Обобщенные динамические связи и механизмы в задачах виброзащиты и виброизоляции машин и оборудования тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Засядко Анатолий Алексеевич

ОБОБЩЕННЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ И МЕХАНИЗМЫ В ЗАДАЧАХ ВИБРОЗАЩИТЫ И ВИБРОИЗОЛЯЦИИ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

□□3469945

г. Иркутск 2009 г.

003469945

Работа выполнена в Иркутском государственном университете путей сообщения

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, проф. Елисеев Сергей Викторович

доктор технических наук, проф. Синев А.В.

член-корреспондент РАН, доктор технических наук, Бычков И.В.

доктор технических наук, проф. Лукьянов А.В.

Ведущая организация: Волгоградский государственный

технический университет

Защита диссертации состоится «11» июня 2009г. на заседании диссертационного совета Д. 218.004.02 по адресу: 664074 Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета по адресу: 664074 Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС

Автореферат разослан « $» 2009 г

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

Ю.В. Ермошенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рост производительности и эффективности машин, увеличение скоростей движения рабочих органов, снижение материалоемкости, повышение нагрузок вследствие вибраций и ударов, необходимость обеспечения надежной работы оборудования и безопасных условий труда - факторы, определяющие внимание к задачам виброзащиты. Последнее составляет достаточно развитое и актуальное направление современной динамики машин. Технические объекты, работа которых происходит в условиях интенсивного динамического окружения, характерны практически для всех отраслей промышленности и транспорта.

Теоретические разработки в области виброзащиты и виброизоляции во многом имеют междисциплинарный характер и опираются на методы теории механизмов и машин, теоретической механики, теории колебаний, теории управления, используются методы математического моделирования и информационные технологии для оценки, поиска и выбора рациональных проектно-конструкторских решений.

Современные машины оснащаются сложными системами автоматического управления, что позволяет в контроле за динамическим состоянием технических объектов использовать внешние источники энергии, а интересующие задачи обеспечения необходимого уровня вибрационных движений рассматривать как задачи обеспечения технологического качества.

Системы управления динамическим состоянием сложных технических объектов в последние десятилетия стали обычным проявлением понимания необходимости нормировать, ограничивать и контролировать степень внешних воздействий на узлы и агрегаты машин, содержащих, так или иначе, средства защиты, настраиваемые на возможность эффективной работы.

Фундаментальные результаты по решению этих вопросов представлены в многочисленных трудах отечественных и зарубежных ученых: Артоболевского И.И., Бабакова И.М., Бабицкого В.И., Бидермана В.Л., Блехмана И.И., Болотина В.В., Бутенина Н.В., Вейца B.JL, Ганиева Р. Ф., Генкина М.Д., Турецкого В.В., Ден-Гартога Дж.П., Диментберга М.Ф., Елисеева C.B., Клюева В.В., Колесникова К.С., Коловского М.З., Кононенко В.О., Кренделла С., Ларина В.Б., Митропольского Ю.А., Неймарка Ю.И., Пальмова В.А., Пановко Я.Г., Первозванского A.A., Светлицкого В.А., Синева A.B., Тимошенко С.П., Троицкого В.А., Фролова К.В., Фурунжиева Р.И., Хвингия М.В., Цзе Ф.С., Челомея В.Н., Черноусько Ф.Л. и др.

Важнейшей проблемой для обеспечения надежности работы машин становится определение возможностей управления их динамическим состоянием и доведение показателей до уровня, определенного нормативами. Задачи виброзащиты и виброизоляции, снижения уровня динамических воздействий на элементы машин при вибрациях и ударах, обеспечения эффективности машин при комплексных динамических нагрузках - это далеко не полный перечень современных актуальных направлений теоретических и экспериментальных исследований в данном направлен]

Существенное развитие в динамике машин получили методы и подходы теории систем, системного анализа и теории автоматического управления, включая и методы прямого управления динамикой процессов с использованием средств вычислительной техники. От рассмотрения отдельных динамических явлений и процессов наметилась вполне определенная тенденция перехода к изучению вибрационных состояний объектов, формированию и исследованию вибрационных полей, способам управления динамическим состоянием машин, точнее, взаимодействием между элементами машин. Вместе с тем, в последние годы аппарат теории колебаний получил своё развитие не только в плане освоения новых методов и технологий, но и выхода на новые постановки традиционных задач динамики машин. Последнее достигается введением в колебательные системы, так называемых, дополнительных неуправляемых и управляемых связей, учетом ряда специфических особенностей работы оборудования, включая определение условий его опирания и взаимодействия агрегатов. Как показано в ряде работ, спектр динамических свойств колебательных систем может быть расширен по сравнению с известными классическими представлениями, если использовать введение различных дополнительных обратных связей, которые реализуют различные, в т.ч. нетрадиционные эффекты управления состоянием объекта защиты. В этом плане достаточно перспективными представляются структурные методы исследования, в основе которых лежат идеи использования особого класса математических моделей.

Развитие структурных методов позволяет построить систему обобщенных представлений о динамических свойствах колебательных систем с возможностями их изменения или управления их динамическим состоянием путем введения дополнительных связей.

Вместе с тем, упомянутые задачи еще не получили систематического рассмотрения, в том числе, с позиций физической интерпретации дополнительных связей, именно, как обобщенных динамических связей, реализуемых через механизмы преобразования движения и структуры других видов. Поэтому представляется целесообразным обобщить накопленный опыт, развить научные и методические принципы в задачах обоснования построений систем виброзащиты и виброизоляции, использовать накапливаемые решения для поиска и разработки средств управления динамическим (точнее вибрационным) состоянием в технических системах, а также получить более детальные представления об их реальных свойствах.

Цель диссертационной работы состоит в развитии и разработке новых подходов в задачах изменения и управления вибрационным состоянием машин, агрегатов и оборудования, основанных на методах структурного анализа и синтеза систем и введения в механические колебательные системы дополнительных динамических обратных связей различной природы.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи.

1. Разработать новые подходы в технологиях изменения динамических свойств систем путем введения в их структуры обобщенных динамических связей в виде механических цепей различной природы.

2. Разработать методы математического моделирования машин и оборудования, работающих в условиях динамического нагружения, использующие структурные представления и интерпретации систем защиты от вибраций и ударов.

3. Разработать методы динамического синтеза для задач управления вибрационным состоянием на основе введения дополнительных связей, создающих активные воздействия на объект защиты.

4. Развить методологические основы построения виброзащитных систем, дополнительные связи которых выступают в виде колебательных структур,

5. Провести сравнительный анализ возможностей систем защиты при различные видах и формах реализации дополнительных обратных связей и законах управления движением, а также провести экспериментальную проверку основных теоретических положений.

Решение рассматриваемых задач на основе программных реализаций позволяет разработать технологию автоматизированного поиска и расчета средств для построения систем виброзащиты и виброизоляции машин, агрегатов и оборудования.

Вместе с тем существует и ряд трудностей, которые связаны с возможностями построения адекватных математических моделей, оценки роли и значения нелинейных свойств элементов систем, с выбором способов описания движения и определением возможностей изменения динамического состояния объектов при поиске и выборе тех или иных конструктивно-технических решений.

Несмотря на известные успехи в решении проблем динамики машин, работающих в условиях вибрационного и ударного нагружения, до настоящего времени не получил должного развития системный подход, который можно было бы воспринимать как цельную методологию поиска и разработки специализированных технических средств управления динамическим состоянием. Это предполагает дальнейшие исследования в направлении развития методов динамического синтеза механических колебательных систем машин и оборудования на основе структурных подходов и аппарата теории автоматического управления в решении задач виброзащиш и виброизоляции посредством введения обобщенных динамических связей и механизмов.

Научная новизна результатов в целом заключается в создании методологии разработки способов и средств изменения динамического состояния и построения систем защиты машин, агрегатов, оборудования от вибраций и ударов на основе формирования структуры систем и использования в их составе дополнительных связей и механизмов.

К наиболее существенным научным результатам относятся:

1. Разработана методологическая база для построения аппарата динамического синтеза виброзащитных систем, включающих в свой состав дополнительные динамические связи.

2. Развиты методологические подходы к построению структурных ингфпретаций механических колебательных систем, рассматриваемых в качестве базовых расчетных схем машин, агрегатов и оборудования.

3. Предложен набор типовых элементов, которые могут рассматриваться в структурах виброзащитных систем для расширения возможностей изменения динамических свойств. Разработана технология прогнозирования новых конструктивно-технических форм реализации дополнительных связей.

4. Разработана методика динамического синтеза виброзащитаых систем, предполагающими преобразование информации о динамическом состоянии объекта в соответствии с различными законами управления обобщенных дополнительных связей.

5. Предложена и разработана концепция и методика построения и расчета активных виброзащитных систем на основе использования электрогидравлических управляемых исполнительных механизмов.

В завершение научных исследований разработана основа для создания системы прикладного программного обеспечения в поддержку автоматизации проектирования, выбора и расчета виброзащитных систем машин и оборудования.

Практическая значимость и использование результатов работ. Разработанная теория построения виброзащитных систем с использованием дополнительных обратных связей, реализуемых в качестве обобщенных динамических связей, в том числе, и в вцце механизмов, позволяет:

• создать систему математических моделей и алгоритмы расчета вибрационных систем, которые в совокупности составляют основу для построения пакета прикладных программ для автоматизации их исследования и проектирования;

• обоснованно проводить инженерно-техническую реализацию изменения динамических свойств колебательных систем;

• выполнять экспертные оценки рациональности построения и направлений совершенствования существующих систем защиты объектов от вибраций и ударов;

• создать научную базу в поддержку внедрения технологий комплексного неразрушающего контроля и вибродиагностики технических объектов;

• рекомендовать методику и реализовать принципы построения активной виброизоляции транспортных объектов, гашения упругих колебаний роботов и др.

Разработанный научно-методический комплекс, математическое обеспечение позволяет создать программные комплексы, ориентированные на учет специфики задач виброзащиты и виброизоляции, что, в частности, было реализовано в пакетах прикладных программ «ВИЗА» и «ПАМИР».

Результаты разработок были переданы и использовались в работе ряда предприятий различных отраслей промышленности (ЦНИИ им. А.И.Крылова, ИЩИ ТС, НИИАС, ЦКБ Фотон и др.) с подтвержденным экономическим эффектом более 1 млн. руб. (в ценах до 1991 г.)

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция формирования , поиска и выбора способов и средств защиты машин и оборудования с введением в механические колебательные системы динамических связей;

2. Разработка виброзащитных систем нового типа, имеющих в своем составе дополнительные цепи в виде механизмов преобразования движения, активных гидравлических устройств и др.;

3. Методология динамического синтеза, используемая для изменения динамического состояния систем, основанная на использовании структурных подходов и структурных интерпретациях механических колебательных систем;

4. Результаты исследований, связанные с изучением особенностей динамических свойств колебательных систем с дополнительными связями;

5. Технология поиска, выбора и определения форм элементов и устройств, реализующих дополнительные связи, прогноза обнаружения элементов с необходимыми свойствами;

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на применении апробированных методов теории колебаний, системного подхода и теории автоматического управления, а также на экспериментальных исследованиях, выполненных по договорам с организациями и предприятиями.

Результаты автора получены в рамках НИР, выполненных по Постановлению Президиума СО АН СССР («Прикладные методы исследования виброзащитных систем»; гос. per. 79045477); Координационному плану НИР АН СССР на 1981-1985 г.г. по проблеме «Теория машин и систем машин», Приказу - Распоряжению МРП и СО АН СССР («Методы виброзащиты технических объектов»; гос. рег.81078263); Плану НИР АН СССР по фундаментальным проблемам машиностроения, Координационному плану НИР АН СССР на 1986-1990 г.г. по проблеме «Теория машин и систем машин», Общесоюзной научно-технической программе «Надежность» на 1988-1990 г.г. и период до 1995 г. («Методы и системы автоматизированного исследования и проектирования виброзащитных систем»; гос. per. 01860055961); Проблемно-тематическому плану многостороннего научного сотрудничества Академий наук социалистических стран 1986-1990 г.г. по проблеме «Научные основы механики машин, конструкций и технологических процессов»; материалы, подготовленные с участием результатов исследований и разработок автора включены в 35 научных отчетов, прошедших государственную регистрацию и сданных заказчикам.

