Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время при автоматизации производственных процессов нашій применение стру. .ше управляющие устройств Основ ньаяі преимуществами .таких устройств являются высокая на дежность их работы, ' особенно в тяжелых условиях эксплуатации, простота и технологичность конструкции. Струйные элементы защищены от взрыва и излучения « малочувствительны к механическим и термическим натруэкал.
Струйные системы управления находят применение в нефте-химической промышленности, машиностроении , при изготовлении и упаковке твердых и жидких взрывчатых веществ, радиоактивных вєщєсте, для контроля ядерных реакторов, управления и контроля газовыми турбінами, например в самолетах и ракетных двигателях, для управления и контроля технологическими процессами, а также в медицинской аппаратуре.
Современные требования к автоматизации производственных процессов связаны с повышением быстродействия систем управления (СУ), что слокно реализовать бег совершенствования элементной базы.
Нз основании анализа и теоретического обобщения работ, посвященных разработке СУ'установлено, что для их реализации _используются два метода:
1.Математические методы синтеза логических устройств,
2.Методы реализации устройств, использующие различные ззрогидродпнамическііе эффекты и позволяющие получить заданные алгоритмы работы прзектнруемоего устройства.
- і. -
Существующие математические методы синтеза струйных СУ, имея ряд несомненных преимуществ, не обеспечивают получение СУ, удовлетворяющих треОованиям. с точки зрения быстродействия и габаритных размеров.
В то же время азрогидромехашческие методы построения струйных систем программного управления технологическим оборудованием, приведенные в работах Уоррена и др.. позволили по- . лучить устройства, которые имеют значительно большее быстродействие, экономичность и малые габаритные размеры по сравнению с устройствами, реализованными на основе методов синтеза схем.
Вместе с тем отсутствие теоретических и эксперименталь-ных исследований, посвяденных рабочему процессу аэрогидроди-наыических устройств не позволяет на сегодняшний день создать высоконадежные и быстродействующие струйные устройства.
Таким образом, задача разработки и создания аэрогидромеханических струйных СУ является актуальной.
Цель работы.
Повышение эффективности струйных систем програмного управленій технологическим оборудованием, посредством применения в их конструкции быстродействующи многотактных логических устройств, построенных с использованием аэрогидромег.а-ническнх методов построения.
Методы исследования.
При теоретическом и экспериментальном исследовании характеристик логических устройств использованы законы аэрогидродинамики, теории конечны:: автоматов и автоматического регулирования.
Научная новизна.
Научная новизна работы заключается в разработке физической модели рабочего процесса последовательности!^ азрогид-родинамических логических устройств струнных СУ , которая позволила установить взаимосвязь азрогидромехашгческих и гео-метрических параметров рабочего процесса, протекающего , как в отдельных элементах, так и в устройствах в целом, с параметрами их внешних статических и динамических характеристик.
Практическая ценность.
На основании теоретического и экспериментального исследовании разработаны быстродействующие а надежные многотакткые логические устройства, использование которых в струйных системах программного управления технологическим оборудованием позволяет значительно расширить области их прітменения.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались- и обсуждались на научно-технических конференциях ВолГТУ ( г. Еолгоград, 1992 - 1995 г.г.), МАДИ (г.Москва,-1992 г.), 9-й международной конференции по пневматике и гидравлике (г.Дрезден, 1993 г.).
Публикации.
Основные материалы . днссергации опубликованы в девяти печатных работах и грех патентах о изобретении.
Объем работы.
Диссертационная работа изложена на 108 страницах мзпи-нописногс текста, иллюстрируется 42 рисунками, 3 таблицами и состоит па введения, четырех глав, общи выводов, списка использованной литература из 1Є5 наименований к одного приложения на 22 страницах.
На зашиту выносятся :
-физическая модель рабочего процесса последователькостных аэрогедродинашмеских логических устройств струйных СУ , которая позволила установить взаимосвязь аэрогвдромеханичес-ких и геометрических параметров рабочего процесса, протекающего , как в отдельных элементах и в устройствах в целом, с параметрами их внешних статических и динамических характеристик.
-способ управления рабочим процессом аэродинамических струйных логических схем, посредством использования поперечного перепада давлений , возникающего в рабочей камере биста-бильного элемента с внутренней аэрогидромеханической обратной связью.
. -результаты теоретических и экспериментальных исследований рабочего процесса струйного бистабильного элемента.
-принципы построения схем триггеров со счетным входом, имеющих высокое быстродействие и надежность по сравнению с существующими и обеспечивающих существенное повышение быстро-дейсгвін разработанных на их базе многотактных логических устройств.