Формы и особенности динамического взаимодействия звеньев в виброзащитных системах с расширенным набором типовых элементов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Насииков Дмитрий Николаевич

ФОРМЫ И ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗВЕНЬЕВ В ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМАХ С РАСШИРЕННЫМ НАБОРОМ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ДЕК 2009

Иркутск-2009

003487920

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Елисеев Сергей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Свитачев Анатолий Иванович доктор технических наук, профессор Зедгенизов Виктор Георгиевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится « 15 » декабря 2009 г. в 10-00 часов на заседани совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д218.004.02 при ГОУ ВП «Иркутский государственный университет путей сообщения» (664074, Иркутск, ул. Чер нышевского, д. 15, ауд. А-803).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственног университета путей сообщения.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах заверенных печатью организации, про сим направлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС. Диссер тационный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций Д218.004.02, уче ному секретарю и по факсу 8 (3952) 59-84-28.

Автореферат разослан « {Ъ » ноября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Ю.В. Ермошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Динамика машин в последние годы активно развивается в направлениях, связанных с управляемыми механическими системами, что подтверждается значительными продвижениями в создании роботов и манипуляторов, автоматизированных комплексов для сборочных работ, локомоционных машин и транспортных средств, обладающих адаптационными свойствами. Вибрационные и ударные воздействия сопровождают работу машин, особенно тех, которые взаимодействуют с внешней средой. В этом случае решение многих задач, связанных с обеспечением надежности машин и безопасности человека-оператора, стимулирует разработку способов и средств виброзащиты. Многие машины используют вибрации для интенсификации технологических процессов.

Теория и практика создания виброзащитных систем опирается не только на аналитический базис, определяемый уровнем развития теоретической механики и се различных приложений, но и соответствующими разработками в области системного анализа, теории автоматического управления, динамики управляемого движения, теории колебаний. Расчетные схемы современных машин, в том числе транспортных средств различного назначения, представляют собой, как правило, механические колебательные системы с одной или несколькими степенями свободы, в составе которых используются пассивные элементы (пружины, демпферы) и управляемые устройства. Использование управляемых устройств электро-, пневмо- и гидравлических исполнительных механизмов, по-существу, превращает виброзащитные системы (ВЗС) в специализированные системы автоматического управления. Поэтому активное развитие мехатронных подходов, естественным образом, предопределяет интерес к динамике управляемых систем, развитию методов анализа и синтеза комбинированных систем, в которых проблемными становятся вопросы устойчивости работы, физической реализации управлений, быстродействия, надежности функционирования и экономической эффективности.

Теории и практическим приложениям в динамике управляемых систем и вопросам защиты от вибраций и ударов посвящены работы ученых: Бабакова И.М., Бидерма-на B.JL, Бишопа Э., Блехмана И.И., Болотина В.В., Бутенина Н.В., Вейца B.JL, Вульфсо-на И.И., Ганиева Р.Ф., Генкина М.Д., Турецкого В.В., Ден-Гартога Дж.П., Елисеева C.B., Колесникова К.С., Коловского М.З., Кренделла С.С., Ларина В.Б., Пановко Я.Г., Перво-званского A.A., Писаренко Г.С., Светлицкого В.А., Синева A.B., Тимошенко С.П., Фролова К.В., Черноусько Ф.А. и многих других. Значительное развитие получила динамика транспортных систем, благодаря усилиям российских ученых: Меделя В.М., Силаева И.И., Грачевой JI.O., Когана А.Я., Пахомова М.П., Галиева И.И., Хоменко А.П., Ка-маева В.А., Ушкалова В.Ф., Лазаряна В.А., Ротенберга Р.В., Фурунжиева Р.И. и др.

Многочисленные приложения динамических управляемых систем определяют ин херес к вопросам типизации элементов механических колебательных систем, расшире нию элементной базы ВЗС, введению в структуру дополнительных связей, формируемы путем комбинационных соединений типовых элементов структуры, что расширяет пре ставления о возможностях изменения динамических свойств виброзащитных систем, ро ли и значении механизмов и устройств в колебательных структурах. В структурах ВЗ достаточно широко используются гидравлические элементы, а материально-техническ база активных электрогидравлических систем приобрела за последние годы форму меха тронных устройств, что сделало актуальными поиск и разработку различных направле ний приложения методов активной виброзащиты.

Цель и задачи диссертационной работы. Цель работы заключается в разработк методов оценки возможных форм взаимодействия и особенностей динамических свойст звеньев в виброзащитных системах с расширенным набором типовых элементов.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1. разработать структурные методы оценки возможностей и динамических свойст виброзащитных систем при введении дополнительных связей в виде механических це пей, формируемых из типовых звеньев расширенного набора;

2. предложить методы упрощенного математического моделирования в задачах по строения виброзащитных систем с расширенной элементной базой;

3. разработать методические подходы к построению математических моделей гид равлических устройств, используемых в управляемых виброзащитных системах;

4. разработать методику выбора конструктивно-технических решений по введени в структуру механических колебательных систем активных или управляемых элементо с учетом особенностей, возникающих при этом изменений, в структурах виброзащитны систем;

5. разработать рекомендации по повышению эффективности виброзащитных сис тем, имеющих дополнительные связи, позволяющие обрабатывать информацию о теку щем состоянии и формировать по определенному закону управляющие силы.

Научная новизна результатов исследования заключается в создании научно обоснованной методологической базы для решения вопросов, связанных с выбором кон структивно-технических решений по созданию управляемых ВЗС, использующих, в ча стности, гидравлические устройства, а также для оценки возможностей повышения эф фективности ВЗС.

К наиболее существенным научным результатам относятся:

1. разработка научной концепции введения дополнительных связей в механически колебательные системы с учетом возможностей упрощения исходных структур, имею щих несколько степеней свободы;

2. введение и определение понятия комбинационного или совместного режима динамического гашения, связанного с условиями ограничения движения по нескольким координатам, что позволило выявить возможности проявления при моногармоническом возмущении в цепных механических системах форм самоорганизации движения;

3. развитие концепции введения дополнительных связей в механических системах, что открывает возможности изменения частот главных колебаний и, в частности, построения упруго-инерционных связей, «зануляющихся» при определенных частотах;

4. предложены математические модели активных виброзащитных систем, позволяющие учитывать локальные особенности размещения активных элементов в структурах и возникающие в этом случае внутренние конструктивные связи.

Практическая значимость результатов заключается в возможности их использования как основы для построения научно-обоснованных методик инженерных расчетов, связанных с построением виброзащиткых систем, силовыми расчетами ее элементов с целью обеспечения безопасности и надежного функционирования ВЗС.

Результаты разработок, используются для чтения спецкурсов по динамике машин и сооружений в ИрГУПСе; рекомендации по повышению надежности эксплуатации технологического оборудования переданы предприятию «ЭНРОФ» г. Иркутск и научно-консалтинговой фирме «Инженеринг» г. Иркутск.

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на применении апробированных методов динамики машин, теоретической механики, теории колебаний, теории автоматического управления, а также на основе обработки имеющихся результатов экспериментальных исследований.

Апробация результатов. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научных мероприятиях с участием отечественных и зарубежных специалистов, в частности, на: IX школе-семинаре «Математическое моделирование и информационные технологии», Иркутск, 2007; XI международной научной конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева «Решет-невские чтения», Красноярск, 2007; 45-й международной научно-практической конференции, Хабаровск, 2007; IX международной конференции, посвященная 105-летию академика Н.Г. Четаева, Иркутск, 2007; 18th International DAAAM Symposium, Vienna, Austria, 2007; IV Международном симпозиуме, посвященному 80-летию академика РАН В.А. Ильина «Обобщенные решения в задачах управления (GSCP-08)», Улан-Удэ, 2008; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы права, экономики и управления», Иркутск, 2008; III Всероссийской конференции с международным участием «Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Удэ, 2008; XIV Байкальской международной школе-семинаре «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 2008; IV Всероссийской научной конференции «Винеровские чтения», г. Иркутск, 2009 г; IV Меж-

дународная конференция «Проблемы механики современных машин», г. Улан-Удэ, 2009 г XIV Байкальская Всероссийская конференция с международным участием «Информацио ные и математические технологии в науке и управлении», г. Иркутск - оз. Байкал, 2009 г Международная научно-техническая конференция «Динамика и прочность машин, зданий сооружений», г. Полтава (Украина), 2009 г.

Научные результаты опубликованы в 10 статьях, получена заявка на полезную мо

дель.

Диссертация обсуждена и рекомендована к защите на научно-методическом семи наре «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» ИрГУПС (2009 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, изложена на 184 ei}. машинописного текста, содержит 71 рис., 11 таблиц, список литературы - 194 назв.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, дается краткая характе ристика диссертационной работы, определена научная новизна, отражены основные на учные положения, выносимые на защиту.

Первая глава диссертации посвящена сравнительному обзору разработок в облас ти теории и практики виброзащитных систем (ВЗС). Защита различных технических объ ектов и человека-оператора от действий вибраций и ударов, относится к числу актуаль ных направлений теоретических и экспериментальных разработок в современной дина мике машин. В течении многих десятилетий широко используются различного род пружины, демпферы, гидравлические и динамические гасители колебаний и другие эле менты, которые традиционно входят в транспортные подвески, системы защиты сидени оператора, защиты приборного оборудования. В последние годы ВЗС стали усложняться превращаясь по-существу, в специализированные системы автоматического управления В качестве примера, на рис. 1 приведена одна из классификаций систем автоматическо виброзащиты. Системы управления представляют сложную дополнительную обрати) связь, формирующую в структуре ВЗС управляемую силу, введение которой позволяв получить необходимое качество виброзащиты. Активная ВЗС состоит из двух частей основного контура пассивной виброзащиты и активной части системы. Взаимодействи двух частей определяет спектр динамических свойств системы, в целом, как в дальней шем изучении особенностей механических колебательных систем, так и в динамике ак тивных элементов, представляющих собой силовые приводы. В настоящее время доста точно быстро развиваются электрогидравлические активные виброзащитные системь (ЭГАВЗС).

[ Системы активной виброзащиты [

Рис.1. Классификация систем активной виброзащиты (АВЗС)

Сложность систем управления активными ВЗС требует детализированного изучения особенностей взаимодействий в системе, а также возможностей предлагаемых способов и средств ограничения вредного влияния вибраций. Развитие технической базы систем автоматического управления и элементной базы гидроавтоматики, в частности, позволяют рассматривать электрогидравлические ВЗС, как мехатронные системы активной виброзащиты.

Обзор технологий анализа и синтеза механических колебательных систем, которые являются расчетными схемами виброзащигных систем, дает возможность убедиться в том, что динамические свойства систем изучены достаточно детально лишь в нескольких направлениях. Поэтому представляется целесообразным развитие аналитических подходов, позволяющих вводить новые постановки задач, в том числе и те, которые связаны с расширением элементной базы ВЗС путем введения новых элементов (например, с функциями двойного дифференцирования) и их различными физическими интерпретациями. В этом плане определенными возможностями обладают методы структурной теории ВЗС, в рамках которой возможны обобщенные подходы в задачах виброзащиты и виброизоляции, что создает определенные преимущества при построении активных ВЗС. На основе сравнительного обзора делается постановка задач исследования.

