Б. О. Джолдошева из Института автоматики и информационных технологий нан кр, г. Бишкек; «Cинтез кибернетических автоматических систем с использованием эталонной модели»
жүктеу/скачать 28,25 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Условие замкнутости изменяемого контура механизма
- СИНТЕЗ НАПРАВЛЯЮЩЕГО пространственного механизма с замкнутым изменяемым контуром ПО ЗАДАННЫМ ПОЛОЖЕНИЯМ ВЫХОДНЫХ ТОЧЕК
- О. Канлыбаев, М.О. Саткалиева
- Вычисление пяти параметров
- . (8) Решая уравнение (8), определяем геометрические параметры кинематической цепи DENM механизма по формулам: Вычисление остальных пяти параметров
- Вычисление остальных пяти параметров
- Заключение.
- Аңдатпа О. Канлыбаев, М.О. Саткалиеваның «Берілген шығыс нүктелерінің күйі бар өзгермелі тұйықталған контуры бар бағыттаушы кеңістіктік механизм синтезі
- Annotation In the article of O. Kanlybaev and M.O. Satkalieva «Synthesis of the directing space mechanism which has given outgoing points and variable closed contour
- РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ Б.К. Муханов, А.Б. Сулейменов
Таблица 1.
Используя данные таблицы 1 решаем систему уравнений (2) и вычисляем из (3) искомые параметры многоугольников OABCDO4O. Аналогичным образом находим параметры многоугольника OAFEDO4O из соотношений (4) и (5). Условие замкнутости изменяемого контура механизма Для заданных значений независимых переменных углов 1 и 6 (табл. 1) входных звеньев 1, 6 в ходе решения задачи синтеза найдены координаты крайних шарниров в точках A и D, многоугольников OABCDO4O и OAFEDO4O механизма. Эти данные использованы для определения расстояния между указанными точками A и D: 1) -9.699987; -8.199996; -6.121987; 2) -9.699987; -7.94117; -5.863168; 3) -9.699987; -7.699999; -5.621987; 4) -9.699987; -7.492890; -5.414880; 5) -9.699987; -7.333971; -5.255961; Результаты вычисления переменных величин расстояний AD полностью подтверждает условие замкнутости изменяемого контура механизма.Литература:1. Зиновьев В.А. Пространственные механизмы с низшими парами. Гостехтеоретиздат. – М.: 1952. – 431 с. 2. Левитский Н.И. Приближенный синтез шарнирных механизмов с двумя степенями свободы // Тр. семинара по ТММ. – Вып. 83. – Изд-во АН СССР, 1961. 3. Артоболевский И.И., Левитский Н.И., Черкудинов С.А. Синтез плоских механизмов. – М.: Госиздат, 1959. – 1084 с. УДК 621. 01: 531 СИНТЕЗ НАПРАВЛЯЮЩЕГО пространственного механизма с замкнутым изменяемым контуром ПО ЗАДАННЫМ ПОЛОЖЕНИЯМ ВЫХОДНЫХ ТОЧЕК О. Канлыбаев, М.О. Саткалиева ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, Астана Рассмотрим задачу синтеза направляющего пространственного механизма V класса общего вида с замкнутым изменяемым контуром в соответствии с рисунком по заданным положениям входных звеньев 1 и 7 (1) и выходных точек , соответственно шатунных звеньев 3, 5 . Решение задачи синтеза механизма проведено с использованием метода интерполирования. Для решения задачи синтеза кинематической цепи DENM механизма по заданным положениям выходной точкой звена 5 (EN) [1], в котором приближающая окружность точки N радиусом = с центром в точке M звена 6 (NM) определяется как линия пересечения сферы с координатами и плоскости, удобно использовать выражения взвешенных разностей [2]. (2) (3) где – расстояние между точками звена 5 и , (4) – коэффициенты уравнения приближающей плоскости. – соответствующие координаты точек (центра сферы) и звена 5(EN) в абсолютной системе координат OXYZ. По условию синтеза координаты точки звена 5 (EN), которому принадлежат локальные координаты выходной точки , в абсолютной системе координат OXYZ определяются с использованием обобщенного метода символических обозначений преобразования координат [3] в виде (5) где , . Синтезу подлежат 10 неизвестных геометрических параметров кинематической цепи DENM механизма. Из них 7 параметров: , , , , – параметры синтезируемого звена 6 (NM) и 3 параметра – координаты центра сферы. Вычисление пяти параметров рассмотрим на примере одного из вариантов: . Выражение взвешенной разности (2) с учетом уравнений координат точки запишем в виде обобщенного полинома. (6) где При решении задачи синтеза по методу