Апробация результатов. Основные положения работы докладывались и обсуждались на (более 30) научных мероприятиях с участием отечественных и зарубежных специалистов (1971 - 2008 г.г.).

Наиболее значимыми из них являются: I, Ш Всесоюзные симпозиумы «Влияние вибраций различных спектров на организм человека и проблемы виброзащиты» (Москва, 1972, 1977 г.г.); I - IV Всесоюзные научно-технические конференции «Активные виброзащитные системы», «Теория и применение активных виброзащитных систем», «Механические управляемые

системы», «Проблемы виброизоляции машин и приборов», (Иркутск, 1972 -1989 г.г.); Всесоюзное научное совещание по проблемам виброизоляции машин и приборов» (Звенигород, 1986 г.); Пятый (Алма-Ата, 1981 г.), Шестой (Ташкент, 1986 г.) Всесоюзные Съезды по теоретической и прикладной механике; Первый (Алма-Ата, 1977 г.), Второй (Одесса, 1982 г.) Всесоюзные Съезды по теории машин и механизмов; Третья Всесоюзная Четаевская конференция по аналитической механике, устойчивости и управлению движением (Иркутск, 1977г.); Всесоюзная конференция «Проблемы нелинейных колебаний механических систем» (Киев, 1978 г.); Четвертая Всесоюзная конференция по оптимальному управлению в механических системах (Москва, 1982 г.); Шестая Всесоюзная конференция по управлению в механических системах (Львов, 1988 г.); Первое (Владимир, 1978 г.), Второе (Минск, 1981 г.) Всесоюзные совещания по робототехническим системам; Первая (Йошкар-Ола, 1978 г.), Четвертая (Волгоград, 1987 г.) Всесоюзные Конференции «Автоматизация поискового конструирования»; Всесоюзное совещание «Современные методы синтеза машин-автоматов и их систем» (Тамбов, 1981 г.); Всесоюзная конференция «Проблемы механики железнодорожного транспорта. Повышение надежности и совершенствование конструкции подвижного состава» (Днепропетровск, 1988 г.); VIII Международная конференция «Применение ЭВМ в технике и управлении производством» (Москва, 1987); Научный семинар «Проблемы управления упругими мехатронными системами» (Иркутск, 1991 г.); XI Международная научная конференция, посвященная памяти академика М.Ф. Решетнева («Решетневские чтения», Красноярск,

2007 г.); «Обобщенные решения в задачах управления» - IV Международный симпозиум, посвященный 80-летию академика РАН В.А.Ильина (Улан -Удэ,

2008 г. ); XIV Байкальская международная школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения (Северо-Байкальск, 2008); VIII Всероссийская научная конференция «Нелинейные колебания механических систем» (Нижний Новгород, 2008).

Работа обсуждалась в Иркутском ВЦ СО РАН (1976 - 1988 г.г.), в Отделе робототехники, автоматизации и материаловедения, Автономном Отделе автоматизации и технической физики при Президиуме ИНЦ СО РАН (1988 -95 г.г.), НИИ современных технологий, системного анализа и моделирования Иркутского государственного университета путей сообщения (2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 работы, в том числе монография и 20 статей в ведущих рецензируемых журналах и научных изданиях, рекомендуемых ВАКом Минобрнауки РФ для публикации докторских диссертаций, Программные разработки зарегистрированы государственном фонде алгоритмов и программ. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения, изложена на 340 страницах машинописного текста, содержит 214 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 230 наименований. В приложении на 29 страницах приведены документы, подтверждающие внедрение результатов.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы: сформулированы цель и основные задачи работы, характеризуются научная новизна и практическая значимость результатов исследований.

В первой главе «Современные подходы в теории и практике виброзащитных систем» рассматривается современное состояние вопроса виброзащиты и виброизоляции машин и оборудования, существующие подходы и методы решения задач.

Традиционные подходы ориентированы на снижение уровня вибраций и ударов в источниках их происхождения или на создание виброзащитных систем (ВЗС). Последние включают в свою структуру объект защиты вместе с теми техническими средствами, которые в той или иной степени способствуют изменению динамического состояния в нужном направлении. Именно в этом плане в последние годы наметился интерес к построению управляемых ВЗС, связанных с использованием достаточно развитых технологий сбора и обработки информации о состоянии системы и введении управляющих воздействий.

Такие системы реализуют активную виброзащиту и виброизоляцию для защиты прецизионного оборудования, транспортных средств, силовых приводов и передач машинных агрегатов, предотвращения нежелательных колебаний зданий и сооружений, в робототехнике и др.

Автором рассматриваются математические модели, используемые для изучения динамических свойств виброзащитных систем, сделан обзор конструктивных решений, в которых реализуются идеи управления колебательными движениями. Как правило, для оценки динамического состояния применяются линеаризованные модели в виде матрично-векторных уравнений второго порядка вида

вф+Вф + в<р = Р(1), (1)

где <р-п-мерный вектор обобщенных координат; в,В,в- симметрические (ихл) матрицы, соответственно, инерционная, диссипативная и упругая, Д/) -п -мерный вектор - функция внешних воздействий. Динамические системы многих машин и агрегатов, например, силовые передачи могут рассматриваться как системы с малой диссипацией. Во многих случаях матрица в является диагональной, а в тех случаях, когда в имеет структуру, отличную от диагональной, всегда можно посредством невырожденного, модального по отношению к исходной инерционной матрице преобразования, трансформировать систему (1) к виду с диагональной инерционной матрицей.

Если в системы виброзащиты или управления динамическим состоянием объекта вводятся активные элементы (с внешним источником энергии), то линеаризованная п - мерная модель со связями направленного действия может быть представлена матрично-векторным дифференциальным уравнением первого порядка в нормальной форме

х = 4х + Р(0, (2)

где х-п-мерный вектор состояния (фазовых координат); Л-вещественная или комплексная (пхп) матрица произвольной структуры; ^(г)-п-мерная вектор-функция внешних воздействий.

Основное, в вычислительном плане, принципиальное отличие моделей (1) и (2) заключается в структурном характере их параметрических матриц: у цепных моделей матрицы в,В,в- симметрические, у моделей с направленными связями (активными) матрица А характеризуется произвольной, в общем случае несимметрической и, не приводимой к симметрической, структурой. В тех случаях, когда система носит более сложный характер, то есть система не является цепочной, матрицы В и й могут становиться абсолютно плотными.

Сравнительный анализ существующих решений показывает, что управляемые ВЗС составляют достаточно обширный класс систем, физическая реализация которых основана на применении различных устройств, использующих элементы гидро- и пневмоавтоматики, электромагнитные и пьезоэлектрические устройства. Общим свойством предлагаемых разработок является, по-существу, введение в структуру колебательной системы, а именно такой является расчетная схема в задачах виброзащиты и виброизоляции машин и оборудования, дополнительных обратных связей различной физической природы.

На рис. 1 показаны расчетные схемы, отражающие усложнение системы вводимых дополнительных связей, реализующих принципы управления динамическим состоянием объектов защиты.

о и ][

/тттмштт'

V 1, \/ Л

ЩЯГ1' 7777777Г- >:

Рис. 1. Виброзащитные системы с дополнительными связями в порядке возрастания сложности расчетных схем

Согласно существующей классификации, пассивными элементами считаются устройства, в которых не используются внешние источники энергии. К этим элементам, в первую очередь, относятся массо-инерционные звенья, демпферы и пружины. Активными элементами называются средства, использующие дополнительные энергетические ресурсы. К такого рода элементам принадлежат, прежде всего, различные сервомеханизмы, называемые в иностранной литературе актуаторами (компенсаторами). Обзор известных решений показывает большое разнообразие вариантов построения и реализации активных ВЗС, часть из которых приведена на рис. 2-6.

Общей тенденцией в развитии теории и практики виброзащиты является постепенный переход к созданию ВЗС как особых систем автоматического управления. Параметры динамического состояния измеряются, информация обрабатывается, затем реализуются через каналы усиления по мощности с последующей передачей в исполнительные механизмы. Последние часто принимают форму сервоприводов и могут включать различные вспомогательные механизмы. Усложнение контроля, измерения и обработки информации о динамическом состоянии объектов сближает задачи виброзащиты с задачами вибродиашостики, мехатроники и робототехники. В развитых формах реализации конструкций активной виброзащиты могут использоваться также нейронные схемы управления, алгоритмы адаптации и приспособления управляющих воздействий.

Г

7Т7Т7УГ7.

чМ чЛ",

777

х.м1 !

У

шДп

«м

Рис. 2. Модель вибромашины с автоподнастройкой жесткости опор

Рис.3. Расчетная схема активной виброзащитой системы

Рис. 4. Схема экспериментальной Рнс.5. Схема (а) активной виброзащиты объекта установки с пьезоэлектрическим (б) исполнительного элемента - связки из

актуатором и датчиком деформации пьезоэлектрических сегментов и пружин

Рис. 6. Схема макета кресла водителя: 1) груз массой 60 кг; 2) рычаг соединения кресла с креплением основания; 3) сильфон; 4) демпфер «интеллектной жидкости»; 5) шток с направляющей виброиспытательного стенда; 6) основание стенда.

В этом плане следует отметить появление значительного числа работ, в которых развиваются идеи построения различных специальных регуляторов.

Одним из новых и перспективных направлений стало построение ВЗС как систем автоматического управления с переменной структурой. На рис. 7 приведена принципиальная схема такой системы.

В целом, это подтверждает общую тенденцию целесообразности введения и усложнения представлений обратных связей в структуре ВЗС.

Режим эксплуатации

Внешнее воздействие окружающей среды и других объектов

т

Исходный продует. Энергия

_г

V

Система управления рабочими параметрами

А

Цель управления

Объект управления (ОУ)

Рабочие параметры

Конечный продукт Параметры состояния

=СЕ

Щ)

Г Блок I _Г

Управляющих воздействий (БУВ) Блок управления (БУ) Елок контроля (БК)

Цель

управления

Рис. 7. Принципиальная схема системы управления техническими объектами

по параметрам состояния на основе принципов переключения структуры

Оценка известных результатов, позволяет сделать ряд интересных обобщений. Несмотря на различие элементов пассивной и активной природы, они представляются формами существа связей в составе ВЗС. По мере совершенствования технической базы средств защиты от вибраций и ударов, какие бы конструктивные исполнения не практиковались, происходит усложнение данных связей, в частности, идет развитие их содержания, что выражается в более рациональных способах обработки информации о динамическом состоянии системы, в более эффективных технологиях воспроизведения динамических воздействий управления. Направленность задач анализа и синтеза на рассмотрение различных вариантов построения ВЗС ориентирует на соответствующие ситуации методы автоматического управления и, естественным образом, на развитие структурных подходов.

Таким образом, сделанный сравнительный обзор работ при всей обширности тематики позволяет найти возможности обобщенных представлений в построении систем виброзащиты и виброизоляции. Последнее представляется автору диссертации актуальной задачей, имеющей важное научно-методологическое значение.

Вторая глава диссертации «Структурные подходы в динамике виброзащитных систем» посвящена изложению научно-методических положений структурной теории виброзащитных систем. Рассматриваемый в работе способ построения ВЗС на основе введения дополнительных связей получает расчетные формулы, позволяющие проводить обоснования структурных представлений средств виброзащиты и виброизоляции.

Расчетной схеме ВЗС (рис. 8а) в виде механической колебательной системы (с- упруго-демпфирующее звено) с одной степенью свободы, назовем ее базовой моделью, можно сопоставить некоторую эквивалентную в динамическом отношении САУ - систему автоматического управления (рис. 86).

а)

б)

н

Х(1)

с-г н щ-ф)

Рис. 8. Расчетная схема ВЗС с дополнительными связями (а) и ее структурная схема (б)

В последней имеются прямые и обратные связи с соответствующими элементами, которые обладают вполне определенной физической интерпретацией, вытекающей из соотнесения расчетной и структурной схем на рис. 8а и 86. Передаточная функция системы получает вид

Щр) =

(3),

Мр2 + с + И7, (р) + (р) где ТУ*™ (р) - передаточные функции дополнительных связей (элементов), вводимые согласно принципам управления, в частности, по абсолютному -^"(р) и/или относительному - (р) отклонениям.