Во второй главе диссертации автором представлены методические основы и мехатронные подходы в динамическом синтезе виброзащитных систем. Структурная теория ВЗС обладает возможностями объединения идей управления с представлениями о типовых активных элементах, имеющих передаточные функции элементарного вида. Передаточные функции виброзащитных систем в целом определяются на основе обычных правил преобразования, используемых в теории автоматического управления. Однако, реа-

лизация приложений концепции введения дополнительных связей требует учета ря, особенностей, которые приведены в тексте диссертации.

Основой виброзащитной системы является механическая колебательная систем Ее простейшая форма - это объект массой (т) и упругий элемент (£). Такую систем можно назвать базовой моделью, которой соответствует эквивалентная в динамическо отношении система автоматического регулирования (рис. 2а, 6). Структурная схема н рис. 26 является графической формой отображения дифференциального уравнения:

ту + Ьу-Ь + Р^). (1

а) _ Р,

тш

к

х\\\\Ч\\Ч

Рис. 2. Базовая модель ВЗС (о) и ее структурная схема (б)

На рис. 3 показаны особенности использования правил структурных преобразов ний в теории виброзащитных систем и теории автоматического управления, а также ре личия в представлениях об элементной базе систем.

Усложнение ВЗС может идти через параллельное введение к упругому элемен' дополнительной цепи, передаточная функция которой Шдоп может быть представлена виде дробно-рационального выражения

(

где т,п - целые числа (п<т)\ а ,- коэффициенты, определяемые конструктивным особенностями ВЗС, /=1,й, }-\,т.

Отметим существенную особенность структурных подходов, которые связаны тем, что дополнительная связь или дополнительная цепь различного вида и упругий эл мент базовой модели имеют одну размерность. На входе цепи всегда представлено см щение, а выходом - является сила, то есть рассматривается, по-существу, механическ-цепь, состоящая из однотипных элементов. В целом, таких типовых элементов пять, н этот набор, при определенных условиях, может быть расширен. Вводимые элемен ВЗС, таким образом, являются дуальными элементами, которые объединяются межд собой для образования более сложных структур по правилам последовательного и парал

к

"•О ^"доплтн.

ЩР

+ 1У

доп.шн. доп.абс.

Передаточная функция дополнительной связи ВЗС:

( , ав+а]р + ... + а„р"

-а

Элементарные звенья ВЗС:

= — - упругое звено,

8 Е

0

к

1

в

С=]1

IV = Ар- -У- - дифференцирующее звено пер-

вого порядка,

- дифференцирующее звено

второго порядка, А а

РГ4 = — = — - интегрирующее звено первого Р Ь,р

порядка,

... А ап

(г5 = — = —— - интегрирующее звено второго

Р Ъ2Р

порядка._

ч к

я сЯ О. С О

с о к я га га о

о, ю о

и

а-

Передаточная функция САУ: гг_ а'0+а\р + ... + а,г,р"

Ц+Цр + .-. + Ь^ V р{Тр±\){Тгрг±Щр+\)

Элементарные звенья САУ:

к, р, Тр±\, —, Р Тр± 1

Т1р1±2£Тр + \, , , 1-£(0<£<1).

ъ

Общие правила преобразования САУ

Рис. 3. Схема, поясняющая взаимосвязь между правилами преобразования в дополнительной цепи обратной связи и в структурной схеме САУ

лельного соединения пружин. Автором предлагается методика построения дополнительных связей, принимающих форму различных механических цепей, из типовых элементов расширенного набора.

При рассмотрении цепных колебательных систем показано, в частности, что введение типовых элементов в виде звеньев двойного дифференцирования позволяет изменять характер перекрестных связей и значений главных частот систем, а также создавать новые режимы динамического гашения. На примере системы с тремя степенями свободы

(рис. 4а,б) показано, что частоты режимов динамического гашения, резонанса и совмес ных режимов динамического гашения образуют некоторый ряд

Ък — \[5к 2к-Лк пЛ к 5к-^5к ,Л 2 к

—--«0,3—; —--«0,6—; —; —--«1,3—; —;

2т т 2т т т 2т т т

Зк + ^5к „пк 3 к 2к + Лк плк 5к + 45к „ „ к 4к

———»2,7—;—;-«3,4—;—--«3,7—;—. (:

2т т т т т 2т т т

Более детализированная информация о частотах приведена в таблице 1.

Табл.

Значения частот проявления различных форм самоорганизации движения

Значения координат Частоты И Значения координат Частоты И Значения координат Частоты ю

1 2 1 2 1 2

У\+Уг 5 к±^5к 2т Уг + Уъ 3 к т Ух 2 к±к т

Уг-Уг Зк±у/5к 2т У1+У1+У1 5 к + к 2т Уг 2к т

У, + Уз 2 к т У1+У2-Л 5к±Ък 2т Уз режима динамического гашения не имеется

У,-Уз 2к±Лк т У1-У2 + У} 3 к±к 2т главные колебания 2 2 к т

Уг-Уъ к_ т У1-У2-У3 3* т главные колебания , \2 2к± -Лк ы= и

а) д) У>+У2=0

"г," ТГ особый случай

ф. 1 I . к?

7-т

- резонанс по у2 1

в)' ЖК У/—0

|_^_( ао^

—»- '

+ о з) У>-У:=0

резонанс поу2

Рис. 5. Различные формы самоорганизации движения при кинематическом воздействии г,

На рис. 5 приведены различные варианты самоорганизации движения, которые могут возникнуть, если изменять, определенным образом, частоту внешнего кинематического воздействия г, или силового воздействия . Отметим, что из характеристического уравнения системы следует, возможность совпадения главных частот колебаний с частотами, определяемыми из уравнений числителей, соответствующих передаточных функций.

В заключительном разделе второй главы предлагаются методы упрощения исходных схем в виде цепных механических колебательных систем со многими степенями свободы. Показано, что при всем разнообразии расчетных схем, в результате преобразований, они могут быть сведены к двум базовым моделям. Такие модели являются системами с одной или двумя степенями свободы, но они содержат в своем составе обобщенные пружины, являющиеся структурами сборки по представленным в диссертации правилам.

Третья глава диссертации посвящена разработке математических моделей в структуре которых используются элементы гидроавтоматики, что превращает ВЗС, по-существу, в специализированные системы автоматического управления. С позиций структурной теории виброзащиты введение управляемых связей также рассматривается как введение дополнительной связи. Управляемые устройства могут быть представлены элементами типового набора, входящими в ту или иную схему динамического взаимодействия. Автором показано, что при введении активного элемента в виброзащитную

систему необходимо учитывать ряд особенностей. Последние заключаются в учете то обстоятельства, что физическая (или конструктивно-техническая) реализация силово) воздействия связана с выбором точек опоры, для активного элемента, а это приводит появлению внутренних конструктивных связей в пассивной части исходной расчетнс схемы ВЗС.

В системах с несколькими степенями свободы существует несколько вариант« размещения активных элементов (или устройств), каждый из которых имеет свои ос бенности, определяемые тем, что введение дополнительной связи формирует новь структуры динамического взаимодействия в системе, даже при отсутствии управляющ го сигнала. Предлагаются подходы для оценки особенностей динамических взаимоде ствий управляющих устройств с элементами пассивной части виброзащитных систем, I рис. 6 представлены варианты расположения активного элемента в ВЗС: так наприме исполнительное устройство, создающее управляющую силу, может быть размеще: (рис. 6а) между основанием и массой тг, а на рис. 6б активный элемент расположен м жду массой т1 и неподвижной (условно неподвижной) базой или корпусом; на рис. активный элемент размещается между подвижным основанием и массой т1.

Рис. 6. Расчетные схемы ВЗС с различным расположением активных элементов, реализующих управление по возмущению

Включение в виброзащитные системы активных элементов в виде управляемь силовых гидроцилиндров существенно расширяет диапазон изменения динамическ свойств виброзащитных систем. При разработке математических моделей управляем системы, расчетная схема которой показана на рис. 7, принимались во внимание особе ности работы активной виброзащитной системы.

Объект защиты, обладающий массой т, перемещение которого от возмущения стороны основания г, компенсируется активным элементом (силовой недифференциал

ный гидроцилиндр двухстороннего действия), имеет исполнительный механизм с управлением по отклонениям четырехщелевого золотника 3 от среднего положения. В приводе, таким образом, используется принцип дроссельного управления скоростью. Информация по каналу обратной связи от объекта к золотнику фиксирует абсолютное перемещение объекта.

Рис. 7. Активная виброзащитная система с электрогидравлическим следящим приводом (принципиальная схема): 3 - золотник (х - смещение золотника); /-активный контур; //-пассивный контур; Г- гидроцилиндр с системой обеспечения; г' - смещение гидроцилиндра; г" - смещение поршня; 1- датчик с цепью обработки информации н управления золотником

Сигналы предварительно усиливаются и попадают в устройство, формирующее закон управления движением. Параллельно активному элементу на объект действует и пассивный контур из упругого элемента к и сил трения ¿0. Упругий элемент вводит отрицательную обратную связь по относительному перемещению. Золотник представляет собой, по-существу, совокупность регулируемых дросселей, с помощью которых изменяется гидравлическое сопротивление на пути жидкости. При сравнительно малых перемещениях плунжера золотникового механизма происходит изменение площади рабочих окон дросселей. Рассматривается схема с последовательно-дроссельным управлением, при котором дросселирующие окна включены последовательно гидродвигателю и сопротивление жидкости создается на двух ступенях, что позволяет применять простую конструкцию золотника и гидромагистрали при реверсировании движения штока силового цилиндра. В расчетной схеме учтены возможные упругие связи объекта со штоком к2 и цилиндра с основанием к, для подавления высших гармоник возмущения и пассивной защиты сервомеханизма. При малом перекрытии (0 < Ах„ < 25) и предположении, что сухое трение поршня и штока незначительны, масса поршня и цилиндра малы по сравнению с массой объекта защиты, трение в основном сосредоточено на нагрузке, насос по-

стоянной производительности идеален, а длина гидромагистрали невелика, дифференци альные уравнения гидравлической виброзащитной системы принимают вид: для гидравлической части

кдх- к° при 0 < |х| 5 х„,

"Л & 2 Е Л

О П--(4

х„-^Л-|Р„-Р^1£т;|51£пЛР-гР,. при |х| > х, V 2>

и для механическом части системы

-РЛ=к1(2'-2]), (б

Р^=к2(г"~у), (7

х = /(г1,у), (8

где т - масса объекта; Ь0 - коэффициент демпфирования линейного трения; к0 - коэф фициент жесткости упругого крепления массы объекта; Р - сила сухого трения, х смещение золотника; х, = (3 + 5)5; ё - радиальный зазор; Р„ - потери давления на гид ромеханизме; Рг - нагрузка гидродвигателя; кд - коэффициент усиления золотника п

к

расходу при нагрузке, равной нулю; кдр= — \ кр - коэффициент изменения давлен!