интерполирования для четырех заданных положений механизма отклонения взвешенной разности должны равняться нулю. С учетом этого, из выражения (6) имеем (7) Решая систему уравнений (7) получим квадратное уравнение относительно неизвестного . . (8) Решая уравнение (8), определяем геометрические параметры кинематической цепи DENM механизма по формулам: Вычисление остальных пяти параметров: ,, проводим с использованием выражения взвешенной разности (3) , . С учетом координат точки запишем систему пяти уравнений в виде , , , , . (9) Из первых трех уравнений определяем коэффициенты приближающей плоскости , , , если ≠0. (10) Для решения задачи синтеза указанных пяти параметров составляем систему трех алгебраических уравнений, состоящих из двух уравнений системы (9) и квадратного уравнения (8). Решая полученную систему трех алгебраических уравнений, после соответствующих преобразований получим , . (11) где =, =, =. Система уравнений (11) содержит неизвестные и . Исключая неизвестное получим алгебраическое уравнение 24 степени относительно неизвестного . Решая данное уравнение, находим вещественные решения относительно неизвестного, число которых определяется по теореме Штурма. Для положительных вещественных значений неизвестного определяем значения остальных неизвестных =, =. В частном случае, когда одна из двух подвижных систем координат принимается за неподвижную систему, совпадающую с абсолютной системы координат OXYZ, координаты (центра окружности) приравниваются к координатам точки : . Следовательно, основание перпендикуляра, опущенного из центра сферы точкик плоскости, определяет координаты центра приближающей окружности , (12) где , , -направляющие косинусы оси вращательной пары в точке звена 4; . (13) Длина звена 6(NM), т.е. радиус окружности, определяется по формуле . (14) Для кинематической цепи DENM механизма определены 10 геометрических параметров: , , ,, , . Для решения задач синтеза кинематической цепи ABCD механизма по заданным положениям выходной точки звена 3 (BC), в котором приближающая окружность точки C радиусом = с центром в точке D звена 4 (CD) определяется как линия пересечения сферы с координатами и плоскости, удобно использовать выражения взвешенных разностей [2]. (15) , (16) Синтезу подлежат 10 неизвестных геометрических параметров кинематической цепи ABCD механизма. Из них 7 параметров: ,,,, – параметры синтезируемого звена 4 (CD) и 3 параметра – координаты центра сферы. Вычисление пяти параметров рассмотрим на примере одного из вариантов: . Выражение взвешенной разности (15), с учетом координат точки C звена 3, которому принадлежат локальные координаты выходной точки звена 3 (BC), запишем в виде обобщенного полинома. (17) При решении задачи синтеза по методу интерполирования для пяти заданных положений механизма отклонения взвешенной разности должны равняться нулю. С учетом этого, из выражения (17) имеем (18) Решая систему уравнений (18) методом исключения неизвестных, получим квадратное уравнение относительно неизвестного . . (19) Выбирая положительные значения остальных неизвестных ,,, определяем геометрические параметры кинематической цепи ABCD механизма по формулам: Вычисление остальных пяти параметров: ,, проводим с использованием выражения взвешенной разности (16) , . (20) Определяем коэффициенты , , , если ≠ 0. Для решения задачи синтеза указанных пяти параметров составляем систему трех алгебраических уравнений, состоящих из двух уравнений системы (20) и квадратного уравнения (18). После соответствующих преобразований получим , (21) где =, =, =. Решение системы уравнений аналогично решению системы уравнений (11). Для положительных вещественных значений неизвестного определяем значения остальных неизвестных =, =. Определяем координаты центра приближающей плоскости . Длина звена 4 (CD), т.е. радиус окружности, определяется по формуле . Определены 10 параметров кинематической цепи ABCD механизма: ,,,,. Заключение. Таким образом, по пяти заданным положениям точек двух выходных шатунных звеньев механизма определены 20 параметров: , , , ,, ,,,,. Литература: 1. Зиновьев В.А. Пространственные механизмы с низшими парами. – М.: Гостехиздат, 1952. – 432с. 2. Артоболевский И.