Динамика относительного движения в дополнительных связях обеспечивает существенное изменение динамических свойств системы в целом, создает новые динамические эффекты, является основой для управления вибрационным состоянием системы. При этом введение дополнительных связей наиболее простым способом может быть осуществлено на структурной схеме эквивалентной САУ. В общем случае дополнительная связь может быть представлена передаточной функцией в виде дробно-рационального выражения:

(4),

а0 + а,р + а2р +... + апр где аа...а„ > Ь0..Ьт~ постоянные коэффициенты, р - оператор Лапласа.

Автором развивается обобщенный подход, представляющий дополнительные связи в виде цепных структур, выбор ^„(р) для которых интерпретируется частными случаями упрощения состава выражения (4).

Механические колебательные системы, в классической постановке, состоят из типовых звеньев, которые могут быть представлены пружинами, демпферами и массоинерционными элементами. Если принять массоинерционное звено за базовое, имея в виду его свойства как сумматора при построении структурных схем эквивалентных САУ, то пружины и демпферы, а также возможные другие звенья можно рассматривать в некотором обособленном классе элементов. Последние (без учета массоинерционного центрального элемента) могут иметь различную природу и относиться к типовым. Их передаточные функции соответственно определяются следующим образом:

• пружина - усилительное звено: \У(р) = к, где к - коэффициент жесткости пружины;

• демпфер - дифференциальное (дифференцирующее) звено первого порядка: 1У(р) = Ьр, где Ь- коэффициент демпфирования.

Отметим, что набор типовых звеньев в обычной постановке задач виброзащиты и виброизоляции ограничивается вышеприведенным перечнем. В общем случае передаточные функции звеньев типового набора могут быть получены из выражения (4) путем «зануления» тех или иных коэффициентов.

Предложения автора заключаются в том, что в механических системах набор типовых элементов может быть расширен добавлением к вышеупомянутым еще ряда звеньев с передаточными функциями:

• Ж (р) = Ьр2 - звено двойного дифференцирования;

• 1№(р) = — интегрирующее звено первого порядка;

Р д

• 1¥(р) = — - интегрирующее звено второго порядка;

Р

' Щр) ~ Аё°Р - звено чистого запаздывания.

По сравнению с подходами в теории автоматического регулирования предлагаемый набор типовых элементов представляет собой своеобразную группу элементов первого уровня. Более сложные элементы, которые также можно отнести к типовым, могут быть получены путем применения процедур последовательного (как пружины) или параллельного их соединения. Примечательным является и то обстоятельство, что передаточные функции этих типов элементов (их можно назвать типовыми элементами второго уровня), также могут быть получены так же, как частные виды выражения (4) путем определенного набора «нулевых» значений коэффициентов. Последнее формирует некоторую область соприкосновения двух подходов.

В качестве примера рассмотрим особенности соединений типовых звеньев первого уровня.

I. Усилительное звено имеет передаточную функцию \У(р) = к. При последовательном соединении суммарная (приведенная) жесткость пружин определяется по формуле

к{кг

2 =ь,рР2 . (8)

При параллельном соединении суммарная жесткость пружин равняется

К„=к1+к2. (6)

Передаточная функция блока пружин (5 или 6) сохраняет, таким образом, вид усилительного звена IV(р) = кпр. (7)

II. Дифференцирующее звено второго порядка имеет передаточную функцию IV(р) = 1р2. Если оно входит в последовательное соединение с другим таким же звеном, то получаем

Црг+Ь2рг

При параллельном соединении таких звеньев соответственно будем иметь

= = (9)

Исследования показывают, что физически реализация такого типового элемента может быть представлена, например, несамотормозящей винтовой парой или рычажным механизмом.

Свойствами сохранения в соединениях своего исходного вида передаточных функций обладает также звено интегрирования первого порядка, двойного интегрирования и чистого запаздывания (при определенных ограничениях). Отметим, что из рассматриваемых типовых динамических звеньев можно выделить шесть, которые имеют простейшую форму передаточной функции.

Автором рассмотрены возможности построения передаточных функций дополнительных связей, которые могут формироваться как комбинации последовательных и параллельных соединений типовых звеньев. Отметим, что часть таких передаточных функций соответствует упрощенным видам передаточных функций (4). Однако не все виды упрощенных форм (4) могут быть получены путем комбинаторики соединений, что предполагает поиск специальных форм физических представлений дополнительной связи.

Таким образом, в развиваемом подходе принципиальным является возможность представления динамического синтеза как некоторой концепции поиска и изучения различных форм физических реализаций дополнительных связей. В этом плане рассмотрено два направления поисков и исследований.

Первое из них связано с тем, что предложенное расширение типового набора и правила коммутации в механической цепи (последовательное и параллельное соединение) само по себе представляет достаточно конструктивный подход к созданию новых структур дополнительных связей. Сложность и порядок таким образом формируемых структур зависит от состава типового набора элементов.

Второе направление динамического синтеза имеет своими истоками методологические позиции, развитые в свое время в теории автоматического управления. Представление динамических возможностей дополнительных связей через свойства их передаточных функций, имеющих дробно-рациональную форму, открывает формальные возможности рассмотрения большого числа частных случаев, возникающих при «занулении» коэффициентов выражения (4).

В этом случае оказывается, что структуры, полученные на основе коммутативных операций с типовыми элементами расширенного набора, могут быть найдены и другим путем. Такое совпадение дает основание сделать ряд полезных выводов.

1. Использование коммутативных операций на ограниченном наборе типовых элементов дает прогнозируемый в физической реализации вариант построения дополнительных связей.

2. Физическая реализация дополнительных связей имеет вариативный характер и может привести к таким решениям, которые исключают возможность получения результата на основе имеющегося набора типовых элементов.

3. Как следствие двух утверждений мы приходим еще как минимум к двум возможным подходам. Первый из них связан с креативными технологиями поиска новых механизмов и структур. Второй заключается в том, чтобы расширить класс типовых элементов.

4. Можно показать, что методологическая основа построения расширенного типового набора заложена в технологии построения математических моделей задач виброзащиты и виброизоляции. Последнее иллюстрируется тем, что дифференциальные уравнения движения следуют из составления обобщенного уравнения Лагранжа 2-ого рода. Определив кинетическую и потенциальную энергии (определив функцию Лагранжа), в рамках классической теории колебаний легко учитываются все виды взаимодействия, характерные для физических эффектов, связанных с существованием упругих сил, сил тяжести, сил сопротивления, зависящих от скорости и других вариантов построения силового комплекса в соответствующих системах обобщенных координат.

В работе рассмотрены активные устройства как типовые звенья ВЗС. Последние воспринимаются как системы, образующие дополнительную связь, которая представляет собой цепь элементов, предполагающую наличие измерительных и исполнительных устройств. ВЗС, содержащие активные элементы, связанные с внешними источниками энергии, практически становятся системами автоматического управления, работающими в специальных режимах. Функциональная схема активной ВЗС (рис. 9а), трансформируется в расчетную схему (рис. 96). Последняя отражается эквивалентной в динамическом отношении САУ, математические модели которой обнаруживают возможности интерпретации структурными схемами их построений на основе известных правил преобразования.

б)

пассивная часть ВЗС

активная часть (сервопривод)

устройство для преобразования сигнала

Рис. 9. Функциональная (а) и расчетная схема (б) активной ВЗС

Таким образом, построение ВЗС образуется из ряда звеньев, каждое из которых реализует определенные функции. Пассивная часть системы формируется из упругих и демпфирующих элементов, однако перечень подобных элементов может быть расширен, что позволяет ввести в её состав механические цепи, устройства и механизмы. Новыми для активных ВЗС становятся специальные устройства; к ним относятся измерительные и исполнительные устройства, в т.ч. корректирующие звенья и усилители, выполненные на различных принципах при условии обеспечения их согласованности работы в структуре единой цепи обратной связи.

Автором рассмотрены упрощенные подходы к построению математических моделей активных исполнительных устройств (гидравлических, пневматических, электромеханических и электродинамических), что позволяет отнести их к расширенному набору типовых звеньев. В упрощенных вариантах исполнения все они могут быть описаны через передаточные функции, получаемые путем редукции выражения (4). В развитие обобщенного подхода к построению ВЗС рассмотрены каскадные цепи как последовательные соединения комплексов типовых звеньев в составе возможных структур дополнительных связей.

В третьей главе диссертации «Обобщенные динамические связи, их формы и особенности взаимодействия с объектами защиты от вибраций и ударов» рассматриваются конструктивные реализации дополнительных связей, в отношении которых с позиции обобщенного подхода к решению задачи виброзащиты и виброизоляции можно выделить особое направление.

Реализация дополнительной связи рассматривается в виде некоторого механизма, обеспечивающего в процессе относительного движения звеньев возникновение инерционных сил, изменяющих динамическое состояние системы. Механизм, в этом случае, рассматривается как «замкнутая кинематическая цепь, состоящая из звеньев (твердых тел), соединенных кинематическими парами». Механизм в таком понимании имеет одно неподвижное звено (или условно неподвижное), а движение, так называемого начального звена, определяет движение всех остальных звеньев механизма. Число степеней свободы определяет число начальных звеньев. В простейших случаях механизм состоит из начального звена и присоединенной к нему группы Ассура И-рода. Структура механизма

(механической цепи) может быть и более сложной. Показано, в частности, что многим случаям передаточной функции (4) соответствуют физические реализации механической цепи в виде механизмов, в которых осуществляется относительное перемещение тех или иных звеньев, происходит преобразование движения.

Автором рассмотрено несколько вариантов построения дополнительных связей в виде механических цепей, имеющих форму некоторых механизмов (винтовых, рычажных и др.), принимая во внимание специфический характер взаимодействия между звеньями - кинематическую предопределенность.

В частности, рассматриваются оригинальные устройства с преобразованием движения в виде шарнирно-рычажных механизмов. В этом случае, как показано на рис. 10, параллельно упругим элементам вводится двухзвенник (группа Ассура)

Рис. 10. ВЗС с дополнительными связями в виде шарннрно-рычажного механизма: (а) возвратно - поступательных колебаний; (б) с крутильными движениями ш,р; 1- объект массой М\ 2 - основание; 3 - сосредоточенные вспомогательные массы т1 или т; 4,5- рычаги /, и 12; 6,7 - упругие элементы жесткостью с, и с2

Особенностью устройств преобразования движения (УПД) является формирование сил, зависящих от относительного ускорения звеньев, что позволяет качественно изменять динамические свойства системы.

Дифференциальное уравнение движения пассивной ВЗС (в случае схемы на рис. 10.а) имеет вид:

сгпх+сих-Ьпфг + сп<И > (10)

1гВ1

где аи=М + 2т, ; ап = 2/и,/,

h | Sin(<px) U2 5, )

;е„ =C1 + = ; ¿11 = al2b} +2mI/1Cos(9>1); Вi

Д = ^Г [(2 /,с2 Co?2 О,)- c2fSin{<px) + m, gCosfa - [c, JCos{<p,) + mlgSin{<p, )}>,; 1 _

l2Cos(<p2) l2Cos(<p2)

l2Cos(<p2) l2Cos(<p2)

by =/|Coi(9>1)[l + s]+i165'm(i2>1); <p, = + Arp,; <p2 = <p2 + Ap2; /- статическая усадка объекта с массой Л/, <рх, рг - начальные углы установки соответственно звеньев /,, /2.

В предположении о малости колебаний произведена линеаризация уравнения (случай пренебрежения членом ф1) и определены основные свойства системы. Данная система обладает приведённой массой и приведённой жесткостью, зависящими от геометрических параметров системы (начальных углов р, и <рг соотношения дайн тяг /, и /2, масс т, и времени), что может обеспечить потенциальные возможности управлять в определенном диапазоне вибрационным состоянием системы. Частоты собственных колебаний и динамического гашения определяются

соответственно по формулам а^б=—,а2г=—. В результате численного

ап ап

эксперимента были получены зависимости частот тсоб и сог для различных значений физических параметров системы (рис. 11,12). Как показывают графики, увеличение масс грузов щ (за счет выбора параметров механизма) позволяет значительно снизить как частоту собственных колебаний, так и частоту режима динамического гашения, следовательно, позволяет повысить эффективность виброизоляции объекта.