кР

при расходе равном нулю; Е - приведенный модуль упругости гидросистемы |Рп - Рг лХ'их] - потери давления на окнах золотника на обеих ступенях дросселирования АР - перепад давления на дросселирующем окне в одной из ступеней дросселирования

й = хн - гидропроводимость; г - объемные потери. хт

Управление с гидравлическим исполнительным устройством определяется задача ми, поставленными перед активной виброзащитной системой, по изменению статичеси и динамических свойств объекта защиты. Специфика активных систем состоит еще и том, что вся цепь от датчика на объекте защиты до штока гидроцилиндра, если ее рас сматривать в отдельности, представляет собой последовательное соединение типовь звеньев систем автоматического управления (измерительные, корректирующие, усили тельные и т.д.). На предварительном этапе систему обратной связи можно упростить характеристики ее элементов считать идеальными. Для зоны линейной зависимости рас хода давления и перемещения (малых перемещений 0<|.г|<хл) на основе уравнени (4)+(7) можно получить математическую модель в операторной форме:

+р

Оо *„+*,, к„ + к, I . [1 1 1 )

К к, к.

¿2

1 1 1

2 £5»

1 1 1

—+ —+ —

кг к кж

+ 1

А

где обозначено кж = ", а коэффициенты при соответствующих членах уравнения отражают конструктивные параметры исходной гидравлической виброзащитной системы. Вводя понятие приведенного коэффициента жесткости кщ гидромеханической

системы, определяемого через жесткости упругих соединений штока с объектом к2, ци-

1111

линдра с основанием я, и жесткости гидросистемы так, что — = —I—н--, можно

К К

привести уравнение (9) с учетом малости трения к виду

тр2 + Ь0р + к0+-

кР

Ь0р + к0 +

к°

Кр Хп

/г X2

пр 13 л

(10)

При использовании принципа управления по абсолютному отклонению объекта защиты закон управления будет иметь вид

х = \¥(р)у, (11) где IV(р) - передаточная функция активной обратной связи, формирующей управляющее воздействие. Структурная схема, соответствующая уравнениям (9), (10), при малых перемещениях золотника, приведена на рис. 8. Упроще- Рис> 8- Структурная схема элеетрогидравлической АВЗС

при малых перемещениях золотника

ние системы может быть получено при = кг = со. В этом случае упругая дополнитель ная связь будет определяться жесткостью гидравлической пары.

Отметим, что подключение активного устройства сопровождается не только появ лением дополнительной связи, отражающей управление по абсолютному отклонению у но и параллельным введением внутренней конструктивной связи, которая будет прояв лять себя и при отсутствии сигнала управления.

Автором предполагается, что в низкочастотной области передаточная функция ак тивной цепи может быть приведена к передаточной функции апериодического звена об щего вида

где коэффициенты ¿0, ¿¡, а0, я, зависят от конструктивных параметров дополнительной цепи обратной связи, реализующей управляющую силу. При этом предполагается, что устойчивость в высокочастотной области обеспечивается применением известных средств коррекции, незначительно влияющих на другие динамические свойства системы. В простейшем случае движения объекта защиты и золотника могут быть связаны механически. Такое управление называется пропорциональным, а виброзащитная система -механо-гидравлической. В остальных случаях реализация закона управления требует наличия специальных (чаще всего электрических) звеньев. При пропорциональном управлении дополнительная обратная связь имеет передаточную функцию усилительного звена в виде

(соответственно в выражении (12) а, =0,6, =0).

Передаточная функция системы со структурной схемой, как показано на рис. 10, имеет вид

где ±Ш - отражают введение положительной (+) или отрицательной обратной связи.

Показано, что выбор закона управления дополнительной цепи обратной связи существенно влияет на динамические свойства системы виброзащиты. Рассмотренные варианты введения управляющих воздействий характеризуют эффективность обратной связи по абсолютному отклонению, что реализуется в случаях отрицательной обратной связи. В целом, эффективность активной виброзащитной системы существенно

(12

а0

(13)

(14)

зависит от вида передаточной функции дополнительной цепи обратной связи. Наиболее подходящим представляется дифференцирующий закон управления при увеличенных значениях приведенных жесткостей систем. Однако пропорциональный закон при больших коэффициентах усиления, также дает возможность получить удовлетворительные результаты и, при этом, отличается большей простой реализации.

Четвертая глава посвящена некоторым вопросам приложения структурной теории. Рассмотрена реакция ВЗС на ударное воздействие. Изучены особенности переходного процесса, вызванного единичным ступенчатым воздействием. Получены аналитические выражения для определения параметров противоударного качества системы. Эти показатели предлагаются для использования в процедурах оценки виброзащиты строительно-дорожных машин. Автором разработана методика исследования переходного процесса, позволяющая оцепить противоударные свойства ВЗС, проявляющиеся в перерегулировании, изменении длительности переходного процесса, числе пиков до полного затухания.

Рассмотрены возможности управления по возмущению. Если в системе уравнений (9), отражающей введение управления по абсолютному отклонению, предположить, что жесткости к\, кг и кж достаточно велики, что вполне соответствует действительности, то математическая модель ВЗС может быть упрощена и примет вид

У

р т + р

( I1 ( 2 1

ъ £ + к0 = 21 Р +К

\ <2Р ) \ ОР) _

Л—-—х

к0 к0р

(15)

V*

к0р

Соответствующая (15) структурная схема эквивалентной в динамическом отношении САУ приведена на рис. 9.

Отметим, что структурная схема ВЗС при отсутствии управляющего сигнала содержит внутреннюю конструктивную связь ' 2 4

которая прояв-

1,0

\ УР /

ляется сил

1

трг

О-

контур I

в увеличении сопротивления, имевшихся до введения дополнительной связи

Рис. 9. Структурная схема ВЗС при жестких упругих элементах

и характеризующихся параметром 60. Приведенная структурная схема отличается о схемы на рис. 8, что вполне объяснимо, так как изменяется характер связей и значени параметров. Введение дополнительной активной связи по ускорению основания (г,) по казано на рис. 9 как контур II, тогда как пассивная часть системы отражается контуром 1 В предположении, что дополнительная цепь по контуру II состоит из нескольких блоко (измерительных, усилительных, преобразовательных, исполнительных), можно записать

^=¿0 р\ (16

к а

где ¿р = /.'-2-^ - коэффициент усиления в дополнительной цепи, физический смысл ко

кд?

торого связан с представлениями о приведенных массах, участвующих в преобразовани движения. Уравнение по возмущению в соответствии с законом двойного дифференци рования, позволяет, существенным образом, изменить динамические свойства виброза щитной системы при различных видах внешних возмущений. Передаточная функция ак тивной виброзащитной системы с элементами электрогидравлики в общем случае при мет вид

1¥= У ^ ^р1+КР+К (17

2, тр2 + Ь10р + кд

где Ь,0 =60 +То". остальные параметры 10, к0, т имеют пояснения в тексте диссертации.

квР

Из анализа (17) следует, что в системе существуют колебания с малыми значениями отношения —, с появлением режима динамического гашения при А10 = 0 т

(18)

о

Из характеристического частотного уравнения следует, также что при 610 = 0 частота собственных колебаний определяется

а1

т

а в случае ¿10 £ 0 значение частот может быть найдено из решения уравнения

тр2+Ь10р + к0= 0, (20)

где р^)б) (у =

В тех случаях, когда р -> 0 -

И/0|->1, с21)

(19)

а при р —^ со имеем соответственно

а> А(а>)

Щр)

т

6) А(су) в) Дсу)

(22)

Ь0<т

Ьи = т

¿а>т

а) 0 со О

Рис. 10. Амплитудно-частотные характеристики ВЗС при управлении по ускорению движения основания

О)

Сопоставляя выражения (18) и (19), можно отметить, что в зависимости от соотношения Ь и т реализуются разные амплитудно-частотные характеристики. На рис. 10 показаны виды амплитудно-частотных характеристик ВЗС, которые принципиально могут быть получены при разработке активных гидравлических ВЗС. Если Ьа=т, то передаточная функция (17) равна единице, то есть ВЗС полностью запирается (рис. 106). Если Ь0<т, то частота динамического гашения будет больше частоты собственных колебаний, что придает амплитудно-частотным характеристикам вид, показаний на рис. 10а. При Ьй>т, частота динамического гашения будет меньше частоты собственных колебаний, что создает в области низких частот условия для эффективного гашения колебаний (рис. 10в).

Сравнение АЧХ на рис. 11 дает

а)

А{со)

2

// 4

//У №•1 6 ¿о = Ю

/А) = 8

0.5

СО,Гц

т, Гц

Рис. 11 Амплитудно-частотные характеристики системы при изменении параметров системы (17): = =10, т = 10, а) при ¿0 £) при Ь0>т

возможность определить влияние основных параметров на поведение объекта защить относительно основания.

Таким образом, введение управляющей силы по принципу компенсации внешнег воздействия (закон управления по ускорению смещения основания) дает преимуществ по сравнению с пассивными вариантами в области низких частот. Что касается динами ческих свойств в области высоких частот, то такие подходы менее эффективны.

В целом по результатам диссертационных исследований можно сделать ряд основ ных выводов.

1. Предложена и разработана научно-методологическая основа динамического син теза виброзащитных систем с расширенной элементной базой на основе структурных ме тодов, предполагающих введение активных или управляемых элементов, как дополни тельной цепи обратной связи, в исходные или базовые системы.

2. Разработана методика построения дополнительных механических цепей, со стоящих из типовых элементов расширенного набора, позволяющих вести поиск и раз работки новых конструктивных решений. В частности, разработаны подходы к упроще нию построения математических моделей систем с несколькими степенями свободы н основе представлений об обобщенных пружинах.

3. Введен ряд новых понятий, связанных с расширением представлений о возмож ных видах режимов динамического гашения. Показано, что рассмотрение комбинацион ных (в данном случае парных) или совместных режимов динамического гашения приво дит к выявлению регуляризации форм движения в цепных колебательных системах. Это эффект проявляется в определенной последовательной смене форм комбинационно динамического гашения по мере изменения частоты входного внешнего воздействия Число таких комбинаций зависит от числа степеней свободы механической цепи и отра жает свойства самоорганизации движения в системах с несколькими степенями свободы.

4. Выявлены возможности изменения соотношения между частотами главных ко лебаний при введении дополнительных связей в виде элементарных звеньев с передаточ ными функциями двойного дифференцирования. При этом перекрестные связи межд парциальными системами при малом трении становятся упруго-инерционными и приоб ретают способность «зануляться» на определенных частотах, что ранее в механически колебательных системах не отмечалось.

5. Разработаны математические модели гидравлических устройств как типовы элементов активных виброзащитных систем: предложена методика построения струк турных схем активных виброзащитных систем с учетом особенностей вводимых управ ляющих связей.

6. Разработаны методические основы выбора мест локального размещения управ ляемых элементов в структурах активных виброзащитных систем. Предложена концеп

ция образования внутренних связей, появление которых связано с введением управляемых элементов. Такие связи входят в структуру ВЗС даже при отсутствии управляющего сигнала.

7. Разработаны рекомендации по введению активных элементов в структуру ВЗС с учетом необходимости принимать во внимание особенности реализации управляющей силы. Они заключаются в том, что при введении активного элемента в структуру ВЗС необходим выбор точек опоры, а управляющая сила вызывает адекватное противодействие.

8. Разработаны рекомендации по использованию гидравлических устройств в схемах вибрационной защиты, основанных на использовании эффектов динамического гашения при управлении по возмущению, что обеспечивает возможность получения амплитудно-частотных характеристик с падающей ветвью в зоне частот от нулевого значения до первого резонанса.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях перечня ВАК:

1. Насников Д.Н. Активные элементы как типовые звенья в управляемых виброзащитных системах / Д.Н. Насников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2008. - №4(20). - С. 41-49.

