изменения конструктивных параметров, что в данном случае ограничено самой конструкцией коммутатора совмещенного с однофазным шаговым двигателем.
Наиболее эффективным оказалось управление шаговым двигателем двумя импульсами разной полярности следующими один за другим.
Создание алгоритма поиска оптимальных параметров управляющих импульсов связано с рядом трудностей, основной из которых является выявление закона изменения оптимизируемого параметра с последующим применением одного или другого метода поиска, дающего сходимость решения.
При управлении одиночным импульсом методом сканирования было получено, что существенное влияние на работу двигателя оказывает длительность импульса. За критерии оптимизации был взят функционал абсолютной интегральной погрешности, который по сравнению с квадратной интегральной погрешностью в большей доле учитывает предостановочное состояние двигателя.
Полученный функционал представлял синусойдоподобную кривую сдвинутую по оси ординат так, что значение функционала всегда положительно. Амплитуда импульса имеет меньшее влияние, вид функционала не меняется, только полученные кривые сдвигаются влево или вправо с изменяющимися значениями экстремумов/70/ .
В итоге от изменения амплитуды и длительности импульса получена волнистая поверхность. Поиск оптимальных значений импульса на такой поверхности больших трудностей не представляет, хотя как было показано/71/ для такой поверхности имеющей гребни и крутые склоны не все методы оптимизации дают сходимость решения задачи.
Для решения данной задачи был принят метод Флетчера-Ривса /73,74/ как наиболее подходящий и почти всегда дающий сходимость решения.
Управление двухполярными импульсами существенно меняет вид функционала. Изменение четырех параметров дает пятимерную поверхность очень сложного вида. При использовании данного ком- , мутатора в устройствах вычислительной и измерительной техники, наиболее целесообразно управление его осуществлять от микросхем с фиксированным значением напряжения, а в нашем случае амплитудой импульса. Таким образом изменение только длительности импульсов дает более простую задачу, но оказалось, что в этом случае получаем счетно-образную поверхность с изменяющейся кривизной, при том даже в области одной такой иглы имеется весь ряд локальных экстремумов. В образном представлении имеем как бы ельник растущий на овражистой местности, и наша задача найти ту единственную хвоинку (только наш ельник растет вниз).
Для решения,данной задачи был составлен соответствующий алгоритм (рис. 3.2) поиска. Поиск экстремума функционала двухуровневой, на локальных поверхностях и глобальной поверхности. Локальная поверхность - это действительная поверхность составляемая значениями функционала. На этой поверхности поиск опти-мального значения производится только в области локального минимума методом Флетчера Ривса. После нахождения экстремума, эта .. точка фиксируется, как точка огибающей квазиповерхности составленной из точек локальных экотремомов и названной глобальной поверхностью. Для дальнейшей оптимизации требуется найти перспективную область в которой можно продолжать дальнейший поиск экстремума, для поиска перспективной области использован как наиболее простой симплекс метод по параметрагл глобальной поверхности., и лучше соответствующий условиям попадания в перспективные дискретные области, что в значительной мере повышает эффективность данного алгоритма.
Структура процесса автоматизированного, проектирования, электроприводов ММК
Процесс создания коммутационного устройства (КУ) включает в себе создания и выбора компонентов с учетом их совместимости и взаимосвязей. Схема процесса проектирования КУ показана на рис. 4.1.
В первую очередь проводится цикл анализа и синтеза Ж, обеспечивающего требуемые коммутационные параметры. Выполняется цикл разработки контактного поля, обеспечивающего функционирование коммутатора и выполнение заданных режимов и алгоритмов коммутации. Проводится синтез ротора как детали КЭ. По окончании принципиальной разработки конструкции КЭ проводится анализ действующих сил в КЭ. Затем выбирается принципиальная конструкция ЭП. Проводится цикл проектирования статора и ротора как элементов ЭП, проверяется соответствие выходных и внутренних параметров ЭП техническим требованиям и условиям работоспособности. Выполняется проектирование контактного поля в соответствии с требованиями НІ к нему. Далее исследуется динамика ЭП с КЭ, проводится синтез оптимизированных законов управления и схемы управления.