Рис.11. Графики изменения частоты со^д (точечная кривая) и юг (сплошная кривая) от величин масс дополнительных грузов

Рис. 12. Графики изменения коэффициента а12 в зависимости от

начальных углов установки ср,(ср2) и

соотношения длин рычагов

1,

Важным является то, что приведенная масса и приведенная жесткость механизмов зависят от геометрических параметров систем, что позволяет находить новые конструктивно-технические решения и рациональные реализации для обеспечения построений ВЗС. Кроме того, используя возможности замены вращательных пар поступательными, можно предложить целое семейство систем, в которых реализуются различные варианты преобразования движения. Наряду с этим, представляет интерес направление реализации эффектов динамики, связанных с крутильными колебаниями и механизмами вращательных движений (типа схем рис. 1 Об).

Крутильные колебания, например в силовых передачах, с позиции структурной теории представляют аналогичную возвратно-поступательным колебаниям форму движения. Однако, в этих представлениях имеется своя специфика, которая обусловлена различиями в физической интерпретации элементов системы, их связей и подлежит отдельному рассмотрению.

В частности, рассмотрены динамические свойства крутильных систем, в которых дополнительные связи имеют вид, например, зубчатых механизмов. Один из примеров такого рода систем защиты на основе планетарного механизма приведен на рис. 13 а, соответствующая структурная схема показана на рис. 136.

б)

а)

т.

Рис. 13. Расчетная (а) и структурная (б) схемы крутильной системы при кинематическом воздействии

Передаточная функция этой системы при кинематическом возмущении определится из выражения

р2ги/с1(г + 1) + К

Ф|.

]г + пт,1г + пЗс{[ л-1)

+ К

где I- передаточное отношение, п- число сателлитов планетарной передачи.

При силовом возмущении структурная схема будет иметь иной вид, а передаточная функция системы соответственно

К

м2 р2 |у2 + пт/ + д/е.(| +1)2

+ К

(12).

Из анализа следует, что частота собственных колебаний (при кинематическом и при силовом возмущениях) определяется выражением

К

'

(13)

^ + пт/ + п1с(1 +1)2 а частота динамического гашения реализуется только для случая кинематического возмущения -

г^.^у (14)

и/сф + 1)

При больших частотах колебаний (р -» со) в случае кинематических возмущений система "запирается" и обеспечивает постоянный коэффициент передачи амплитуды колебаний, который меньше единицы

^'(»• + 1)

' \р-X»

И Р%

(15)

но в случае силовых возмущений этот эффект отсутствует, а | 1У(р) | 0.

В работе были изучены дополнительные связи на основе планетарных механизмов с наружным и внутренним зацеплением.

Различные варианты исполнения дополнительных связей могут быть предложены путем комбинаций рычажно-зубчатых механизмов, которые представлены расчетными схемами колебательных систем на рис. 14.

Рис. 14. Варианты

расчетных схем ВЗС

с рычажно-зубчатыми

механизмами:

а - наружное зацепление;

б - внутреннее

зацепление;

в - эпициклическая

передача;

г - передача через

зубчатую рейку

Особенностью данных ВЗС является то, что приведенные массы объекта защиты и режимы динамического гашения зависят от параметров и рычажных и зубчатых механизмов.

В свою очередь, рычажные механизмы как дополнительные связи могут быть введены в состав вращательных передач с крутильными колебаниями. Один из вариантов построения рычажных вращательных систем приведен на рис. 15. Дифференциальное уравнение принимает вид

(16),

( , та2 та2ctg2a, („7*, 1 2 2")

Ц +-i +l * + а 1ср, =

(та2 та2ctg2a, ].. („ 2„ 1 2 2^ г

= —---2 ф +1 к + a¿K¡ +-mta¡c4 I<p + a^mco;,

где а = /3 sin ß0, ai = l\ sin ao, a%~ a ctg ai. Выражение для частоты собственных колебаний

К 4 а1 К, - - ma&al

_'2 или 2

МО /. , 2 \

Ji+~Y (l+ctg2a,)

исоб-

К + alKt -imcojaj

А+-.

(17).

Рис. 15. Расчетная схема крутильной системы колебаний с передачей вращения через рычага

2 sin a,

Отметим, что константа в правой части дифференциального уравнения (16) приводит к смещению положения статического равновесия и при определении частотных свойств системы может не учитываться. Как видно из выражения (17) при скорости вращения

и„ =

Ык + а1^)

та,

(18)

в системе появляется возможность выходить на режим «псевдонулевой» («квазинулевой») жесткости, который обеспечивает динамический эффект исключения при определенных условиях влияния кинематического воздействия на систему, порождающего крутильные колебания.

Вместе с тем, в этой системе возможен и режим динамического гашения при частоте

1

¡К + а1Кх + ~ т<й\а\

®ди„ =

та

(l-ctg2a,)

(19)

Отметим, что при ctg ai = 1 наблюдается эффект исчезновения режима динамического гашения.

Передаточная функция рассматриваемой системы с рычажным двухзвенником (рис. 15) при кинематическом возмущении имеет вид:

та

Ф

(l - ctg2at)p2 + К + a2Kl + -malal

та Л . 2 \

(1 + ctSai)

р1 + К + агКх -1 тв^а\

-. (20)

Анализ этого выражения показывает, что в систему вводится дополнительная связь по относительному отклонению. Характерной особенностью такого построения является то, что приведенная жесткость зависит от угловой скорости установившегося движения, что позволяет рассматривать эту систему в качестве своеобразного вращающегося маятника («маятникового гасителя колебаний»),

■ При р-> оо система "запирается", как было ранее отмечено, т.е.

-(1 -ctg2ax)

^i+^-O+ctg2«,)

(21)

а в критическом случае (ctg2 oti > 1) коэффициент передачи амплитуды колебания стремится к нулю.

В качестве устройства преобразования движения для системы передачи вращения с крутильными колебаниями может быть также использован механизм, дополнительная связь которого реализуется как несамотормозящийся винтовой механизм (рис. 16). Винт шарнирно прикреплен к точке А, гайка-маховик установлена в подшипниках, корпус которой прикреплен шарнирно в точке В. Устройство снабжено пружиной - Ку и демпфером вязкого трения - Ci-При кинематическом возмущении cpi(0 гайка-маховик совершает возвратно-вращательное движение с углом поворота щ. В этом случае, кроме упругой силы и силы вязкого трения, к объекту защиты могут быть приложены силы, вызванные инерцией гайки-маховика и сухим трением в винтовой паре.

Рис. 16. Расчетная схема крутильной колебательной

системы с пружиной, демпфером и механизмом винтовой пары

Дифференциальное уравнение движения системы запишется в виде

гср

или у]ф1=Х(ф_ф1)+с(ф_ф1)+^!1^)1е(р±р), (22)

гя>

где 3 - момент инерции гайки-маховика; ф - угол поворота гайки-маховика; гср - средний радиус винта; р - угол подъема винтовой линии; р = ап^ f -угол трения (/■ - коэффициент трения пары винт - гайка), К=К\1, С=С\1, J=J^l. Учитывая кинематическую связь ф2 =(Х,,-Хг)гс^Р и вводя обозначение I" = + р), уравнение (22) запишем в операторной форме

К1(ф-ф|) + С1р(ф-ф,) + 1"р2(ф-ф1)_-.

-—1 Ф1 (¿3)

¡¡р

Таким образом, включение в крутильную колебательную систему устройства с преобразованием движения, как и в системе возвратно-поступательных колебаний, эквивалентно введению в структурную схему дополнительной связи, зависящей от ускорения (дифференцирующего звена второго порядка).

Интересным развитием концепции шарнирного двухзвенника, является использование возникающих за счет вращения механизма центробежных сил, как это показано схемой на рис. 10 б. Пусть =/2 =/, а углы отклонения между вертикальной осью, проходящей через центр масс объекта и направлениями рычагов (тяг) соответственно р = а.

Дифференциальные уравнения движения системы имеют вид

М + ^ + (с - 4 тЛ\т]р }г = + (с - 4тс122а>2р )у - 4 тй,йго>]р (24),

где согр - угловая скорость шарнирного двухзвенника вокруг вертикальной оси;

_ 1 + /Р2ОГ _ 1-»2аг , . . 1

т - массы груза сочленения; (). = —|—; =—; с1, =-,

tgгa tga

Откуда частота собственных колебаний и частота динамического гашения соответственно определяются:

\c-4mdX

°>Соб= -]-- ; (25);

(26),

-мвг 2

где с- жесткость вертикального упругого элемента подвески объекта.

Как видно из (24), приведенная жесткость системы С^ ^с-Атс122со21р, как и частоты собственных колебаний (25) и динамического гашения (26), зависят от геометрии системы - а,/3,1, угловой скорости вращения механизма -тер, а также от массы дополнительных грузов - т.

На рис. 17-19 представлены зависимости динамических свойств системы от определяющих характеристик механизма дополнительной связи.

-------

î у V V"

• 5 M Ii 39

. 1 i iL ! ; i : i !

— А Г i г. rrp '"i j \ Si: „J-Xj-J "ТТЛ 1 5 i

[4 *

ч л j

—

'» к м а м ! и и

Рис. 17. График С от ш Рис. 18. Графики кривых

Л ТС 7t

при« 1).— ; 2). — ; 3). —

(сплошная) и й)г (точечная) от угла а

Рис. 19. График К от угла установки звеньев а при

M/m 1)1; 2) 2; 3) 4; 4) 7.

Из графика зависимости приведенной жесткости системы С^от юер (рис.17) видно, что с увеличением скорости вращения механизма вокруг своей оси, жесткость системы постепенно убывает. Более того, уменьшение жесткости зависит от первоначального угла установки звеньев, -чем меньше этот угол, тем быстрее убывает жесткость. На рис. 18 показана зависимость частоты собственных колебаний шюб и частоты динамического

гашения а,. от начального угла установки. В промежутке частота

динамического гашения возрастает, и при а -»^, юг -»». Частота собственных колебаний возрастает на всем промежутке, однако

при этом частота собственных колебаний всегда меньше частоты динамического гашения. Коэффициент отношения частоты собственных колебаний системы к частоте динамического гашения запишется следующим образом:

й>Л„„

c-Amd\(o

c-4md]a2 \mQ>

\mQ2 M+^mQ,

ctga-\

2 — +1 / sin or m

(27).

График на рис. 19 показывает влияние соотношения масс M/m на величину К.

Развитие структурного подхода, как показано автором в третьей главе, опирается на аналогии, существующих между двумя классами систем, совершающих либо возвратно-поступательные, либо возвратно-крутильные колебания. Показано, что достаточно разнообразные механизмы в составе систем виброзащиты могут быть классифицированы как частные случаи обобщенной динамической связи, которые с единых позиций позволяют не только рассматривать известные построения, но и устанавливать оригинальные направления для поиска новых технических средств. На ряд предложений по результатам исследований, проведенных автором, получены российские патенты.

Четвертая глава диссертации «Математические модели и подходы к оценке виброзащитных систем и способов введения обобщенных динамических сил» посвящена вопросам развития методологических позиций в задачах оценки эффективности и динамического синтеза ВЗС при введении в структуру последних дополнительных связей.

Характер связей и реализуемый при этом принцип управления (по относительному или абсолютному отклонениям объекта защиты, а также внешнему возмущению) существенным образом влияет на свойства системы с учетом того обстоятельства, что большое значение имеет и сама конструктивная схема установки активного элемента. Необходимо принять во внимание, что в большинстве случаев приходится учитывать и влияние противодействия при реализации управляющей силы.

Эффективность введения активных связей оценивается путем сравнивания значений амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) системы без дополнительных связей (исходной системы) и системы с учетом дополнительных связей. Условие эффективности вибрационной защиты имеет вид

АпО)- Ай(а)> 0 или ^-<1 (28)

Л

где Ап(о1),Аа (©)- АЧХ в диапазоне частота для пассивной и активной систем.

Автором рассмотрены основные законы преобразования информации (или управления) для цепи в виде структур обратной связи, следующих из выражения дробно-рациональной функции (4). Полученные условия эффективности (28) представляются в виде полиномов от частоты о. Для конкретных законов управления можно определить частотные диапазоны эффективности. В ряде случаев для исследования динамических свойств активных ВЗС в области низких частот (присущих областям назначения активных систем) достаточно рассмотреть передаточную функцию дополнительной цепи не сложнее вида

КМ^ (29),

е+ар

что позволяет оценивать влияние структур конкретных законов управления, в частности, пропорциональный (Ь = с1 = 0), дифференциальный (а = 0, 6 = 0), интегральный (Ь = е = 0), апериодический (Ь = 0) и закон общего вида - (29). Это может быть достигнуто либо понижением порядка передаточной функции (4), либо путем введения специальных корректирующих звеньев. Отметим, что необходимо учитывать тот факт, что условия эффективности должны быть исследованы с полным учетом всех факторов работоспособности, т.е. по условиям устойчивости.