2. Насников Д.Н. Экспериментальные исследования амортизирующих устройств транспортных средств / И.М. Рябов, В.В. Воробьев, Р.Ю. Упырь, A.C. Логунов, Д.Н. Насников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2009. -№2(22). - С. 81-84.

3. Насников Д.Н. Мехатроника виброзащитных систем. Особенности структурных преобразований / A.B. Димов, Д.Н. Насников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2009. - №4(24). - С. 75-85.

- в других изданиях:

4. Насников Д.Н. Типовые звенья в структурных интерпретациях механических колебательных систем / Д.Н. Насников, A.C. Логунов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2006. - №4(12). - С. 78-93.

5. Upyr' R. Yu. The Decision of Generalized Tasks Vibroprotection on the Basis of Structural Methods of Mathematical Modeling / R.Yu. Upyr', A.S. Logunov, D.N. Nasnikov, S.V. Eliseev // Annals of DAAAM for 2007 & Proceedings of the 18th International DAAAM Symposium. Editor B.Katalinic. - Vienna(Austria), 2007. - p.p. 475-477.

6. Насников Д.Н. Введение дополнительных связей в механических колебательных системах. Структурный подход / Д.Н. Насников II Аналитическая механика, устой-

чивость и управление движением: IX международная конференция, посвященная 105 летаю Н.Г. Четаева. - Иркутск. 2007. - С. 94-98.

7. Насников Д.Н. Математические модели рычажных взаимодействий / Р.Ю Упырь, A.C. Логунов, Д.Н. Насников /У Математика, ее приложения и математическо образование: Материалы III Всероссийской конференции международным участием. 4.II

- Улан-Удэ: ВСГТУ, 2008. - С. 319-327.

8. Насников Д.Н. Приведенные упруго-массовые свойства систем с преобразова телями / A.C. Логунов, Д.Н. Насников // Приложения методов оптимизации: Труды XI Байкальской международной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения»

- Иркутск: ИСЕМ СО РАН, 2008. - Т. 4. - С. 109-115.

9. Насников Д.Н. Особенности передачи механических воздействий в механиче ских цепях с ограниченным числом степеней свободы / Р.Ю. Упырь, A.C. Логунов, Д.Н Насников //Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск ИрГУПС, 2008. -№1(17). - С.173-182.

10. Насников Д.Н. Возможные формы реализации дополнительных обратных свя зей в активных виброзащитных системах (г. Иркутск) / Д.Н. Насников // Материалы 3-Всероссийской конференции «Винеровские чтения» [электронный ресурс]. - Иркутск, ГОУ ВПО ИрГТУ, 2009.

И. Елисеев C.B. Динамический гаситель колебаний /C.B. Елисеев, Д.Н. Насников А.П. Хоменко, Р.Ю. Упырь, A.C. Логунов - Патент на полезную модель. № 2009124231 от 24.06.2009.

Подписано в печать 11.11.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура Times. Усл. печ.л. 1,27 Уч.-изд. л. 1,19 Тираж 120 экз. Зак.№ 1352

ФГУГП «Урангеологоразведка» Юр. адрес: 115148, г. Москва, ул. Б. Ордынка, дом 49, стр.3. ИНН 7706042118 БФ «Сосновгеология» «1лазковская типография». Адрес: 664039, г. Иркутск, ул. Гоголя, 53; тел.: 38-78-40, тел./факс: 598-498.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ ВИБРОЗАЩИТЫ И ВИБРОИЗОЛЯЦИИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Управление колебаниями в виброзащитных системах как современное направление разработок.

1.2 Динамические свойства виброзащитных систем.

1.3 Современные способы измерения вибраций.

1.4 Принципы построения виброзащитных систем.

1.5 Технологии анализа и синтеза виброзащитных систем.

1.6 Возможности настройки и управления динамическим состоянием.43 Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ МЕХАТРОННЫХ ПОДХОДОВ В ЗАДАЧАХ ВИБРОЗАЩИТЫ И ВИБРОИЗОЛЯЦИИ.

2.1 Соединение элементарных звеньев в цепи дополнительной связи.

2.2 Дополнительные связи в задачах виброзащиты (каскадные соединения).

2.3 Возможности упрощения структурной схемы введением обобщенной пружины.

2.4 Некоторые формы динамического гашения в системах с несколькими степенями свободы.

2.5 Особенности динамики трехмассовых виброзащитных систем.

2.6 Развитие подходов к упрощению структурных схем.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. УПРАВЛЯЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СТРУКТУРАХ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ.

3.1 Особенности размещения активных или управляемых элементов в структурах виброзащитных систем.

3.2 Активные элементы в структурах виброзащитных систем. Математические модели.

3.2.1 Математические модели элементов активных виброзащитных систем.

3.2.2 Структурная схема гидравлической активной виброзащитной системы с насосом постоянной производительности.

3.3 К вопросу о выборе закона формирования управляющей силы.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. НЕКОТОРЫЕ ОЦЕНКИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ.

4.1 Реакция ВЗС на ударные воздействия. Переходные процессы.

4.2 Об использовании переходных процессов для оценки качества виброзащитных систем.

4.3 Динамические свойства активных виброзащитных систем с управлением по возмущению.

Выводы по четвертой главе.

Динамика машин в последние годы активно развивается в направлениях, связанных с управляемыми механическими системами, что подтверждается значительными продвижениями в создании роботов и манипуляторов, автоматизированных комплексов для сборочных работ, локомоционных машин и транспортных средств, обладающих адаптационными свойствами. Вибрационные и ударные воздействия сопровождают работу машин, особенно тех, которые взаимодействуют с внешней средой. В этом случае решение многих задач, связанных с обеспечением надежности машин и безопасности человека-оператора, стимулирует разработку способов и средств виброзащиты. Многие машины используют вибрации для интенсификации технологических процессов.

Теория и практика создания виброзащитных систем опирается не только на аналитический базис, определяемый уровнем развития теоретической механики и ее различных приложений, но и соответствующими разработками в области системного анализа, теории автоматического управления, динамики управляемого движения, теории колебаний. Расчетные схемы современных машин, в том числе транспортных средств различного назначения, представляют собой, как правило, механические колебательные системы с одной или несколькими степенями свободы, в составе которых используются пассивные элементы (пружины, демпферы) и управляемые устройства. Использование управляемых устройств электро-, пневмо- и гидравлических исполнительных механизмов, по-существу, превращает виброзащитные системы (ВЗС) в специализированные системы автоматического управления. Поэтому активное развитие мехатронных подходов, естественным образом, предопределяет интерес к динамике управляемых систем, развитию методов анализа и синтеза комбинированных систем, в которь1х проблемными становятся вопросы устойчивости работы, физической реализации управлений, быстродействия, надежности функционирования и экономической эффективности.

Теории и практическим приложениям в динамике управляемых систем и вопросам защиты от вибраций и ударов посвящены работы ученых: Бабакова И.М., БидерманаВ.Л., Бишопа Э., Блехмана И.И., Болотина В.В., Бутенина

Н.В., Вейца В.Л., Вульфсона И.И., Ганиева Р.Ф., Генкина М.Д., Турецкого В.В., Ден-Гартога Дж.П., Елисеева C.B., Колесникова К.С., Коловского М.З., Крен-делла С.С., Ларина В.Б., Пановко Я.Г., Первозванского A.A., Писаренко Г.С., Светлицкого В.А., Синева A.B., Тимошенко С.П., Фролова К.В., Черноусько Ф.А. и многих других. Значительное развитие получила динамика транспортных систем, благодаря усилиям российских ученых: Меделя В.М., Силаева И.И., Грачевой Л.О., Когана А.Я., Пахомова М.П., Галиева И.И., Хоменко А.П., Камаева В.А., Ушкалова В.Ф., Лазаряна В.А., Ротенберга Р.В., Фурун-жиева Р.И. и др.

Динамика управляемых систем в её методологической основе, ориентированной на комплексное восприятие задач взаимодействия различных по своей природе элементов механических колебательных систем, стимулирует развитие разнообразных подходов в анализе и синтезе ВЗС. Одним из таких направлений являются разработки, связанные с концепцией введения дополнительных связей и структурными интерпретациями механических колебательных систем. Аналитический аппарат теории автоматического управления, как оказалось, обладает определенными преимуществами, связанными с возможностями использования передаточных функций и частотных методов, удобных, в частности, в оценке динамических свойств. Развитие структурных методов в различных технических приложениях нашло отражение во многих работах по созданию управляемых подвесок в автомобильном и железнодорожном транспорте, активных электрогидравлических виброзащитных систем для защиты оборудования, а также многочисленных управляемых виброзащитных систем специального назначения (от опор для прецизионных станков до защиты космических аппаратов).

Многочисленные приложения динамических управляемых систем определяют интерес к вопросам типизации элементов механических колебательных систем, расширению элементной базы ВЗС, введению в структуру дополнительных связей, формируемых путем комбинационных соединений типовых элементов структуры, что расширяет представления о возможностях изменения динамических свойств виброзащитных систем, роли и значении механизмов и устройств в колебательных структурах. В структурах ВЗС достаточно широко используются гидравлические элементы, а материально-техническая база активных электрогидравлических систем приобрела за последние годы форму ме-хатронных устройств, что сделало актуальными поиск и разработку различных направлений приложения методов активной виброзащиты.

Цель и задачи диссертационной работы. Цель работы заключается в разработке методов оценки возможных форм взаимодействия и особенностей динамических свойств звеньев в виброзащитных системах с расширенным набором типовых элементов.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1. разработать структурные методы оценки возможностей и динамических свойств виброзащитных систем при введении дополнительных связей в виде механических цепей, формируемых из типовых звеньев расширенного набора;

2. предложить методы упрощенного математического моделирования в задачах построения виброзащитных систем с расширенной элементной базой;

3. разработать методические подходы к построению математических моделей гидравлических устройств, используемых в управляемых виброзащитных системах;

4. разработать методику выбора конструктивно-технических решений по введению в структуру механических колебательных систем активных или управляемых элементов с учетом особенностей, возникающих при этом изменений, в структурах виброзащитных систем;

5. разработать рекомендации по повышению эффективности виброзащитных систем, имеющих дополнительные связи, позволяющие обрабатывать информацию о текущем состоянии и формировать по определенному закону управляющие силы.

Научная новизна результатов исследования заключается в создании научно-обоснованной методологической базьгдля решения вопросов, связанных с выбором конструктивно-технических решений по созданию управляемых ВЗС, использующих, в частности, гидравлические устройства, а также для оценки возможностей повышения эффективности ВЗС.

К наиболее существенным научным результатам относятся:

1. разработка научной концепции введения дополнительных связей в механические колебательные системы с учетом возможностей упрощения исходных структур, имеющих несколько степеней свободы;

2. введение и определение понятия комбинационного или совместного режима динамического гашения, связанного с условиями ограничения движения по нескольким координатам, что позволило выявить возможности проявления при моногармоническом возмущении в цепных механических системах форм самоорганизации движения;

3. развитие концепции введения дополнительных связей в механических системах, что открывает возможности изменения частот главных колебаний и, в частности, построения упруго-инерционных связей, «зануляющихся» при определенных частотах;

4. предложены математические модели активных виброзащитных систем, позволяющие учитывать локальные особенности размещения активных элементов в структурах и возникающие в этом случае внутренние конструктивные связи.