И., Левитский Н.И., Черкудинов С.А. Синтез плоских механизмов. – М.: Госиздат, 1959. – 1084 с. 3. Шет и Уикер мл. Обобщенная система символических обозначений механизмов. // Конструирование и технология машиностроения. – №1, 1971. – С. 96-106. Аңдатпа О. Канлыбаев, М.О. Саткалиеваның «Берілген шығыс нүктелерінің күйі бар өзгермелі тұйықталған контуры бар бағыттаушы кеңістіктік механизм синтезі» атты мақаласында тұйықталған өзгермелі контуры бар бағыттаушы кеңістіктік жалпы түрдегі V класс механизмінің синтез есебі қарастырылады. Механизмнің синтез есебін шешуде интерполяциялау әдісі қолданады. Annotation In the article of O. Kanlybaev and M.O. Satkalieva «Synthesis of the directing space mechanism which has given outgoing points and variable closed contour» has been investigated the count of the synthesis of directing space mechanism in total 5 classes that has closed variable contour. Interpolation method is used for solve the synthesis counting of the mechanism. УДК 51.10 РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ Б.К. Муханов, А.Б. Сулейменов Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева, г. Алматы, ул. Сатпаева 22. E-mail: b_mukhanov@verbulak.kz Введение. При переработке бедных руд кислотным выщелачиванием получаемые растворы содержат много примесей (железо, магний, алюминий, марганец, щелочные металлы и др.), концентрация которых в десятки и сотни раз превышают концентрацию урана. Методы химического осаждения урана из бедных и загрязненных растворов требуют высокого расхода реагентов, вызывают большие потери урана и дают химические концентраты с низким содержанием его. Извлечение урана. Процесс ионообменного извлечения урана основан на способности ионообменных смол селективно и количественно поглощать уран из растворов и пульп после выщелачивания. В сернокислых растворах шестивалентный уран может присутствовать в виде катиона уранила (UO22+) и в виде анионных сульфатных комплексов, которые находятся между собой в динамическом равновесии UO22+ + n SO42- UO2(SO4)n2-2n где n=1, 2 или 3. После сернокислотного выщелачивания уран может быть извлечен из растворов и пульп с помощью катионообменных или анионообменных смол. Ионообменное извлечение урана в общем виде определяется следующими реакциями поглощение урана катионообменной смолой 2R-H+ + UO22+ (R-)2UO22 + 2H+; 2) поглощение урана анионообменной смолой 4R+X- + UO2(SO4)34- (R+)4[UO2(SO4)3]4- + 4X 2R+X- + UO2(SO4)22- (R+)2[UO2(SO4)2]2 + 2X-, где R – фиксированные ионы смолы; X – NO3-; Cl-. Ионообменная смола после поглощения урана отделяется от раствора или пульпы и регенерируется (подвергается десорбции). При регенерации происходит десорбция урана, в результате чего получают концентрированный (так как на регенерацию падают растворы примерно на порядок меньше по объему, чем исходный объем раствора на сорбцию), освобожденный от примесей раствор урана и смолу, пригодную для следующего цикла поглощения урана. Ионообменное извлечение урана из осветленных растворов производится путем пропускания раствора через слой смолы, загруженной в колонны. Технологический процесс сорбции урана является непрерывно-периодическим и как объект автоматизации характеризуется следующими особенностями: - значительной инерционностью; - цикличностью технологических операций; - наличием операций дозирования реагентов и растворов; - наличием агрессивных жидкостей; - наличием токсичных жидкостей; Характеристика процесса добычи урана позволяет выбрать в качестве регулируемого параметра процесса сорбции равновесную концентрацию урана в сорбенте. Объектом управления являться комплекс сорбционных напорных колонн. Управляющие воздействия: - Суммарная высота рабочего слоя сорбента - Объемная скорость подачи продуктивного раствора Контролируемые возмущающие воздействия: - Рабочая емкость сорбента - Удельный объем набухшего сорбента (набухаемость) Неконтролируемые возмущающие воздействия: - Исходная концентрация урана в продуктивном растворе Управляемая величина: - Равновесная концентрация урана в сорбенте При этом суммарная высота рабочего слоя сорбента определяется непосредственно перед началом смены и её