В общем случае размеры зон эффективности зависят от величины коэффициентов усиления в цепи обратной связи и запаса устойчивости системы, которая определялась на основе критериев Рауса-Гурвица. Для определения границ эффективной работы автором использовался графоаналитический метод.

Условия эффективности (28) для ВЗС с учетом (29) можно написать в виде AZ, + BZ2 + CZ+D> 0, (30)

где Z = и2; А = -2c¡mdb; В = -2c¡ame - 2c\ad - 2mk\db + c¡b2 + 2c\e + 2c¡k0d + 2c\b; С = -2k¡ame - 2k¡cr,a - 2c¡aeka + a2c02 + к\Ь2 + 2k2c0eb + 2k¡db,; D = 2k¡ea + a2k¡.

Если принять, что силы вязкого трения в системе малы (с0 =0), то A¡ = 0; 5, = -2mkldb; С, = -2к2ame + 2k¡db; D¡ = 2k¡ea + a2k¡ .

С учетом возможных величин, которые могут принимать параметры системы, условие эффективности (30) преобразуется

-AZ3 +BZ2 +CZ+D>0, (31);

-AZ3 -BZ2 +CZ + D>0, (32);

-AZi-BZ2-CZ+D> 0, (33);

-AZ3 + BZ2 - CZ+D > 0, (34);

Соответственно при c0 = 0

-BKZ2 + C¡Z + Д > 0, (35);

-B^-qZ+D^O, (36).

Обозначив в неравенствах (31)-(34) и (35)-(3б) сочетания слагаемых через функции F, можно провести графический анализ, результаты которого приведены на рис. 20. Точки пересечения 1,2,3,4 кривых F = -AZ3±BZ2 с прямой F -+CZ+D определяют границы зоны эффективной работы, размер которой зависит от знаков и величин A,B,C,D. Показано, что активная ВЗС может оказаться эффективной по сравнению с пассивной только в области низких частот. Соотношение параметров, характерное для случая (рис. 20а) более приемлемо по величине зоны эффективности, чем в случае (рис.206). Для систем со слабым демпфированием (со=0) анализ упрощается, так как 4=0. Для этого случая графики приведены на рис.20 в,г.

Рис. 20. Определение границ эффективности АВЗС по условиям (31)-(36): а), при 00 (31,32); б), при С<0 (33,34); в), при со=0, С^О (35); г), при с0=0, С,<0 (36);

Условия устойчивости системы в случае закона общего вида (29) согласно критериям Рауса-Гурвица имеют вид

те2с0+с1с!е+с(1с12к0+Ь(те + с0(1)-тс!а>0. (37).

Для случая с0 = 0 соответственно получим Ъте-тйа > 0 или Ье-<1а> 0 (38).

Условия устойчивости для частных случаев законов управления: пропорционального, дифференциального, интегрального, апериодического -выражения (31)-(3б) упрощаются. Так, например, при ¿ = 0 или а-0, что соответствует классу дифференцирующих законов, система устойчива при любых значениях параметров системы.

Учет нелинейных факторов в ВЗС строится на рассмотрении типовых нелинейностей, которые могут отражать модели дополнительных связей, при использовании методов гармонической линеаризации для известных предположений, что соответствует реальным возможностям структурных подходов. В диссертации представлены результаты сравнительного анализа особенностей влияния на границы устойчивости работы активной ВЗС в зоне эффективности на основе метода О -разбиений.

Реакции активных ВЗС на ударные воздействия моделировались применением единичной ступенчатой функции, получены необходимые аналитические соотношения для определения показателей качества переходных процессов; произведен сравнительный анализ особенностей пропорционального, интегрального, дифференциального и апериодического законов управления в цепи обратной связи.

Автором рассмотрены обобщенные задачи оценки эффективности ВЗС при введении управляющих сил. Если на определенную механическую систему действует несколько сил и при этом необходимым является формирование некоторого одного управления, то такой подход может быть реализован с помощью одноосного динамического гасителя или амортизирующего устройства, которое обеспечивает воздействие в выбранной точке, но такое устройство не влияет на основание и не изменяет структуру исходной модели, предоставляя возможности точечного силового воздействия. При учете того, что сила Р({) приложена в точке А объекта защиты в заданном направлении, а сам объект движется по закону то задачей формирования управления в общем случае может быть изменение одного из параметров вибрационного поля, например, перемещения в направлении некоторой другой точки В - рис. 21).

. г в

В А, Н , /

ЧЧЧЧ ^С^ч

Рис. 21. Принципиальная схема выбора параметров для одноосного амортизирующего устройства

Полагая, что до введения управления движение точки В происходило по закону §в (/), запишем

zB{t) = Ut)+WJB(p)P(t), (39)

где Wab(p) - передаточная функция - «перемещение по силе» или оператор динамической податливости. Формирование управления требует соответствующих средств, например, имеющих wz - передаточную функцию обратной связи, и может быть определено как

т = -»Лр)*в(0, (40)

что означает введение отрицательной связи. Подставляя (40) в (39), получим

или zB(t) = (42)

где ^(pHi + JMpMO»)]"' (43)

характеризует связь между перемещением точки В в системе с управлением через перемещение той же точки в системе без управления, что дает возможность оценить эффективность виброзащиты. Если ^e(t) = ^cosat, то из (42) следует, что

2 в (0 = zo cos(ft>i + i?) = (/¡а)| cos\at+arg Я, (to)]. (44).

Величина ' £„И = = [1 + ('«)]"' (45),

равная отношению амплитуд гармонических процессов zB(t) и £,(/) может быть названа коэффициентом эффективности на частоте со. Чем меньшеKQ(a>), тем эффективнее виброзащита.

Частным случаем описанной постановки задачи является ситуация, в которой управляемым параметром является перемещениеzA(t) точки А, совпадающее по направлению с линией действия управления P(t); когда WAB(p) совпадает с передаточной функцией Wa(p) (или динамической податливостью), тогда

ВД = [1 + Г„(«®К(гю)Г (46)

а условие эффективности в этом случае принимает вид

«^Д (47)

где W\ = Wt(p)~l - передаточная функция «сила на выходе по отношению к перемещению на входе» или динамическая жесткость объекта защиты в точке А. Из (47) следует, что управление эффективно на тех частотах, на которых |й^(|7»)|мало, то есть на резонансных частотах объекта. Это

происходит из-за того, что при установке виброзащитных устройств исходная система изменяет значение резонансных частот. Условие (47) выполняется и на тех частотах, на которых jw, (/о)] становится большим. В общем случае, увеличивая коэффициент усиления в цепи обратной связи, можно увеличивать |wz (¿<э)| и, тем самым, повышать эффективность виброзащиты.

Автором рассмотрены различные варианты введения управляющих сил и учета особенностей вызываемых ими динамических реакций.

Как известно, линейные пассивные ВЗС всегда являются асимптотически устойчивыми. Введение дополнительных связей активной природы может привести к неустойчивости системы. В качестве примера рассмотрим систему (рис.22 а,б), активное устройство которой формирует силу Р(/), зависящую от интеграла абсолютного перемещения х.

а) иипинт р/л

Н<)

МММ

ТПТЯтггтп Ь

Рис.22. Расчетная (а) и структурная (б) схемы одномерной ВЗС с управлением Р(/) по интегралу от смещения х

Если является внешним динамическим воздействием, то

уравнение движения массы т имеет вид

(тр2+Ьр + с)х=Г({) + Р(1), (48)

подставляя в которое

к

Получим

кл

тр1 +Ьр+с+— х = .Р(/), Р)

(49)

(50)

или, используя структурную схему (рис.22 б), определим передаточную функцию замкнутой системы

- Г тр +Ьр +ср+к

(51)

Записав характеристическое уравнение в форме

тЛ'+ЬЛ'+сЛ+к^О, (52)

применим к нему критерий Гурвица и получим условия асимптотической устойчивости

т>0,Ь>0, с>0, к>0, тк<Ьс. (53)

Последнее, отражает такое обстоятельство, что увеличение коэффициента усиления обратной связи к не может быть безграничным, предельное значение которого имеет вид

(54)

*

шах

т

При динамическом синтезе активных ВЗС большое значение имеет место установки измерительного устройства, дающего информацию о параметрах вибрационного поля (точки наблюдения), и места приложения управляющего воздействия, формируемого дополнительной обратной связью (точки приложения или управления). При выборе точек необходимо учитывать значения собственных форм объекта в точках наблюдения или приложения.

Пятая глава диссертации «Активные электрогидравлические виброзащитные системы» (ЭГАВЗС) посвящена задачам построения активных систем, в которых дополнительная связь выполнена в виде электрогидравлического механизма (сервомеханизма), обладающего источником внешней энергии. Унифицированная схема построения такой системы представлена на рис. 23. Автором рассмотрено два варианта возможностей реализации этих систем: на основе дроссельного привода с переливным клапаном (принципиально -расчетная схема приведена рис. 24) и на основе насоса регулируемой производительности.

Вход

Рис. 23. Унифицированная схема активной виброзащитной системы (АВЗС)

В предположении, что в силовой активной части системы используются золотники с малым перекрытием, сухое трение поршня и штока незначительны, масса поршня и цилиндра малы по сравнению с массой объекта защиты; трение в основном сосредоточено на нагрузке, насос постоянной производительности и переливной клапан идеальны, длина гидравлических магистралей системы невелика, составлены дифференциальные уравнения гидравлической виброзащитной системы.

Уравнения ЭГАВЗС (рис. 24) запишутся:

л,. , л V, [квх-Ц?р,приО<|х|<х3

8 + = в г,--(55)

4(11 «И ^ 2Е <11 х„^Л-|Ар|^Др-1р,при |х|£х„

- уравнение гидравлической части;

(56>

-РЛ (57)

(58)

■ уравнения механической части;

-х = Г(г„г) (59)

■ уравнение информационной части.

В уравнении (55) *

ц дх

.„-коэффициент усиления расхода по

= коэффициент скольжения нагрузочной характеристики

перемещению золотника а: при отсутствии нагрузки на гидродвигатель; фиг

золотника; к. = 0 - коэффициент усиления давления при нулевом

Зх Го

расходе через гидродвигатель. Первое выражение правой части (55) определяет перемещения золотника в линейной зоне (малых колебаний) 0<|х|<х,, второе выражение - в нелинейных зонах (больших перемещениях золотника) х„<\х\<хти |х|>х„. В выражениях (55-59) обозначено: V -объем рабочей полости гидродвигателя (цилиндра) с эффективной площадью^,; рР - перепад давлений на поршне гидроцилиндра; 2, - расход через гидроцилиндр; Е -объемный модуль упругости рабочей жидкости, кщ- приведенный коэффициент жесткости,

—=—+—+—, где к2,к, ,кж коэффициенты жесткости упругих соединений

К \ кж

штока гидроцилиндра с объектом защиты (г") и корпуса гидроцилиндра с основанием (г'), коэффициент жесткости рабочей жидкости в магистралях; *„=*, при Хя=хт при \х\>хт\ Др = {рп-ре)81ёпх ; Р, =р„-ра

давление питания гидродвигателя, рн - давление насоса, ри - давление слива

рабочей жидкости; = рЬх„ I— - гидросопротивления дросселирующих окон

\Р

золотника при хн=хт, ц - коэффициент расхода гидрораспределителя, Ъ-параметр дросселирующего окна с площадью А = Ъх, р - плотность рабочей жидкости; г- коэффициент объемных потерь (утечек - перетечек) золотника; Ягёпх - функция Кронекера так, что%их=1 при x>Q■,Signx~l при хчО; Signx= 0 при х = 0; F„f)- силы сухого трения при движениях объекта г при наличии, в частности, гх - кинематических возмущений.

Вид и структура уравнения (59) информационной части обратной связи в системе уравнений движения активной виброзащитной системы определяется используемым в ней принципом и законом управления. Уравнение обратной связи учитывает динамические свойства датчиков, устройств формирования закона управления, электронного и электрогидравлического усилителя, электромеханического преобразователя.

При использовании принципа управления по абсолютному отклонению

объекта закон ~х=/(г) из выражения (59) в случае линеаризации системы принимает вид

= (60) где - формируемая передаточная функция алгоритма (закона)

управления (4) или (29), которая должна быть выбрана по критериям работоспособности ЭГАВЗС: условиям эффективности (28) и устойчивости.