Практическая значимость результатов заключается в возможности их использования как основы для построения научно-обоснованных методик инженерных расчетов, связанных с построением виброзащитных систем, силовыми расчетами ее элементов с целью обеспечения безопасности и надежного функционирования ВЗС.

Результаты разработок, используются для чтения спецкурсов по динамике машин и сооружений в ИрГУПСе; рекомендации по повышению надежности эксплуатации технологического оборудования переданы предприятию «ЭН-РОФ» г. Иркутск и научно-консалтинговой фирме «Инженеринг» г. Иркутск.

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на применении апробированных методов динамики машин, теоретической механики, теории колебаний, теории автоматического управления, а также на основе обработки имеющихся результатов экспериментальных исследований.

Апробация-результатов. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научных мероприятиях с участием отечественных и зарубежных специалистов, в частности, на: IX школе-семинаре «Математическое моделирование и информационные технологии», Иркутск, 2007; XI международной научной конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева «Решетневские чтения», Красноярск, 2007; 45-й международной научно-практической конференции, Хабаровск, 2007; IX международной конференции, посвященная 105-летию академика Н.Г. Четаева, Иркутск, 2007; 18th International DAAAM Symposium, Vienna, Austria, 2007; IV Международном симпозиуме, посвященному 80-летию академика РАН В А. Ильина «Обобщенные решения в задачах управления (GSCP-08)», Улан-Удэ, 2008; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы права, экономики и управления», Иркутск, 2008; III Всероссийской конференции с международным участием «Математика, ее приложения и математическое образование», Улан-Удэ, 2008; XTV Байкальской международной школе-семинаре «Методы оптимизации и их приложения», Иркутск, Байкал, 2008; IV Всероссийской научной конференции «Винеровские чтения», г. Иркутск, 2009 г; IV Международная конференция «Проблемы механики современных машин», г. Улан-Удэ, 2009 г.; XIV Байкальская Всероссийская конференция с международным участием «Информационные и математические технологии в науке и управлении», г. Иркутск — оз. Байкал, 2009 г.; Международная научно-техническая конференция «Динамика и прочность машин, зданий и сооружений», г. Полтава (Украина), 2009 г.

Научные результаты опубликованы в 10 статьях, получена заявка на полезную модель.

Диссертация обсуждена и рекомендована к защите на научно-методическом семинаре «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» ИрГУПС (2009 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, изложена на 184 стр. машинописного текста, содержит 71 рис., 11 таблиц, список литературы- 194 назв.

Основные выводы по диссертационной работе.

1. Предложена и разработана научно-методологическая основа динамического синтеза виброзащитных систем с расширенной элементной базой ца ос нове структурных методов, предполагающих введение активных или управляемых элементов, как дополнительной цепи обратной связи, в исходные или базовые системы.

2. Разработана методика построения дополнительных механических цепей, состоящих из типовых элементов расширенного набора, позволяющих вес ти поиск и разработки новых конструктивных решений. В частности, разработаны подходы к упрощению построения математических моделей систем с несколькими степенями свободы на основе представлений об обобщенных пружинах.

3. Введен ряд новых понятий, связанных с расширением представлений о возможных видах режимов динамического гашения. Показано, что рассмотрение комбинационных (в данном случае парных) или совместных режимов динамического гашения приводит к выявлению регуляризации форм движения в цепных колебательных системах. Этот эффект проявляется в определенной последовательной смене форм комбинационного динамического гашения по мере изменения частоты входного внешнего воздействия. Число таких комбинаций зависит от числа степеней свободы механической цепи и отражает свойства самоорганизации движения в системах с несколькими степенями свободы.

4. Выявлены возможности изменения соотношения между частотами главных колебаний при введении дополнительных связей в виде элементарных звеньев с передаточными функциями двойного дифференцирования. При этом перекрестные связи между парциальными системами при малом трении становятся упруго-инерционными и приобретают способность «зануляться» на определенных частотах, что ранее в механических колебательных системах не отмечалось.

5. Разработаны математические модели гидравлических устройств как типовых элементов активных виброзащитных систем: предложена методика построения структурных схем активных виброзащитных систем с учетом особенностей вводимых управляющих связей.

6. Разработаны методические основы выбора мест локального размещения управляемых элементов в структурах активных виброзащитных систем. Предложена концепция образования внутренних связей, появление которых связано с введением управляемых элементов. Такие связи входят в структуру ВЗС даже при отсутствии управляющего сигнала.

7. Разработаны рекомендации по введению активных элементов в структуру ВЗС с учетом необходимости принимать во внимание особенности реализации управляющей силы. Они заключаются в том, что при введении активного элемента в структуру ВЗС необходим выбор точек опоры, а управляющая сила вызывает адекватное противодействие.

8. Разработаны рекомендации по использованию гидравлических устройств в схемах вибрационной защиты, основанных на использовании эффектов динамического гашения при управлении по возмущению, что обеспечивает возможность получения амплитудно-частотных характеристик с падающей ветвью в зоне частот от нулевого значения до первого резонанса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенное исследование посвящено актуальной проблеме, связанной с поиском возможностей, способов и средств управления динамическим состоянием механических колебательных систем. Такие системы являются расчетными схемами для решения многих* задач динамики управляемых систем, характерных для современных направлений динамики машин - робототехники, вибродиагностики, виброзащиты, в которых достаточно отчетливо проступают общие мехатронные основы.

Современные виброзащитные системы представляют собой специфические системы автоматического управления. При всей общности и связи ВЗС с системами автоматического управления хотелось бы проявить большее внимание к деталям динамических взаимодействий между элементами ВЗС, что объясняется, с одной стороны, стремлением к аксиоматическим построениям, характерным для теоретической механики в целом; с другой стороны - стремлением создать аналитическую расчетную базу для определения необходимых данных, для выбора параметров систем, обеспечивающих надежную и безопасную работу ВЗС.

Научная' концепция, развиваемая автором, связана с представлениями о том, что элементная база механических колебательных систем может быть расширена за счет введения новых звеньев и создания некоторого класса элементарных типовых звеньев. Такие звенья имеют различные передаточные функции, но все они обладают одним свойством: входом звена является смещение, а выходом - сила. Поэтому активные звенья различной природы представляют собой дополнительные цепи той или иной сложности, входом которых служит смещение, а выходом - сила, но эта сила уже будет управляемой, что зависит от закона обработки информации в цепи.

Гидравлические элементы или устройства в своем упрощенном варианте относятся к элементарным звеньям типа пружины, однако, в более, сложных случаях их передаточная функция усложняется.

В диссертации представлен достаточно обстоятельный обзор тех возможностей, которые проявляются при комбинационном построении дополнительной цепи.

В частности, механическая цепь, являющаяся одним из видов дополнительной цепи обратной связи, обладает свойствами самоорганизации в проявлениях спектра возможных форм движения при действии гармонических возмущений. Развитию таких представлений посвящена вторая глава диссертации. Одним из интересных выводов является то обстоятельство, что введение активной связи или активного элемента любой физической природы существенным образом меняет свойства и структуру виброзащитной системы. Это связано, в частности, с тем, что активный элемент (в своей развитой форме) вносит в ВЗС внутреннюю связь даже при отсутствии сигнала управления. Такая связь может быть определена через привносимые в систему дополнительные упругие и демпфирующие свойства, локализованные местом расположения активного элемента. Однако учет введения активного элемента, как управляющей силы, также требует учета ряда особенностей. Они заключаются в необходимости выделять для активного элемента, как минимум, двух точек опоры.

Гидравлические устройства, используемые в практике виброзащиты, чаще всего представляют собой следящие привода с дроссельным управлением. Это связано с рассмотрением цепи управления, состоящей из датчиков, усилителей, преобразователей, корректирующих звеньев и исполнительных механизмов. В целом передаточная функция такой цепи представляет собой дробно-рациональное выражение высокого порядка. Поскольку ВЗС, как правило, работают в низкочастотной области, то исходная передаточная функция цепи может быть упрощена до передаточной функции апериодического звена общего вида. Введенная в таком виде дополнительная обратная связь представляет собой введение управляющей силы. Полученная таким образом управляемая ВЗС будет обладать различными свойствами, которые зависят от принципа управления состоянием:, по возмущению, относительному или абсолютному отклонениям и т.д.,! а также от того, каким образом будет выбран закон управления. Последнее связано с использованием частных видов передаточной функции апериодического звена общего вида: пропорциональный, дифференцирующий, интегральный, апериодический.

При наличии математических моделей гидравлических устройств, построение которых рассмотрено в 3-ей главе диссертации, становится возможным построение структурных схем активных виброзащитных систем, свойства которых зависят от характера внешних возмущений, поставленных задач виброзащиты и виброизоляции и выбранных законов управления динамическим состоянием объекта защиты.

Гидравлические устройства могут входить в состав активных ВЗС специфического вида, когда желаемое качество виброзащиты достигается через изменение свойств демпфирующего элемента. В целом, качество и эффективность ВЗС может оцениваться с помощью критериев таких же, как и у систем автоматического управления. Методы динамического синтеза ВЗС основаны на соответствующих методах теории автоматического управления с традиционным вниманием к вопросам обеспечения устойчивости систем. Практические разработки в области создания активных ВЗС связано либо с построением ПИ, ПИД регуляторов, либо с формированием тех или иных схем преобразования информации на основе электрических цепей или в программном виде. Такой подход открывает возможности перехода на позиции мехатроники, предполагающих создание универсальных модулей, объединяющих всю цепь от датчика до исполнительного механизма в едином блоке.

Автором проанализированы многочисленные экспериментальные наработки, известные по публикациям, а также проведены собственные эксперименты на материалах виброзащитных систем с использованием типовых элементов авиационной гидроавтоматики.

Проведенные эксперименты, цель которых состоит в подтверждении, главным образом, качественных основных результатов теоретических исследований, показали хорошее совпадение.

Вместе с тем, представляется достаточно ясным серьезное значение многочисленных нелинейных факторов, которые на предварительном этапе исследований «выпадают» при линеаризации математических моделей.

Перспективными направлениями в создании активных ВЗС становятся подходы, основанные не на прямом противопоставлении внешним силам управляющих (или активных) сил, а на организации системы динамических взаимодействий, контролируемых с помощью специальных систем получения и обработки информации и создающих эффекты, по физическому смыслу относящихся к различным видам динамического гашения. Такой подход связан, по-существу, с контролем за потоками динамических взаимодействий между парциальными системами и отдельными элементами.

Области возможных практических приложений для активных ВЗС достаточно широки и особенно перспективны в транспортных системах разлхгчНого назначения.

1. А. с. 1087718 СССР. Виброизолирующая опора / В.М. Рябой, М.Д. Генкин, В.Г.Елезов, В.В. Яблонский. - № 3546031/25-28; заявл. 25.01.83; опубл. в БИ. 1984, Бюл. №15.

2. А. с. 176146 СССР. Виброизолятор / К.К. Тупицын. № 887885/25-28; заявл. 16.03.64; опубл. в БИ. 1965, Бюл. №21.