Основными компонентами коммутатора являются коммутационный элемент (КЭ) с жидкостными контактами (Ж) и электропривод (ЭП) со схемой управления. При разработке коммутатора выбирается конфигурация принципиальной конструкции, выделяются и выбираются компоненты коммутационного устройства (КУ), согласно структурной схеме алгоритма разработки коммутатора (рис. 4.2). .
Разработка принципиальной конструкции коммутирующего устройства (КУ) находится на уровне идейной оптимизации. Этап 1а реализуется человеком. Для повышения эффективности работы необходима систематизированная информация об имеющихся запатентованных и прочих решениях, способных удовлетворить часть требований технического задания (ТЗ).
Выбор компонентов коммутатора (этап 16) находится на уровне структурной оптимизации КУ. Процесс работы аналогичен этапу 1а. Синтезируются отдельные, модели основных компонентов КУ. Возможность автоматизации процесса синтеза небольшая. Возможен грубый анализ обобщенных моделей основных компонентов КУ с использованием ЭВМ.
Этап .16 расчета и анализа параметров - наиболее трудоемкая часть процесса разработки КУ, находящийся на уровне параметрической оптимизации. На этом этапе целесообразно широкое применение ЭВМ: многократный машинный.анализ и оптимизация параметров и моделей компонентов КУ, дискретное имитационное моделирование, автоматизированный поиск оптимальных законов управления, машинная обработка экспериментальных данных и т.п. Для моделей, не подающихся формализации, проводятся экспериментальные исследования по факторному плану. Возможности автоматизации этапа 16 разработки большие, что дает значительную экономию материальных ресурсов, трудозатрат и времени разработки.
Если параметры КУ не обеспечивают работоспособность или технические требования, необходим возврат в этап 1а или. 16. После нескольких, циклов разработки I этапа при положительных результатах переходим к этапу II разработки конструкции КУ, в котором проводится моделирование, макетирование и изготовление опытных образцов в соответствии с данными, полученными после положительного завершения I этапа. На III этапе производятся испытания устройства и проверка по выходным параметрам. При отрицательных результатах экспериментальной проверки, возвращаемся к предыдущим этапам, а при положительных - переходим к последнему этапу - выдаче технической документации.
Автоматизация II и III этапа обычно используется только на уровне машинной обработки экспериментальных данных. Но при помощи современной технической базы возможно применение специальной системы автоматизации научных исследований (САМ) или экспериментов (САЗИ), предназначенной для автоматизации научных исследований, связанных с прямыми экспериментами, их математической обработкой и созданием различных автоматизированных структур управления.
Применение автоматизированного рабочего места конструктора на базе ЭВМ позволяет автоматизировать последний этап разработки КУ - выдачу технической документации. Так можно создать систему автоматизированного проектирования (САПР) коммутационных устройств (коммутаторов) поворотного типа.
Рассмотрим более подробно I этап разработки КУ" поворотного. типа на структурной схеме алгоритма анализа и синтеза (рис. 4.3). После синтеза принципиальной конструкции коммутатора приступаем к выбору коммутационного элемента к электропривода, проводимому с учетом взаимных требований. Формируется общая модель КЭ, потом ЭП и составляется базовая модель КУ.
На этапе 16 целесообразна отдельная параметрическая оптимизация КЭ и ЭП, что позволяет построить более простые математические и дискретные модели, сократить время расчета и оптимизации параметров, как внутренних, так и внешних. Уменьшается число независимых факторов, проще составить план и проводить эксперимент. После оптимизации параметров КЭ и ЭП уточняется их взаимное влияние и обеспечение работоспособности КУ.