С учетом введения упругих элементов исходное уравнение

системы следует привести к виду, удобному для представления в форме структурной схемы:

тр2 + Сйр + ¿о + /и рг+-

РК„+-

к°

С0р + к0+-

к0

Р ,

к"

+

(61)

При малых перемещениях золотника и отсутствии сухого трения составим модель динамики ЭГАВЗС, подставляя выражение (60) в уравнение (61). Модель получает интерпретацию в виде структурной схемы (рис. 25), которая позволяет на основе поиска синтезировать управление в системе.

Рис. 25. Структурная схема электрогидравлической ВЗС при малых перемещениях золотника

Передаточная функция системы зависит от вида обратной связи, которая определяется законом обработки информации о состоянии объекта. Эффективность ЭГАВЗС зависит от многих факторов. Автором рассмотрены особенности поэтапного учета свойств гидравлической части системы в зависимости от величины перемещения х. На основе линеаризованных моделей проведены исследования влияния законов управления в рамках (29) с оценкой эффективности ЭГАВЗС (по методологии гл. 4), которые могут быть в установившихся и переходных режимах с учетом устойчивости.

В случае отрицательной обратной связи, например, при интегральном законе, когда* = к, передаточная функция системы запишется

ер1 +с10р

w =

"общ

, , кпа

d1pi+d2p,+dip + ^-

(62)

Коэффициенты в формуле (62) обозначены с учетом (61). Система является устойчивой при соблюдении неравенства, записанного согласно критерию Гурвица и преобразованного к виду гк'п

кеа S.d''

+ КрК0т

к2т"

пр

ч ^■J 2 +КРс0 К] 2 + К 1Л

(kV s„ + 2кпрС0т |Ч1 W +С2

(63)

Для рассматриваемой модели ЭГАВЗС, условия эффективности (28) принимают вид Ггс1т 2т\

2т кдС0

2mkfa 2фД 2ф,

Ка

Кр

(clbl 2klb, 2Hb, 2kfäCA)

(62)

klbl

>0.

Полагая а1 = у, выражение (62) можно представить в виде: ~У\ +у\ + у\ - ydu +еи>0, где

(63)

2 С2т 2 т\ 2

а =—2—+-2-+/л2 +

к„, к„

2(> t 2к\т

4 k0mC,klr

К л

..¿S л пр i пр п

^ 2 kjmb, IClhklK 2С\кЛ_2СХ . _ C2b2 2к20Ь2^СЛ к2Ь,2

Си — - , : >«ц — , Н г + 2 — 2 •

М. ^ КРч ai ai а, Kp<h а,

С учетом обозначений у, =у\ -у\ и уг =у2си -yd4 +еи (64)

условие (63) можно записать: у2 - >>, > 0. (65)

Характерный вид кривых и у/ приведен на рис. 26. Условие эффективности соблюдается, если значения функции yi лежат ниже кривой у2 (графическое изображение условия - заштрихованная область на рис. 26).

Рис. 26. Области эффективности ЭГАВЗС в случае интегрального закона управления в цепи

обратной связи (W(p) = — ).

dp

В рассматриваемом случае ЭГАВЗС дает возможность получить выигрыш по сравнению с исходной пассивной системой в области частот, ограниченных снизу со = 0 и сверху - предельным значением ю =

Изменяя параметры, определяющие закон управления, можно обеспечивать трансформацию зон эффективности. Выигрыш от введения в механическую систему обратной отрицательной связи с интегральным законом, показывает анализ амплитудно-частотных характеристик, приведенных на рис. 27.

-з—-у »'-?-з'-^ »'-f-г

Рис. 27. АЧХ ЭГАВЗС в случае интегрального управления при различных вариантах выбора параметров (кривые: 1 - пассивная система; кривые 2,3,4 -активная система, в т.ч. 2 -к = кту; 3 - к = 0,5кпт; 4 - к = 0,\кт), )

Для рассматриваемого случая преимущество от введения активных дополнительных связей заметно лишь в области почти "нулевых" частот возмущений, в основном благодаря тому, что при а - 0 передаточная функция системы становится равной нулю. Поэтому АЧХ начинаются в начале координат (см. рис. 27); система является астатической к внешнему воздействию. Увеличение приведенной жесткости несколько сдвигает резонансные явления в область более низких частот, увеличивает размах колебаний на границе устойчивости, понижает передачу амплитуд при удалении границы. При достаточно больших кпр для малых коэффициентов усиления АЧХ практически совпадают для различных приведенных

к Ь

жесткостей. Одновременно при этом, для любых значении заметно

проявляется влияние пассивных связей при значительных частотах. С уменьшением коэффициентов усиления связи для фиксированных к„р уменьшаются колебания объекта в резонансных режимах.

Исследования показали, что выбор закона управления дополнительной цепи обратной связи существенно влияет на динамические свойства системы виброзащиты, в частности, на реакции при гармоническом возмущающем воздействии. Рассмотренные варианты формирования алгоритма управляющих воздействий позволяют получить выигрыш от введения в механическую колебательную систему обратной связи по абсолютному отклонению. Реализовать выигрыш удается в случаях отрицательной обратной связи. Эффективность активной виброзащитной системы существенно зависит от вида передаточной функции дополнительной цепи обратной связи. Наиболее целесообразен дифференцирующий закон управления при значительных приведенных жесткостях систем, пропорциональный закон при больших коэффициентах усиления дает возможность получить удовлетворительные результаты менее эффективные, но зато при наибольшей простоте реализации.

В диссертационной работе приведено описание созданной установки в виде полунатурной реализации ЭГАВЗС и результаты экспериментальной исследований, которая позволили дать оценку работоспособности системы и провести опытную проверку достоверности положений, заложенных в теоретические исследования и расчетные обоснования.

Принципиальная схема экспериментальной установки ЭГАВЗС представлена на рис. 28. Объектом защиты является однородный диск массой М. Его перемещение, вызванное движением основания системы, компенсируется активным элементом (2), выполненным на основе электрогидравлического сервомеханизма. Входной информацией дополнительной активной связи является перемещение объекта, которое фиксируется датчиком (3) абсолютного перемещения, состоящим из тензоэлементов, запшываемых напряжением постоянного тока, вырабатываемым тензоусилителем (5). При смещении объекта от среднего положения (при котором пластина не нагружена) в металлической балочке, один конец которой закреплен неподвижно, возникают напряжения, с одной стороны, сжимающие, с другой - растягивающие тензоэлементы. За счет разности омического сопротивления тензоэлементов на выходе дифференциальной схемы появляется напряжение, величина которого пропорциональна смещению, объекта, а знак соответствует направлению смещения от нейтрального положения.

Датчик относительного перемещения (4) объекта и основания выполнен аналогично. Коэффициент усиления датчика определяется длиной консоли пластины и коэффициентом передачи тензоусилителя. В качестве устройства формирования закона управления (6) применена аналоговая электронная моделирующая установка (ЭМУ) МН-7, операционные усилители которой выполняют также роль первого каскада усиления сигналов рассогласования показаний датчиков абсолютного и относительного отклонений. Аналоговая машина позволяет путем коммутирования операционных усилителей набирать необходимый вид корректирующих цепей с нужными параметрами и дает возможность менять не только алгоритм формирования сигнала управления, но и величину коэффициента усиления и постоянные времени.цепи обратной активной связи.

Источником кинематического возмущения является электромеханический виброударный стенд. Амплитуда возмущения устанавливается величиной эксцентриситета сменного кулачка стенда. Частота возмущения определяется скоростью вращения кулачка. Для моделирования переходных процессов устанавливается ударный кулачок с резким изменением профиля, при этом свободное движение системы происходит в течение времени одного оборота кулачка. Градуировка частоты возмущения произведена на пульте управления виброударным стендом. Диапазон изменения частот составляет от 0,05 Гц до 10 Гц.

Движение объекта защиты при замкнутой системе фиксировалось на шлейфовом осциллографе, по сигналам датчика абсолютного перемещения, который подключался к системе после тензоусилителя параллельно. При помощи трехдекадного переключателя на аналоговой моделирующей установке производилось изменение коэффициента добротности системы, т.е. общего коэффициента передачи, всех элементов, включенных в дополнительную активную цепь обратной связи. При этом коэффициенты передач всех звеньев системы, исключая МН-7, были установлены такой величины, что при переключении трехдекадного преобразователя в крайнее положение (Х„=0), в системе наблюдался автоколебательный режим движения (или потеря устойчивости в виде колебательной границы).

Соответствующие динамические характеристики системы определялись для =100(Д„о = 0),*^ =0,7*™Ата =0,35*™, при

максимальном коэффициенте передачи а для апериодического закона управления, кроме того, для величин 2]= 0,1, = 0,01, соизмеримых по величине с постоянной времени игольчатого гидроусилителя.

Реакции экспериментальной активной виброзащитной системы определялись для гармонического закона возмущающих воздействий при отрицательной обратной связи с пропорциональным и апериодическим законами управления при их различных параметрах. На рис. 29 приведены амплитудно-частотные характеристики замкнутой системы для пропорционального закона управления.

Рис. 29. Амплитудно-частотные

опытные данные, сплошными линиями - расчетные зависимости.

различных значений амплитуды гармонического входного воздействия: я)Авх = 1,25 мм; б)Аа - 0,5 мм. Штриховыми линиями показаны

характеристики опытной установки ЭГАВЗС для пропорционального закона управления. Графики приведены в случаях

Приведенные графики показывают, что по характеру амплитудно-частотных зависимостей активная виброзащитная система на основе следящего гидропривода близко соответствует выбранной теоретической модели. Наибольшее совпадение наблюдается в области низких частот. Исследования свидетельствуют, что резонансные частоты, определенные опытным и расчетным путем, также совпадают.

При незначительных по величине частотах сдвиг фазы между колебаниями системы на входе и выходе объекта близок к 90°. По мере повышения частоты сдвиг фаз изменяется и в пределе стремится к нулю. В области высоких частот пропускание сигналов хуже за счет наличия запаздывания в системе по сравнению с идеальным типовым дифференцирующим звеном. В определенной степени происходит своеобразное запирание активного элемента, вследствие чего воздействие со стороны основания системы почти «жестко» передает возмущение объекту за счёт «закритического» демпфирования и очень большой жесткости гидросмеси в полостях исполнительного устройства.

Характеристики, приведенные для различных коэффициентов добротности системы, значительно отличаются. Чем выше коэффициент передачи всех элементов дополнительной обратном связи (или корректирующего устройства), тем до более значительных частот сохраняется сдвиг фаз в 90°. Причем это изменение происходит менее интенсивно при более значительных величинах добротности. При критическом коэффициенте усиления система находится на границе устойчивости. При возмущениях, незначительных по частоте и величине, сохраняется устойчивость движения в несколько большей мере, а далее система впадает в автоколебательный режим, причем со значительной амплитудой движения.

Характеристики, приведенные на рис. 29 а,б отличаются различными по величине амплитудами возмущающих воздействий. Характеристики указывают на влияние величины амплитуды входного сигнала. По мере приближения амплитуды возмущения к амплитуде автоколебаний системы на границе устойчивости 0,2 см.) энергичнее происходит увеличение коэффициента передачи амплитуд колебаний. Так в случае (рис. 29 а) Аг:х = 0,12 см, например, для и = 8 сек'1, сдвиг фаз более 90°, а при Аех = 0,05 см. сдвиг фаз менее 90°. Зависимость выходных координат системы от величины входных указывает на нелинейность процессов виброизоляции.

Экспериментальные исследования активной виброзащитной системы показывают, что при синусоидальных воздействиях на входе - движение объекта защиты также близко к синусоидальному, а автоколебания системы вблизи границы устойчивости совершаются примерно по синусоиде. Эти выводы подтверждаются типовыми осциллограммами перемещений объекта, приведенными на рис. 30 а. При уменьшении возмущений до определенной величины качество виброзащиты повышается, увеличивается значение предельной частоты отработки внешнего сигнала.

При эксперименте наблюдаются нелинейные эффекты, вызванные «насыщением» операционных усилителей аналоговой моделирующей установки при больших управляющих сигналах. Они проявляются также в более быстрой ликвидации сдвига фаз между движением основания и объекта. Реакция системы на возмущение в течение короткого промежутка времени (значительно меньшего, чем длительность переходного процесса) позволяет определить важные динамические свойства системы.