3. A.c. 2001124032 РФ. Активная подвеска автомобиля / Ю.И. Журихин, Е.В. Егоров. 2001124032/28; заявл. 29.08.2001; опубл. 10.07.2003.

4. A.c. 785077 СССР. Активная гидромеханическая-подвеска сиденья самоходной машины / Я.И. Заяц, В.Я. Котик, Ю.И. Чупраков. № 2692736/2711; заявл. 07.12.78; опубл. в БИ. 1980, Бюл. №45.

5. A.c. 838178 СССР. Виброизолирующая опора вала / М.Д. Генкин, В.К. Гринкевич, В.Г. Елезов и др.. № 2821276/25-28; заявл. 17.09.79; опубл. в БИ. 1981, Бюл. № 22.

6. Абрамов Е.И. Элементы гидропривода: сравочник / Е.И. Абрамов, К.А. Колесниченко, В.Т. Маслов. Киев:.Техника, - 1977. - 320 с.

7. Алабужев П.М. Оценка предельных возможностей противоударной амортизации / П.М. Алабужев, В.Я. Мищенко, С.Ф. Яцун // Динамика управляемых механических систем. Иркутск: ИЛИ, - 1982. - С. 82-91.

8. Анилович В.Я. Расчет нелинейных колебаний колесного трактора методом вероятностей состояния / В.Я. Анилович, В.В. Карабин // Тракторы и сельхозмашины. — № 10. 1980. — С. 6-9.

9. Артоболевский И.Я. Введение в акустическую динамику машин / И.Я. Артоболевский, Ю.И. Бобровницкий, М.Д. Пенкин. М.: Наука, - 1979. -296 с.

10. Баженов А.И. Проектирование следящих гидравлических приводов летательных аппаратов / А.И. Баженов, Н.С. Гамынин, В:И. Карев и др.; под ред. Н. С. Гамынина. -М.: Машиностроение, 1981.-312 с.

11. Банина Н.В. Структурные методы динамического синтеза колебательных механических систем с учетом особенностей физических реализаций обратных связей: дис. . канд. техн. наук / Н. В. Банина. Иркутск:,Ир-ГУПС, 2006.-196 с.

12. Банита Т.М. Расчет и конструкции самолетных гидравлических устройств /Т.М. Банита. -М: Оборонгид, -1961.-512 с.

13. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др.. М.: Машиностроение, - 1982. - 423 с.

14. Бекиров Я.А. Технология производства следящего гидропривода / Я.А. Бекиров. М.: Машиностроение, — 1977. - 224 с.

15. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах / Н.Г. Беляковский. — JL: Судостроение, 1965. — 523 с.

16. Бендат Дж. Измерение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А. Пирсон. М.: Мир, - 1974. - 464 с.

17. Бесекерский В.А. Теория автоматического регулирования / В.А. Бесекер-ский, Е.П. Попов. М.: Машгиз, - 1966. - 462с.

18. Богомолов А.И. Определение оптимальных передаточных функций систем амортизации / А.И. Богомолов, П.А. Степанов // Изв. вузов. Машиностроение. №7. - 1970. - С.20-53.

19. Болотин В.В. Теория оптимальной виброзащиты при случайных воздействиях / В.В. Болотин // Труды МЭИ. Вып. 74. - 1970. - С. 5-15.

20. Болотник H.H. Оптимизация амортизационных систем / H.H. Болотник. — М.: Наука, -1983. -257 с.

21. Борцов Ю.А. Адаптивная система управления гидроприводом / Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляков, В.Е. Кузнецов, О.Э. Якупов, A.B. Кузнецов, О.В. Ваш-кевич // Мехатроника, автоматизация, управление. Вып.П. - 2007. — С. 12-15.

22. Борьба с шумом на производстве: справочник / под общ. ред. Е.Я* Юдина. М^: Машиностроение, - 1985. - 400 с.

23. Бурьян Ю:А. Управление угловыми колебаниями • автотранспортных • средств / Ю.А. Бурьян, В.Н. Сорокин // Мехатроника, автоматизация, управление. -Вып.6. 2007. - С. 36-40.

24. Вальнин Н.В. Применение принципов симметрии и компенсации для повышения эффективности виброизоляторов / Н.В. Вальнин, В.К. Гринкевич //Машиноведение. -№ 3. 1980. - С. 15-18.

25. Вальнин Н.В. Влияние сил вязкого трения на эффективность, симметрично-консольного виброизолятора / Н.В. Вальнин, В.К. Гринкевич // Машиноведение. — № 2. — 1981. С. 3-7.

26. Ванин B.C. Экспресс-метод оценки транспортной вибрации / B.C. Ванин // Строительные и дорожные машины. № 10. - 2006. - С. 34-36.

27. Ванин B.C. Метод использования переходных функций при оценке транспортных вибраций / B.C. Ванин, Т.В. Галагаш // Строительные и дорожные машины. № 3. - 2007. - С. 32-34.

28. Ванин B.C. Современные способы измерения вибраций / B.C. Ванин, В.А. Данилов // Строительные и дорожные машины. №10. - 2008. - С.35-39.

29. Вериго М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава / М.Ф. Вериго, А.Я. Коган; под ред. М.Ф.Вериго. М.: Транспорт, - 1985. - 559 с.

30. Вибрации- в технике: справочник в 6 т. Т. 6. Защита от вибраций и ударов / под ред. К.В. Фролова. М.: Машиностроение. - 1981. - 456 с.

31. Вибрации в технике: справочник в 6 т. Т. 4. Вибрационные процессы и машины / под ред. Э. Э. Лавендела. М.: Машиностроение, - 1981. - 509 с.

32. Вибрация энергетических машин: справ, пособие / под ред. Н. В. Григорьева. — Л.: Машиностроение, 1974. - 464 с.

33. Власов А.И*. Нейросетевая система активной виброзащиты в стандарте РС-104 / А.И. Власов // Научная сессия МИФИ 99. Всероссийская конференция "Нейроинформатика -99". Сб. науч. тр. в 3. ч. 4.2. - М.: МИФИ, -1999.-С.201-206.

34. Власов А.И. Нейропроцессорные системы активной виброзащиты. Кн. 23. / А.И. Власов, Е.А. Володин, А.И. Галушкин, В.А. Шахнов; под ред. А.И. Галушкина. М.: ИПРЖР, - 2004. - С. 76-83.

35. Власов А.И. Электронные системы активного управления волновыми полями: история и тенденции развития / А.И. Власов, Е.А. Володин, С.Г. Се-менцов, В.А. Шахнов // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. №4. - 2002. - С.3-23.

36. Власов А.И. Микропроцессорные системы активной индивидуальной аку-стозащиты / А.И. Власов, С.Г. Семенцов, Ю.А. Поляков // Микросистемная техника. №2. - 2000. - С. 15-20.

37. Власов А.И. Проектирование активных систем шумоподавления электротехнических установок: тез. докл. всерос. электротехн. конгр. ВЭЛК-99 (Москва, 1999), Т. II. / А.И. Власов, В.А. Шахнов. М. - С.366-367.

38. Власов А.И. Электронная система активного гашения шумов двигательных установок: тез. докл. всерос. электротехн. конгр. ВЭЛК-99 (Москва, 1999), Т. II. / А.И. Власов, В.А. Шахнов. М. - С. 395-396.

39. Влияние вибрации на организм человека и проблемы виброзащиты: сборник. М.: Наука, - 1974. - 848 с.

40. Волошин Ю.Л. Исследование нелинейных систем подрессоривания колесных тракторов / Ю.Л. Волошин, E.H. Фалеева // Труды НАТИ. вып. 273. 1973.-С. 22-24.

41. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления / A.A. Воронов. Энегрия, 4.1. - 1965.-468 с.

42. Гальперин И.Н. Автоматика как односторонняя механика / И.Н. Гальперин. М.: Машиностроение, - 1964. - 240 с.

43. Гамынин Н.С. Гидравлический следящий привод / Н: С. Гамынин, А. Л. Каменир и др.. М.: Машиностроение, 1968. - 532 с.

44. Гамынин, Н.С. Основы следящего гидравлического привода / Н. С. Гамынин. -М: Оборонгид, 1962. -413 с.

45. Гантмахер Ф.Р. Осцилляционные матрицы и ядра и малые колебания механических систем / Ф.Р. Гантмахер, М.Г. Крейн. M.; Л.: Гостехиздат, -1950.-359 с.

46. Генкин М.Д. Методы управляемой виброзащиты машин / М.Д. Генкин, В.Г. Елизов, В.В. Яблонский. М.: Наука, - 1985. - 163 с.

47. Генкин М.Д. Принципы современной виброударной защиты / М.Д. Генкин, C.B. Елисеев, Г.С. Мигиренко, К.В. Фролов // Виброизоляция механизмов и машин. Новосибирск: НЭТИ, - 1984. - С. 3-13.

48. Генкин М.Д. К теории упругоиннерционных виброизолирующих систем с уравновешиванием / М.Д. Генкин, В.М. Рябой // Колебания и виброакустическая активность машин и конструкций. М.: Наука, - 1986. - С. 4-10.

49. Генкин М.Д. Упруго-инерционные виброизолирующие системы. Предельные возможности, оптимальные структуры / М.Д. Генкин, В.М. Рябой. -М.: Наука,-1988.-191 с.

50. Генкин М.Д. Вибрация машиностроительных конструкций / М.Д. Генкин, Г.В. Тарханов. М.: Наука, 1979. - 164 с.

51. Генкин М.Д. Поток энергии колебаний как критерий виброактивности механизма / М.Д. Генкин, В.В. Яблонский // Машиноведение. №5. 1965. -С. 55-58.

52. Говердовский В.И. Развитие теории и методов проектирования машин с системами инфрачастотной виброзащиты // Авт. канд. дисс. Новосибирск: СГУПС, - 2006. - 42 с.

53. ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация. -М. : Изд-во стандартов, 1985.

54. Грибов М.М. Конструирование амортизаторных систем РЭА с помощью моделирования. М.: Сов. радио, - 1977. - 128 с. (Серия «Библиотека радиоконструктора»)

55. Турецкий В.В. О предельных возможностях противоударной амортизации / В.В. Турецкий, М.З. Коловский, Л.С. Мазин. Изв. АН СССР. МТТ. №6. -1970.-С. 17-22.

56. Гурецкий В.В-О предельных возможностях виброзащиты при учете инер• ' ' цйонных свойств амортизаторов / В.В. Турецкий, Л.С. Мазин // Машиноведение. -№ 1. 1973. - С. 7-14.

57. Ден-Гартог Дж.П. Теория колебаний / Дж.П. Ден-Гартог. М.; Л.: Гос-техиздат, - 1942. — 464 с.

58. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин / А.Д. Дерба-ремдикер. — М.: Машиностроение, 1985. - 200 с.

59. Джеффри Тревис Lab Yiewflnfl всех.- M.: ПриборКомплект, 2004. 537 с.

60. Димов А. В. Моделирование и динамические процессы в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов// Авт. канд. дисс. Иркутск. ИрГУПС, - 2006. - 24с.

61. Димов A.B. Мехатроника виброзащитных систем. Особенности структурных преобразований / A.B. Димов, Д.Н. Насников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — Иркутск: ИрГУПС, — №4(24). -2009.-С. 75-85.

