Содержание к диссертации
Основные обозначения, принятые в тексте 5
Введение 9
Глава I. Аналитический обзор тенденций развития со временных аппаратов внешнего дыхания. По становка задачи работы и её общая характеристика 10
Обзор современного состояния проблемы 10
Постановка задачи диссертационной работы и ее ~~ краткое содержание
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Исследование теплофизических характеристик нагревательного элемента 30
2.1. Анализ основных теплофизических свойств системы «нагреватель-воздушный патрубок» в аппаратах внешнего дыхания
УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА 33
Конструкция малогабаритного стального нагревателя ,, МГУДТ
Методика расчёта усреднённых параметров элементов ~Q конструкции пластинчатого нагревателя
Методика испытаний и анализ результатов измерения теплофизических параметров нагревателя
Исследование динамической системы автоматического управления температурой газовой смеси в аппаратах внешнего дыхания 58
3.1. Определение структуры системы автоматического управления температурой газовой смеси в АВД 58
Анализ структурной схемы системы автоматического управления температурой дыхательной смеси 61
Устойчивость САУ тепловым процессом 65
Оценка качества регулирования в САУ температурой дыхательной смеси 69
Основные принципы выбора электронных функциональных модулей и подтверждение реализуемости блок-схем предложенных ПИ- и ПИД-регуляторов 75
Анализ двухпозиционных регуляторов темпе ратуры дыхательной смеси 81
Методика расчёта электротехнических параметров нагревателя 81
Схемотехническое моделирование системы 86
Анализ поведения системы методом построения её фазового портрета 89
Синтез двухпозиционного регулятора температуры для АВД с открытой маской 94
Синтез электронной схемы астатическогодвухпо зиционного регулятора переменной структуры, выполненной на интегральных микросхемах без применения мощных транзи сторов и оценка её метрологических параметров 103
Синтез регулятора переменной структуры с астатиз мом первого порядка и анализ его динамики 103
Вычисление среднеквадратичной ошибки и определе ние оптимальных параметров системы 110
Особенности применения изолирующих усилителей в АВД (гальваническое разделение) 115
Анализ интегральных усилителей мощности 121
Заключение 124
Список литературных источников 126
Приложение 1 142
Приложение 2 144
Приложение 3 146
Приложение 4 149
Введение к работе
В современной аппаратуре обеспечения функции дыхания человека, работающего в условиях, отличных от нормальной среды обитания (водолазы, лётчики и др.), используется искусственный подогрев дыхательной смеси. К нагревателям аппаратов внешнего дыхания предъявляются противоречивые требования: высокая теплоотдача при ограничении рабочей температуры спирали; большой динамический диапазон при ограниченной мощности электронных блоков управления; многофункциональность режимов при сверхвысокой надёжности и др. Существующая аппаратура только частично отвечает поставленным требованиям. Поэтому исследования, направленные на дальнейшее совершенствование подобной аппаратуры, безусловно, является актуальными.
Требуются дальнейшие научные исследования взаимодействия нелинейных потоков вдыхаемой человеком нагретой смеси, с его ЛОР-органами и лёгкими. Необходимы исследования системы автоматического управления подогревом смеси и более перспективных режимов работы аппаратов внешнего дыхания, в отдельных случаях, дополненных генераторами аэрозолей (производственная профилактика, ингаляционная терапия).
Конструкция нагревателя дыхательной смеси должна соответствовать следующим требованиям: обеспечивать безопасность эксплуатации, нагрев дыхательной смеси до требуемой температуры, стабильность тепловых параметров, надежность работы в тяжелых условиях, отсутствие помех для дыхания, удобство в эксплуатации.
В настоящей диссертационной работе рассмотрен комплекс научных и практических задач, позволивших разработать и исследовать эффективную систему автоматического управления температурой для аппаратов внешнего дыхания.
Работа выполнена на кафедре автоматики Московского государственного университета дизайна и технологии, сотрудникам которого автор выражает свою искреннею благодарность.