Ч

У

V

ч

МАЛА/\ЛЛМЛЛЛЛ/

В)

ЛЛЛ,

2A.j2.5mh К=0,7 К„,

АЛЛУ

АЛА/

2Л=1ш1 Ш-Зщ Автоколебания

Рис. 30 а Осцнлограммы ЭГАВЗС с пропорциональным законом для установившихся движений объекта при гармонической вибрации(<»=5Гц)

Рис. 30 б. Осциллограммы переходных движений объекта при ударах: а) пропорциональный закон к =0,3; б) к =0,7; в) к =0,9;

г), апериодический закон к = 0,35, Г= 0,02;

д) £=0,35, Г =0,1

е) к =0,7,Г=0,1.

На рис. 30 б приведены типовые осциллограммы на ударные воздействия для пропорционального и апериодического законов управления. В момент приложения ударного, воздействия, как можно заметить из приведенных графиков, проявляется существенная нелинейность в виде зоны нечувствительности системы. Так, при малой постоянной времени обратной дополнительной связи объект «падает» вместе со столом стенда, поскольку исполнительный элемент не успевает отслеживать возмущение из-за зоны нечувствительности. (Высокочастотная составляющая, наложенная на основной тон, присуща тензометрическим датчикам из-за близости собственных колебаний их основания крепления к возмущающим частотам). Высохочастотные составляющие в некоторой степени определяются собственными колебаниями подвижных частей электрогидравлического усилителя и золотника. Пропорциональный закон позволяет быстрее за счет интенсивного переходного процесса вывести объект в прежнее положение (случаи а,б,в, рис. 30 б). При апериодическом законе в большей мере (случаи г, д, рис. 30 б) проявляется инерционность передачи сигналов рассогласования, причем, чем значительнее величина постоянной времени T, тем большее время необходимо для окончания переходного процесса и тем сильнее начальные выбросы объекта при его сходящихся колебаниях. При увеличении коэффициента усиления дополнительной обратной связи качество переходного процесса улучшается. При больших коэффициентах усиления (случай е, рис. 30 б) наблюдался сходящийся колебательный процесс. Это соответствует небольшому запасу устойчивости: система близка к колебательной границе, при которой она теряет устойчивость.

Заключение

Задачи виброзащиты и .виброизоляции характерны для многих отраслей промышленного производства и транспорта стимулируют дальнейшие поиски, связанные с разработкой способов и средств управления колебательными процессами. Структурные методы интерпретации динамики механических колебательных систем находят все более широкое применение в смежных научно-технических направлениях, таких как вибродиагностика, робототехника, мехатроника. Управление, реализуемое в самых различных технических формах, от пассивных средств до активных, позволяет создавать машины, устройства, агрегаты и их системы, которые адаптируются к условиям внешних воздействий и могут обеспечивать условия безопасной эксплуатации.

Основной развиваемой концепцией стало, рассмотренное в различных вариантах исполнения введение дополнительных связей в ВЗС. В этом плане, достаточно продуктивный подход обозначился в возможности расширения типового набора элементов, участвующих в динамических взаимодействиях, в которых массоинерционный элемент выступает как объект защиты. К обычным элементам ВЗС в виде упругих и демпфирующих звеньев как оказалось, можно добавить новые в доступных конструктивно-технических формах реализации.

В общем случае, передаточная функция дополнительной связи может быть представлена дробно-рациональной функцией от = ^¿у, / = V—1), а все известные случаи конструктивной реализации элементов ВЗС становятся (в рамках принятых моделей) частными случаями от общего выражения, определяющего стругауру дополнительной связи.

На основе разработок автора ряд конкретных технических решений закреплен на уровне изобретений, сделанных в различное время. Такой подход, в конечном итоге, не мог не привести к обобщенной постановке задач виброзащиты и виброизоляции, в рамках которой положительные стороны структурных подходов стали достаточно очевидными.

Структурные интерпретации, основанные на введении эквивалентных в динамическом отношении систем автоматического управления, хорошо соотносятся с направлением структурных отображений в ваде дуальных механических цепей. Использование последних имеет перспективы применения в задачах волновой динамики в силу удобств перевода схемных решений в электрические цепи на основе методов электромеханических аналогий.

Методологическая ценность методов динамического синтеза на основе структурных интерпретаций заключается в возможности целенаправленного поиска и разработки новых конструктивно-технических решений. Дополнительные связи, как было показано, вводятся параллельно элементам (пружины и демпфера) базовой расчетной модели, а составные элементы дополнительной связи (ее можно назвать в таком случае дополнительной цепью) в своих соединениях используют правила последовательных и параллельных соединений. Однако таким правилам соединения (или коммутации) подчиняется весь расширенный набор типовых элементов.

Введение дополнительных связей может происходить в нескольких формах, которые предполагают не только формирование параллельных связей в базовых моделях в виде систем с одной, двумя и тремя степенями свободы, но и в направлениях реализации основных принципов автоматического управления. Введение дополнительных связей пассивной и активной природы может осуществляться по принципам управления по абсолютным и относительным отклонениям, а также по внешнему воздействию. Последнее позволяет использовать для решения задач анализа и синтеза в динамике колебательных систем развитый аппарат теории автоматического управления.

Основное внимание в диссертации было уделено углублению и расширению представлений о физических эффектах, возникающих в базовых моделях при введении дополнительных связей. В частности, достаточно подробно изучались вопросы, связанные с введением дополнительных связей на основе новых устройств, названных устройствами с преобразованием движения. В качестве таковых могут выступать различные механизмы (точнее, механические цепи в виде механизмов): шарнирно-рычажные, зубчатые, винтовые и др. Использование активных дополнительных связей приводит к необходимости учета ряда специфических особенностей, привносимых сложностью структуры дополнительной связи, которая формируется из звеньев, обеспечивающих сбор и обработку информации о состоянии объекта защиты, усиление сигнала по мощности и реализацию в некоторой конструктивно-технической форме.

В этом случае дополнительная связь сопровождается введением в базовые расчетные схемы конструктивных связей, которые влияют на динамические свойства системы и при отсутствии,сигнала от датчиков. Введение активных связей (как и других дополнительных связей) в сложных построениях должно сопровождаться учетом силовых взаимодействий в структурах систем.

В целом, диссертация лишь определяет направление исследований в предположении дальнейшего развития, построенного на более широком учете действующих факторов линейной и нелинейной природы. Однако автор надеется, что возможности создания обобщенных подходов стимулируют усилия, специалистов, работающих в различных областях машиноведения и динамики машин на расширение и углубление знаний о природе возникновения, формирования и распространения колебательных процессов.

В процессе диссертационных исследований были выполнены программно-методические разработки, представляющие САПР в поддержку задач виброзащиты и виброизоляции (111111 «ВИЗА») и манипуляционных механизмов (111111 «ПАМИР»), В целом данные задачи направлены на оценку динамических характеристик и обоснование сложных механических систем, включающих широкий спектр дополнительных связей и широкую гамму технических предложений к возможной реализации.

В составе lililí «ВИЗА» построение и обоснование виброзащитных систем сводится к автоматизации исследования и проектирования, что отражает представленное «дерево» функциональных задач (рис.31).

Рис. 31. «Дерево» функциональных задач пакета прикладных программ «ВИЗА»

Накопленный опыт разработок позволяет сформировать требования и определить условия для построения систем виброзащиты и виброизоляции машин и оборудования на основе методологии обобщенных динамических связей и механизмов.

Основные выводы по работе.

1. Развиты методы динамического синтеза виброзащитных систем на основе введения в структуру системы дополнительных обратных связей, имеющих вид обобщенных динамических связей в том числе, предусматривающих возможности применения различных механизмов.

2. Предложена теория построения структурных схем колебательных систем при введении различных дополнительных связей, выявлен расширенный набор типовых элементов и определены правила их соединения, что позволяет решать задачи поиска и разработки новых технических средств.

3. Раскрыты методы математического моделирования на основе использования структурных подходов, позволяющих реализовать частотные оценки возможностей изменения вибрационного состояния машин.

4. Разработана методология построения дополнительных цепей в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции машин, оборудования и агрегатов на традиционной основе и на основе использования специально вводимых в структуру механизмов для преобразования движения, в том числе и сервоприводов.

5. Предложена научно-обоснованная методическая база для создания активных виброзащитных систем, в обратных цепях которых реализуются различные законы обработки информации о динамическом состоянии объектов защиты.

6. Разработаны принципы построения и методология расчета активных электрощцравлических виброзащитных систем, которые подкреплены экспериментальными исследованиями.

В завершение научных исследований складывается системный подход, позволяющий создание системы прикладного программного обеспечения как технологии построения автоматизированной системы проектирования и расчета виброзащитных систем машин и оборудования.

Результаты разработок в виде пакета прикладных программ «ВИЗА» и соответствующих рекомендаций, внедрены на предприятиях нескольких отраслей транспорта и промышленности.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Монографические издания

1. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов / Елисеев C.B., Резник Ю.Н., Хомепко АЛ., Засядко A.A. / - Иркутск: Изд. Ирк. гос. ун-т, 2008. - 523 С.

2. Теория активных виброзащитных систем / Сб. колл. авт.; // глава II. Электрогидравлическая активная виброзащитная система (с. 51-84) / Елисеев C.B., Засядко A.A./ - Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1974. - 241 С.

Статьи в центральных изданиях и в ведущих журналах,

рекомендуемых для публикаций докторских диссертаций 1. Засядко A.A. Принципы построения специальных механических колебательных систем / Математическое и программное обеспечение технических систем: сб. науч. труд. / - Новосибирск: Наука, 1989.- С. 17-37.

2. Елисеев C.B. Виброзащита и виброизоляция как управление колебаниями объектов / Елисеев C.B., Засядко А.А II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, №1 (1), 2004. С. 20-28.

3. Засядко A.A. Теоретические и экспериментальные исследования специальных задач управления движением механических колебательных систем / Засядко A.A. И Динамика управляемых систем: сб. мат. третьей Всесоюз. Четаевской конф. по аналит. механ, устойч. и управл. движением, июнь 1977, Иркутск / - Новосибирск: Наука, 1979. - С.136-145.

4. Засядко A.A. Наблюдаемость и управляемость в задачах сложной виброзащиты / Засядко A.A., Насников Д.Н. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». — Иркутск: ИрГУПС, вып. 2 (18)., 2008.- С. 69-76.

5. Засядко A.A. Электрогидравлические виброзащитные системы / Засядко A.A. II Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск. ИрГУПС,- 2007. № 2 (14), - С. 16-24.

6. Засядко A.A. Особенности гидропривода в системах активной вибрационной защиты / Засядко A.A., Насников Д.Н. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, спец.вып., 2008.-С. 18-30.

7. Засядко A.A. Исследования влияния динамической характеристики привода на эффективность гашения колебаний / Засядко A.A. // «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 2 (6), 2005. - С. 93-96.

8. Засядко A.A. Динамические взаимодействия элементов активных виброзащитных систем с сервомеханизмами / Засядко A.A. II Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск. ИрГУПС,- 2007. №4 (16), -С. 11-20.

9. Засядко А.А Обобщенные подходы к оценке динамических свойств в виброзащитных системах / Засядко A.A., Упырь Р.Ю., Логунов А. С П «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, спец.вып., 2008.- С. 101-111.

10. Засядко A.A. Некоторые подходы к задачам динамического синтеза механических колебательных систем / Засядко A.A., Упырь Р.Ю., Логунов A.C. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». -Иркутск: ИрГУПС, вып. 1 (13), 2007. - С. 23-37.

11. Засядко A.A. Об одном подходе в рещении оптимизационных задач пространственной виброзащиты / Засядко A.A. П «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 2 (2), 2004. - С.37-40.

12. Елисеев C.B. Новый подход в оценке возможностей последовательного соединения элементов в структурных интерпретациях механических колебательных систем / Елисеев C.B., Засядко A.A., Упырь Р.Ю. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». -Иркутск: ИрГУПС, вып. 1 (13), 2007. - С. 88-100.

13. Засядко А. А Нелинейные свойства динамических гасителей колебаний / Засядко A.A., Драч М.А. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 3 (7), 2005. -С. 40-53.

14. Елисеев C.B. Методы виброзащиты технических объектов / Елисеев C.B., Засядко A.A. II Управляемые механические системы: сб. науч. тр. / -Иркутск: ИЛИ, 1986. - С.3-32.