изменение возможно только перед началом следующей смены. Объемная скорость подачи продуктивного раствора может изменяться во время смены. Исходная концентрация урана в продуктивном растворе изменяется по мере поступления свежего продуктивного раствора. А рабочая емкость сорбента и удельный объем набухшего сорбента изменяются в худшую сторону в результате эксплуатации сорбента. Целью управления процессом сорбции является обеспечение максимальной равновесной концентрации урана в сорбенте за период одной смены длительностью в 12 часов. Управление сорбцией урана осуществляется в настоящее время мастером смены или оператором, на основе опыта и субъективного анализа показаний контрольно-измерительных приборов (КИП) (давление и расходы в системах воздухо-, кислородо- и газоснабжения, расходы и температура охлаждающих агентов и др.) данные визуальных наблюдений (уровень расплава, температура расплава, состояние системы загрузки и др.), результаты химических анализов, поступающих с большим опозданием и других сведений обслуживающего персонала о состоянии отдельных составляющих технологического процесса, а также на основе предварительных расчетов материального и теплового балансов. Имеются системы автоматического контроля некоторых переменных, как объемная скорость подачи раствора, высота рабочего слоя сорбента. Необходимо отметить, что ни на одном комплексе сорбционных колонн до сих пор не существует системы оптимального управления процессом, что в первую очередь связано, очевидно, с отсутствием достаточно адекватных математических моделей данного процесса. Нами предлагается структурная схема оптимального управления процессом, содержащая как традиционные методы управления (подсистема регулирования), так и интеллектуальные подсистемы (НС1 и НС2), показанной на рис. 1. На рис. 1 обозначены: X1 – рабочая емкость сорбента, X2 – удельный объем набухшего сорбента (набухаемость), X3 – равновесная концентрация урана в сорбента, X4 – исходная концентрация урана в продуктивном растворе, Vs – объемная скорость подачи продуктивного раствора для коррекции во время смены s, Vs-1 – значение объемной скорости подачи продуктивного раствора после последней коррекции во время смены s-1, Hs – суммарная высота рабочего слоя сорбента, V – значение объемной скорости подачи продуктивного раствора, измеренное расходомером, Н – значение суммарной высоты рабочего слоя сорбента, измеренное уровнемером, Сисх – исходная концентрация урана в продуктивном растворе Рисунок 1. Структура системы управления процессом сорбции. В приведенной структуре предполагается использовать интеллектуальную подсистему, которая на основе данных, полученных от датчиков и химического анализа будет выдавать задания для регуляторов. Этот инструмент позволяет математически описывать не сам процесс, а строить модель управления им на основе знания, опыта и интуиции технологов или статистических данных. Объемная скорость подачи продуктивного раствора и суммарная высота загрузки концентрата является определяющей для всего процесса сорбции. Требуется построить две нейронные сети. Одна из них должна рассчитывать объемную скорость подачи продуктивного раствора, вторая суммарную высоту рабочего слоя сорбента. Выходные значения обеих сетей должны рассчитываться таким образом, чтобы равновесная концентрация урана в сорбенте, была максимальной. Описание входных переменных и выхода первой нейронной сети Входные переменные: – Рабочая емкость сорбента; – Удельный объем набухшего сорбента (набухаемость); – Исходная концентрация урана в продуктивном растворе; – Суммарная высота рабочего слоя сорбента; – Равновесная концентрация урана в сорбента. Выход сети: O – Объемная скорость подачи продуктивного раствора. Описание входных переменных и выхода второй нейронной сети Входные переменные: – Рабочая емкость сорбента; – Удельный объем набухшего сорбента (набухаемость); – Исходная концентрация урана в продуктивном растворе; – Равновесная концентрация урана в сорбенте; – Объемная скорость подачи продуктивного раствора. Выход сети: O – Суммарная высота рабочего слоя сорбента. жүктеу/скачать 28,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|