62. Драч М.А. Динамический синтез и моделирование в задачах оценки и изменения вибрационного состояния крутильных колебательных систем // Авт. канд. дисс. Иркутск: ИрГУПС, - 2006. - 24с.

63. Дружинский И.А. Механические цепи / И.А. Дружинский. М.: Машиностроение, — 1977. — 238 с.

64. Елезов В.Г. Виброизолирующая система с уравновешиванием / В.Г. Еле-зов, И.Г. Зайкова // X Всесоюз. акуст. конф.: Докл. секции Л. М.: Акуст. ин-т АН СССР, - 1983. - С. 53-56.

65. Елисеев C.B. Проблемы виброзащиты и виброизоляции технических объектов в работах Иркутской школы механиков / С. В; Елисеев, А.П. Хоменко// Современные технологии. Системный анализ. Моделирование,- Иркутск: ИрГУПС, Вып. 1(5). - 2005. - С. 6-32.

66. Елисеев C.B. Структурная теория виброзащитных систем / C.B. Елисеев. -Новосибирск:.Наука, — 1978. 224 с.

67. Елисесв.С.В.-Динамика механических систем с дополнительными связями / С.В; Елисеев, Л.Н. Волков, В.П. Кухаренко. — Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е. 1990. - 214 с.

68. Елисеев C.B. Виброзащита и виброизоляция как управление колебаниями объектов / C.B. Елисеев, A.A. Засядко // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск: ИрГУПС, - Вып. 1(1). - 2004. -С. 6-17.

69. Елисеев C.B. Управление колебаниями роботов / C.B. Елисеев, Н.К. Кузнецов, A.B. Лукьянов. Новосибирск: Наука, - 1990. - 312 с.

70. Елисеев C.B. Динамические гасители колебаний / C.B. Елисеев, Г.П. Не-рубенко. Новосибирск: Наука, - 1982. - 144 с.

71. Елисеев C.B. Двухкаскадное устройство для гашения вибраций / Елисеев C.B., Ольков В. В., Перелыгин А. И., Засядко А. А. // Авт. свид. №540081 от 23.01.75 г. «Открытия. Изобретения. Пром. образцы. Товарные знаки», - 1976, № 47.

72. Елисеев С. В. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов / С. В. Елисеев, Ю. Н. Резник, А. П. Хоменко, А. А. Засядко. Иркутск.: ИГУ, 2008. - 523 с.

73. Ермошенко Ю. В. Управление вибрационным состоянием в задачах виброзащиты и виброизоляции : дисс. . канд. техн. наук.: 01.02.06 / Ермошенко Юлия Владимировна. Иркутск: ИрГУПС, - 2002. - 185 с.

74. Засядко A.A. Расчет вибрационного состояния сложных механических колебательных систем при динамическом воздействии / A.A. Засядко, A.B.

75. Димов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. -Иркутск: ИрГУПС, Вып. 4(4). 2004. - С 45-52.

76. Засядко A.A. Принципы построения виброзащитных систем с электрогидравлическими связями / A.A. Засядко, C.B. Елисеев. // В кн.:Техника и технология геолого-разведочных работ в Восточной Сибири. Иркутск: ИЛИ, - 1972. - С 124-131.

77. Засядко A.A. Активное электрогидравлическое виброзащитное устройство / A.A. Засядко, C.B. Елисеев, В.М. Киселев // В кн.: Вопросы надежности вибрационной защиты приборов. ИЛИ, 1972, с. 147-153.

78. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах / Н.И. Иванов. М.: Транспорт, — 1987. - 223 с.

79. Иващенко И. И. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем / И. И. Иващенко. М.: Машиностроение, - 1993. - 632 с.

80. Ильинский B.C. Защита аппаратов от динамических воздействий / B.C. Ильинский. М.: Энергия, - 1970, - 320с.

81. Ишлинский А.Ю. Механика относительного движения и силы инерции /

82. A.Ю. Ишлинский. -М.: Наука, 1981. - 191 с.

83. Кальман И.Г. Метрологическое обеспечение испытаний аппаратуры, приборов и элементов на воздействие внешних факторов / И.Г. Кальман. М.: Изд-во стандартов, - 1980. - 152 с.

84. Камаев В.А. Оптимизация параметров ходовых частей железнодорожного состава / В.А. Камаев. М.: Машиностроение, - 1980. - 215 с.

85. Караваев В.А. Гидромашины с электрогидравлическим управлением /

86. B.А. Караваев, A.M. Беляев // Строительные и дорожные машины. №8. — 2005.-С. 27-29.

87. Кац A.M. Автоматическое регулирование скорости двигателей внутреннего сгорания / A.M. Кац. М: Оборонгид, - 1956. - 482 с.

88. Кёмниц Ю.В. Теория, ошибок измерения / Ю:В: Кемниц. 2-е изд, пере-раб. и доп. - М.": Недра; - 1967, - 175 с.

89. Ким П.Д. Теория автоматического управления в 2 т. Т1. Линейные системы./ П.Д. Ким. М.: Физматлит, - 2003. - 288с.

90. Кириенко Н.М. Стенд ЭГВ 10-200 для исследования средств виброзащ^ас-^^ операторов МТА / Н.М. Кириенко, Б.И. Кальченко, Е.Н, Резникова и д^р j // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -№10. 1989. - С. 33-34^

91. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах / И.И. Ю^^^ кин. Л.: Судостроение, -1971.-416с.

92. Колесников А.Е. Шум и вибрация / А.Е. Колесников. Л.: Судострое^^1е -1988.-247 с.

93. Колискор А.Ш. Разработка и исследование промышленных роботовнаоснове 1 — координат / А.Ш. Колискор // Станки и интструмент. —1982.-С. 21-24.

94. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными систезч/х^^ / М.З. Коловский. М.: Наука, - 1976. - 319 с.

95. Корчагин П.А. Динамические воздействия на оператора одноковто^0го экскаватора / П.А.Корчагин // Строительные и дорожные машины. — ЗЧс>12 2007. - С.36-38.

96. Корчагин П.А. Снижение динамических воздействий на оператора грейдера на базе трактора ЗТМ-82: Монография / П. А. Корчагин, ^ ^ Степанов. Омск: СибАДИ, - 2003. - 84с.

97. Корчагин П.А. Сравнительные характеристики пассивных и актинцЬ1х виброзащитных систем / П.А. Корчагин, В.В. Столяров // СтроитеЛЕ»цЬ1е дорожные машины. № 9, - 2007. - С. 32-35.

98. Крейн М.Г. О некоторых новых задачах теории колебаний штУРзУовЬ1х систем / М.Г. Крейн // Прикладная математика и механика. Т. 16, —. Вьщ 5.-1952.-С. 555-558.

99. Кузнецов Н.К. Методы снижения динамических ошибок УпРавллемых машин с упругими звеньями на основе концепции дополнительных связей // Авт. док. дисс. Иркутск. ИрГУПС, 2006. - 32 с.

100. Куприянова Ф.Ф. Унифицированные дросселирующие гидрораспредели тели с плоским поворотным золотником / Ф.Ф. Куприянов; Г.В. Шаров // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления.- М.: М^ацхИно строение, Вып. 6. - 1979, - С. 188-200.

101. Ю5.Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электрических.цепей / дд Ланнэ. М.: Связь, - 1969. - 274 с.

102. Ларин В.Б. Статистические задачи виброзащиты / В.Б. Ларин. Киев: Наук. думка, - 1974. - 127 с.

103. Летов A.M. Устойчивость нелинейных регулируемых систем / A.M. Летов. М: Машгид, - 1962. - 468 с.

104. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы для автоматизации станков / В. А. Лещенко. — М: Машгид, — 1962. — 612 с.

105. Логунов A.C. Динамика пневматических элементов и устройств для преобразования движения в системах вибрационной защиты объектов // Авт. канд. дисс. Иркутск: ИрГУПС, - 2009. - 20 с.

106. Логунов A.C. Колебательные структуры с элементами запаздывания / A.C. Логунов // Проблемы механики современных машин: материалы четвертой международной конференции. Т.1. - Улан-Удэ: ВСГТУ, - 2009. - 272279.

107. Ш.Лонцих П.А. Исследование активных электропневматических виброзащитных систем // Авт. канд. дисс. Новосибирск: НЭТИ, — 1974. — 18 с.

108. Лузин Н.Н; Об абсолютной инвариантности до s в теории дифференци- . альных уравнений / H.H. Лузин, П.И. Кузнецов // Доклады АН СССР. -1951.-С. 325-327.

109. Лукьянов A.B. Методы и средства управления по состоянию техническихсистем переменной-структуры : дис------докт. техн. наук / А. В; Лукьянов.

110. Иркутск : ИрГУПС, 2002. - 391 с.

111. Лурье А.Б. Динамика регулирования навесных сельскохозяйственных агрегатов/ А.Б. Лурье. — Л.: Машиностроение, 1969^ - 228 с.

112. Ляпунов BIT. Виброизоляция1 в судовых конструкциях / В.Т. Ляпунов, A.C. Никифоров. Л.: Судостроение, - 1975. - 232 с.

113. Майгарин Б.В. Исследование устойчивости регулируемых систем с учетом внешние: нагрузки гидравлического механизма / Б.В; Майгарин // Автоматика и телемеханика.-М., №5. 1963.-С. 111-118;

114. Максимович ТО.П. О достижимом качестве .виброзащиты от периодического воздействия / Ю.П. Максимович // Машиноведение: — № 4. 1970: -С. 13-20.

115. Маслов Г.С. Колебания в машинах и элементы виброзащиты: учеб. пособие/ Г.с: Маслов, B.C. Артемьев, В;А. Мёкаров. М., - 1987. - 92 с.

116. М • Советское радио, 1976, - С. 4-39.

117. Нагаев Р.Ф. Колебания механических систем с периодической структурой /РФ Нагаев, К.Ш. Ходжаев. Ташкент: Фан, - 1973. - 270 с.

118. Насников Д.Н. Активные элементы как типовые звенья в управляемых ' виброзащитных системах / Д.Н. Насников // Современные технологии.

119. Системный анализ. Моделирование. Иркутск: ИрГУПС, - №4(20). -2008.-С. 41-49.

120. Насников Д.Н. Особенности гидропривода в системах активной вибраци-' онной защиты / Д.Н. Насников, A.A. Засядко // Современные технологии.

121. Системный анализ. Моделирование. Иркутск: ИрГУПС, - Спецвыпуск. -2008.-С. 18-29.

122. Никифоров О.В. Система активной виброзащиты: разработка, результаты испытаний и перспективы развития / О.В. Никифоров, И.Е. Гунтер, И.В. Сергачев // Мехатроника, автоматизация, управление. №2. - 2004. — С. 37-42.

123. Ольсон Г. Динамические аналогии / Г. Ольсон. М.: Гос. изд-во иностр. лит., - 1947. - 224 с.

124. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний: учебн. пособие для вузов / Я.Г. Пановко; . М.: Наука, гл. ред. физ. -мат. лит., - 1991. -256с.

125. Петров В.Н. О применении условий инвариантности / В.Н. Петров // Труды II Всесоюзного совещания по теории автоматического регулирования. -Т.П. 1955.-С. 87-92.

126. Попков В.И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов / В.И. Попков. Л.: Судостроение, - 1974. - 222. с.

127. Попов Д.Н. Динамика; и регулирование гидро- и пиевмосистем /. Д.Н. Попов. М.: Машиностроение, - 1976. - 424 с.

128. Поршнов-Соколов Ю.П. О движении гидравлического поршневого? исполнительного механизма при типовых нагрузках на него / Ю.П. Поршнов-Соколов 7/ Сб. работ по автоматике и телемеханике АН СССР. -М.,- 1953.-С. 156-172.

129. Потемкин? Б.А. Синтез систем виброзащиты с учетом динамических свойств объекта и основания / Б.А. Потемкин, А.В. Синев // Изв. АН СССР. МТТ. № 2. - 1975. - С. 50-57.

130. Резник Ю.Н. Основы минеральной подготовки при освоении месторождений полезных ископаемых / Ю.Н. Резник. М.: ВЛАДМО, - 2001. - 498 с.

131. Резник Ю.Н. О введении дополнительных связей в многомерные виброзащитные системы / Ю.Н. Резник, A.A. Засядко // В кн.: Механика и процессы управления. Иркутск: ИЛИ, - 1975, - С. 144-155.

132. Резник Ю;Н. Исследование трехмерной виброзащитной системы методом структурных матриц / Ю.Н. Резник, A.A. Засядко, C.B. Елисеев // В кн.: Механика и процессы управления. — Иркутск: ИЛИ, Вып. II. - 1975, - С. 173-184.

133. Резник Ю.Н. Экспериментальная модель электрогидравлической виброзащитной платформы / Ю.Н. Резник, A.A. Засядко, Н.К. Кузнецов // В кн.: Теория активных виброзащитных систем. — Иркутск: ИЛИ, Вып. II. - Ч. II. - 1975, -С. 18-32.

134. Решетников Е.М. Электромеханические преобразователи гидравлических и газовых приводов / Е.М. Решетников, Ю.А. Саблин, В.Е. Григорьев и др.. М.: Машиностроение, - 1982. - 144 с.

135. Рождественский B.C. Исследование гидравлического удара применительно к гидросистемам летательных аппаратов / Б. С. Рождественский//Изв. вузов, серия <<Авиационнаятехника>>. №2. - 1965*. - С. 7281.

136. Рыбак JI.A. Разработка и экспериментальные исследования механизмов с параллельной кинематикой для виброизоляции технологических объектов / Л.А. Рыбак, A.B. Чичварин, Ю.А. Шатохин // Мехатроника, автоматизация,, управление. №6. - 2006. - С. 50-55.

137. Рябой B;Mi О наименьшей массе: упругоинерционных виброизолирующих систем /В.М. Рябой // Изв. АН СССР. МТТ. № 4. - 1980. - С. 59-67.

138. Рябой В.М. О предельных возможностях упругоинерциойной виброзащиты / В.М. Рябой // Изв. АН СССР. МТТ. № 5. - 1982. - С. 37-44.

139. Рябой В.М. Об одном способе виброизоляции в тонкостенных изгибно-колеблющихся конструкциях / В.М. Рябой, В.В. Яблонский // IX Всесоюз. акуст. конф.: докл. секции К. М.: Акуст. ин-т АН СССР, - 1977. - С. 123126.

140. Рябой В.М. Метод увеличения виброизоляции в некоторых стержневых конструкциях / В.М. Рябой, В.В. Яблонский // Виброизолирующие системы в машинах и механизмах. М.: Наука, - 1977. - С. 67-74.

141. Сайбель Э.Я. Уплотнение грунтов гидромолотами / Э.Я. Сайбель, JI.B. Гришпун, К.К. Иванов // Механизация строительства. № 11. - 1981. - С. 13-14.

142. Синев A.B. Выбор параметров систем виброизоляции и динамических гасителей на основе методов синтеза цепей / Синев A.B. // Машиноведение. -№ 1. 1972. - С. 28-34.

143. Синев A.B. Динамические свойства линейных виброзащитных систем / A.B. Синев, Ю.Г. Сафронов, B.C. Соловьев и др.. М.: Наука, - 1982.226 с.

144. Степанов В.Е. Влияние колебаний МТА на его энергетические показатели: дис. докт. техн. наук/В.Е. Степанов. М., - 1984. - 153 с.

145. Стесин Д.А. Развитие систем гидро- и пневмоприводов / Д.А. Стесин // Строительные и дорожные машины. №2. - 2008. - С.32-34.

146. Суровцев Ю.А. Амортизация радиоэлектронной аппаратуры / Ю.А. Суровцев. М.: Сов. радио, - 1974. - 176 с. (Серия< «Библиотека радиоконструктора»)

147. Теория активных виброзащитных систем: сб. науч. тр. / под ред. C.B.

148. Елисеева. Иркутск: ИЛИ, - 1974. - 240 с.

149. Технологии защиты от вибрационного воздействия различных объектов и систем Электронный ресурс. // http://itm.dp.ua/RUS/Technol/Techl701.html

150. Тимошенко s С.П. Колебания в инженерном деле / С.И. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер. М.: Машиностроение, - 1985. - 472 с.

151. Трифонов О.Н. Анализ работоспособности нелинейных мехатронных систем приводов / О.Н. Трифонов // Мехатроника, автоматизация, управление. -№10. -2005. -С. 19-23.

152. Троицкий В.А. Оптимальные процессы колебаний механических систем / В.А. Троицкий. JL: Машиностроение, - 1976. - 248 с.

153. Упырь Р.Ю. Динамика механических колебательных систем с учетом пространственных форм соединений элементарных звеньев // Авт. канд. дисс. Иркутск: ИрГУПС, - 2009.- 19с.

154. Ферандье Ж. Гидравлические механизмы / Ж. Ферандье. М: Мир, -1960.-364 с.

155. Филиппов Ю.И. Виброустойчивость нестационарного упругого ^космического аппарата с прецизионной целевой аппаратурой / Ю.И. Филиппов // Мехатроника, автоматизация, управление. №11. - 2008. Приложение. - С. 20-24.

156. Фролов К.В. Вопросы оптимального синтеза системы виброизоляции / К.В. Фролов, A.B. Синев, В.И'. Сергеев // Strojn. cas. 19821 Roc. 33. № 3. S: 257-267.

157. Фролов K.B. Прикладная теория виброзащитных систем / К.В. Фролов, Ф.А. Фурман. М.: Машиностроение, - 1985. - 276 с.

158. Фурунжиев Р.И. Управление колебаниями многоопорных машин / Р.И. Фурунжиев, А.Н. Останин. М.: Машиностроение, - 1984. - 206 с.

159. Хоменко А.П. Динамика и управление в задачах виброзащиты и виброизоляции подвижных объектов / А.П. Хоменко. Иркутск: ИГУ, 2000. - 226 с.

160. Хохлов В.А. Динамика гидравлических следящих систем дроссельного регулирования при ограничении, обусловленными кавитацией рабочей жидкости : дис. . докт. техн. наук / В. А. Хохлов. М: МАИ, - 1964. -287 с.

161. Хохлов В.А. Электрогидравлический следящий привод / В. А. Хохлов. -М: Наука, 1968.-332 с.

162. Цимбалина В.Б. Испытание автомобилей / В.Б. Цимбалина, В.Н. Кравец, СМ. Кудрявцева и др.. М.: Машиностроение, - 1978. - С. 76-81.

163. Чакурин И.А. Средства вибрационной защиты / И.А. Чакурин, П.А. Корчагин // Строительные и дорожные машины. №5. - 2007. - С. 43-45.

164. Черноусько Ф.Л. Управление колебаниями / Ф.Л. Черноусько, Л.Д. Аку-ленко, Б.Н. Соколов. М.: Наука, - 1980. - 383 с.

165. Чупраков Ю.И. Гидравлические системы защиты человека-оператора от общей вибрации / Ю.И. Чупраков. М.: Машиностроение, - 1987. - 224с.

166. Шахнов В.А. Нейрокомпьютеры: архитектура и схемотехника / В.А. Шах-нов, А.И. Власов, А.С. Кузнецов, Ю.А. Поляков. — М.: Машиностроение. -2000. -64 с.

167. Щербаков B.C. Снижение динамических воздействий на одноковшовый экскаватор: Монография / B.C. Щербаков, П.А. Корчагин. Омск: СибА-ДИ, - 2000. - 147с.

168. Щербаков B.C. Снижение динамических воздействий на одноковшовый экскаватор / B.C. Щербаков, П.А. Корчагин. Омск: СибАДИ, - 2000. - 147 с.

169. Юревич Е.И. Теория автоматического управления: учеб. изд. для ВУЗов / Е.И. Юревич. 3-е изд. - Спб.: БХВ-Петербург, - 2007. - 640 с.

170. Eliseev S.V. Dynamics of mechanical systems with additional ties / S.V. Eli-seev, A.V. Lukyanov, Yu.N. Reznik, A.P. Khomenko. Publishing of Irkutsk State University of Railway Engineering. Russia. Irkutsk, - 2006. - 316 p.

171. Hibbert J.H. Synthesis of lumped parameter vibrating systems in which elemental stiffness may be varied / J.H. Hibbert // J. Sound and Vibration. Vol. 61,-N2,- 1978.-P. 161-167.

172. Hsiao M.H. A state space method for optimal design of vibration isolators / M.H. Hsiao, E.J. Haug (Jr.), J.S. Arora // Trans. ASME, J. Mech. Des. 1979. -Vol. 101,-N2.-P. 309-314.

173. Iwanami К. An optimum design method for the dual dynamic damper effectiveness / K. Iwanami, K. Seto // Bull. JSME. 1984. Vol. 27, - N 23 г p 1965-1973.

174. Khomenko A.P. Mechatronics approaches in dynamics of mechanical osCiiHato ry systems / A.P. Khomenko, S.V. Eliseev, R.Yu. Upyr // Third lnterr^tional Congress Design and Modelling of Mechanical Systems, Hammamet, X,\i1Ijsj 2009.-pp. 272-278.

175. Munjal M.L. A rational synthese of vibration isolators / M.L. Munjal // 1975. Vol. 39,-N 2. - P. 247-263.

176. Pat. 3441238 USA. Dynamic antiresonant vibration isolator / W.G. Flannely Apr. 1969.

177. Pat. 989958 USA. Device for damping vibrations of bodies. / H; Fratccti Apr 1911.

178. Schmit L.A. Structural synthesis its genesis and development / L.A. Schrnit // AIAA Journal. 1981. - Vol. 19, - N 10. - P. 1249-1263. Перевод: Ракетная техника и космонавтика. 1981. - Т. 19, - № 11. - С. 3-20.

179. Sevin Е. Optimum shock and vibration isolation / E. Sevin, W. Pilkey. "VSfagjj . Gov. print, off. 1971. 162 p.

180. Shock and vibration handbook. 2nd ed. /Ed. С. M. Harris, С. E. Crede. .sj у etc.: McGraw-Hill, 1976.

181. Snowdon J.C., Isolation of mechanical vibration, impact and noise / J-C. Snow don, E.R.Ungar. N. Y.: ASME, 1979.

182. Vanderplaats G.N. Structural optmisation past, present and future / qj^ Vanderplaats // AIAA Journal. 1982.'Vol; 20, N 7. P. 992-1000. ИереЬОд.Аэ рокосмическая техника. 1983. Т. 20, №-2.С. 129-139.i/