15. Засядко A.A. Расчет вибрационного состояния сложных механических колебательных систем при динамических воздействиях / Засядко A.A., Димов A.B. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 4 (4), 2004. - С. 45-52.

16. Засядко А.А .Функциональное содержание пакета прикладных программ по автоматизации проектирования виброзащитиых систем / Засядко A.A., Зыков В.В., Мижидон А.Д. II Разработка пакетов прикладных программ: сб. науч. трудов / - Новосибирск: Наука, 1982. - С.93 -103.

17. Засядко A.A. Пакет программ ВИЗА. / Засядко A.A., Карпухин ЕМ., Кухаренко В.П., Мижидон А.Д., Рубинов A.C. II Пакеты прикладных программ. Итоги и применения: сб. науч. трудов / - Новосибирск: Наука, 1986. - С.123-130.

18. Засядко АЛ. Системный подход в разработке прикладного программного обеспечения задач виброзащиты технических объектов /

Засядко A.A., Карпухин ЕМ, Метцгер П.К., Хомяков М.А. // Механика и процессы управления в технических системах: сб. ст. /- Новосибирск: Наука, 1990.-С.106-131.

19. Засядко A.A. Технология автоматизированного проектирования, исследования и расчета виброзащитных систем / Засядко A.A. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 3 (3), 2004. - С.23-26.

20. Елисеев C.B. От динамики управляемых систем к мехатронике /

Елисеев C.B., Хоменко А.П., Засядко A.A. II «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». - Иркутск: ИрГУПС, вып. 2 (18)., 2008,- С. 10-15.

Статьи в сборниках научных трудов и периодических изданиях

1. Засядко A.A., Активное электрогидравлическое виброзащитное устройство / Засядко A.A., Кисшее В.М., Елисеев C.B. // Вопросы надежности и вибрационной защиты приборов: сб. статей / - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1972.-С. 147-153.

2. Засядко A.A. Принципы построения виброзащитных систем с электрогидравлическими связями / Засядко A.A., Елисеев C.B. II Техника и технология геологоразведочных работ в Восточной Сибири: труды ИЛИ / -Иркутск: Изд. ИЛИ, 1972. - С. 120-129.

3. Засядко A.A. Сравнительный анализ законов управления электрогидравлических виброзащитных систем / Засядко A.A., Елисеев C.B. II Автом. управление и контроль: сб. статей / - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1973.-С.132-139.

4. Засядко A.A. К учету переходных процессов в активных виброзащитных системах / Засядко A.A., Самбарова А.Н. // Автомобильный и бездорожный транспорт: труды ИЛИ. - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1973. -С.212-218.

5. Засядко А.А К анализу устойчивости электрогидравлической виброзащитной системы / Засядко A.A., Елисеев C.B. // Вопросы механики деформируемых сред: труды/-Иркутск: Изд. ИЛИ, 1973. - С.161-167.

6. Засядко A.A. О поведении механических систем с устройствами для преобразования движения / Засядко A.A., Елисеев C.B. II Вибрационная защита и надежность приборов, машин и механизмов: сб. статей / - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1973.-С.4-15.

7. Засядко A.A. Колебательные движения в системах с устройствами преобразования движения / Засядко A.A., Баландин O.A. II Вибрационная защита и надежность приборов, машин и механизмов». Труды ИЛИ. -Иркутск: Изд. ИЛИ, 1973. - С.66-72.

8. Резник Ю.Н. Исследование трехмерной идеальной активной виброзащитной системы методом структурных матриц / Резник Ю.Н., Засядко A.A., Елисеев C.B. II Механика и процессы управления: сб. статей. ВыпII/-Иркутск:Изд. ИЛИ, 1975.-С.173-183.

9. Резник Ю.Н. О введении дополнительных связей в многомерные виброзащитные системы /' Резник Ю.Н, Засядко A.A.// Механика и процессы управления: сб. статей. Вып II / - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1975. - С. 144-154.

10. Резник Ю.Н. О влиянии положения точек закрепления амортизаторов на структуру цепей управления активной виброзащитной системы двухопорного симметричного тела I Резник Ю.Н., Засядко A.A. II Теория активных виброзащитных систем. Вып. II, часть I: труды ИЛИ/-Иркутск: Изд. ИЛИ, 1975.-С.98-109.

11. Резник Ю.Н. Экспериментальная модель активной электрогидравлической виброзащитной системы / Резник Ю.Н., Засядко A.A., Кузнецов Н.К. П Теория активных виброзащитных систем». Вып. II, часть П: пруды ИЛИ. / - Иркутск: Изд. ИЛИ, 1975. - С. 18-31.

12. Засядко A.A. Об автономности двумерной активной электрогидравлической виброзащитной системы / Засядко A.A., Кузнецов Н.К., Резник Ю.Н. // Мех. и проц. управления упругих механических управляемых систем: межвуз. сб. /-Иркутск: Изд. ИЛИ, 1976.-С.135-143.

13. Резник Ю.Н. К расчету активной электрогидравлической системы виброзащиты платформы / Резник Ю.Н., Засядко A.A. // Мех. и проц. управления упругих механических управляемых систем: межвуз. сб. / -Иркутск: Изд. ИЛИ, 1976. - С. 171-183.

14. Засядко A.A. О структуре цепей управления активной электрогидравлической виброзащитной системы / Засядко A.A., Бурдейная Т.А. II Вопросы динамики механических систем виброударного действия: межвуз. сб. науч. трудов НГУ-НЭТИ / - Новосибирск: Изд. НЭТИ, 1977.-С. 112-120.

15. Засядко A.A. К структурному анализу сложпых механических колебательных систем: одномерные активные виброзащитные системы с электрогидравлическими устройствами / Засядко A.A. // Управляемые механические системы: межвуз. сб. /- Иркутск: Изд. ИЛИ, 1977. - С. 178-189.

16. Засядко A.A. Активная виброзащита в режиме торможения упругих манипуляторов / Засядко A.A., Кузнецов Н.К. // Робототехника: межвуз.сб. вып. 3 / - Л.: ЛПИ, 1981. - С.85-90.

17. Елисеев C.B. Функциональные модули пакета прикладных программ для задач проектирования манипуляционных роботов / Елисеев C.B., Бутырин С.А., Засядко A.A. II Пакеты прикладных программ. Методы и разработки: сб. науч. трудов / - Новосибирск: Наука, 1981. С. 206 - 216.

18. Елисеев C.B., Разработка и исследование систем активного гашения упругих колебаний промышленных роботов / Елисеев C.B., Кузнецов Н.К., Засядко А. А. II Вибротехника: межвуз. тем. сб. науч. тр. вып. 2 (42) / -Вильнюс, 1982, - С.83-92.

19. Елисеев C.B. Экспериментальные исследования активных электрогидравлических систем гашения упругих колебаний промышленных роботов / Елисеев C.B., Кузнецов Н.К., Засядко А. А. II Теория машин металлургического и горного оборудования: межвуз. сб. науч. тр. вып 8 /- Свердловск: УПИ, 1984. - С.132-138.

20. Засядко A.A. Имитационный подход к моделированию структурных преобразований в построении активных виброзащитных систем /

Засядко A.A. II Вестник Иркутского государственного технического университета / - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, № 3,2004. - С. 60-70.

21. Засядко A.A. Соотношения эквивалентности в динамических состояниях колебательных систем / Засядко A.A., Насников Д.Н. II Научный вестник Норильского индустриального института / - Норильск: Изд-во НорИИ, № 1, 2007. - С.37-44.

22. Хоменко А.П. Формирование концепции вибродиагностических методов неразрушающего контроля. Современные представления./

Хоменко А.П., Елисеев C.B., Засядко A.A. II Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск. ИрГУПС.- 2008. № 1 (17), -С. 153 - 172.

Научные публикации в иностранных источниках

1. Zasjadko A.A. Промышленные роботы. Способы и технические средства повышения динамической точности / Zasjadko A.A. // Internationale Wissenschaftliche Konferenz «Der Beitrag der Wissenschaften zur automatisierten bedienarmen Produktion», 18-21 Nov. 1986: Vortrage / - KarlMarx-Stadt, DDR, 5.2.19. s.

2. S. Eliseev Development of modeling for vibration and robotic system / S.

Eliseev, A. Zacyadko, E. Karpukhin, M. Svinin II Prog, of CAD-88 Inter, conf., Plovdiv, Bulgaria / 1988. - pp. 68-72.

3. A. Zacyadko Algorithms for vibrations proof Systems of multibody Construction / A. Zacyadko, E. Karpukhin I I Proc. of 6 Nat. Congress of Theort. and Applied. Mech., Sofia, Bulgaria, vol. 5 / 1989. - pp. 257-262.

4. Zasyadko A. Development of an intergrated software for CAD and CAE methods for Vibration System in Ship / Zasyadko A., Karpukhin E., Metzger P. II Proc. 19-th session of SSMSH-90, Varna, Bulgaria / 1990. - p.p. 75-79.

5. E. Karpukhin VIZA: Package Programs for Vibration analysis /synthesis in

CAD / E. Karpukhin, A. Zacyadko II «Modelling, Simulation & Control», B, vol.37, № 2, AMSE PRESS, France /1991. - pp. 1-6.

6. A. Zacyadko «Software for CAD of Vibration System» / A. Zacyadko, E. Karpukhin, P. Metzger II Proceeding 32 GUIDE, Spring Conference / - Helsinki, 1991,-pp. 45.

7. Moskovskikh A.O. Estimation of Dynamic Conditions of Rolling Stock Structural Methods and Interpretations / Moskovskikh A.O., Upyr R.Y., Zasjadko A.A. II IJR International Journal of Railway, Vol. 1, March 2008 / 2008, -pp. 20-29.

8. Zacyadko A.A. Estimation of a Dynamic Conditions of a Rolling Stock Structural Methods and Interpretations / Zacyadko A.A., Upyr R.Yu. and Moskovskikh A.O. II The First International Symposium on Innovation & Sustainability of Modern Railway (ISMR 2008), Oct. 16-17, 2008 Nanchang, Jingxi, P.R. China / - Nanchang: 2008.

Подписано в печать 07.05.09. Формат 60х84'/16.

Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура "Птез№л'11отап". Усл. печ. л. 2,79. Тираж 120 экз. Заказ № 611

Отпечатано в Глазковской типографии 664039, Иркутск, ул. Гоголя, 53. Тел. (3952) 38-78-40

Введение.

Глава 1. Современные подходы в теории и практике виброзащитных систем.

1.1. Модели динамической оценки вибрационных систем.

1.2. Некоторые реализации в управлении вибрационными системами.

1.3. Систематизация разработок средств виброзащиты и виброизоляции.

1.4. Направления развития технологий управления колебаниями.

1.5. Практические приложения, новые направления.

1.6. Задачи управления динамическим состоянием нестационарных технических систем.

1.7. Краткий обзор исследований управляемых систем с переменными параметрами и структурой.

1.8. Некоторые обобщения и постановка задач.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Структурные подходы в динамике виброзащитных систем.

2.1. Элементы структурной теории виброзащитных систем.

2.2. Особенности введения дополнительных связей.

2.3. Влияние дополнительных пассивных связей.:.

2.3.1. Определение реакций виброзащитной системы на внешние кинематические воздействия.

2.3.2. Поведение виброзащитных систем при ударных воздействиях.

2.3.3. Частотные характеристики одномерных виброзащитных систем.

2.4. Обобщенный подход к построению виброзащитных систем на основе введения дополнительных связей.

2.5. Типовые звенья в структурных интерпретациях механических колебательных систем.

2.6. Активные устройства как типовые звенья виброзащитных систем.

2.7. Последовательные соединения в дополнительных цепях.

2.8. Влияние каскадных соединений в виброзащитных системах.

2.9. Некоторые обобщения к развитию.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Обобщенные динамические связи, их формы и особенности взаимодействия с объектами виброзащиты.

3.1. Двухзвенные рычажные механизмы в структуре возвратно-поступательного колебательного контура.

3.2. Крутильные колебания в силовых передачах как задачи виброзащиты и вироизо ляции.

3.2.1. Динамические свойства базовых моделей при различных типах возмущений.

3.2.2. Системы с несколькими степенями свободы. Дополнительные связи через передачи.

3.2.3. Некоторые аналогии вращательных и поступательных колебаний.

3.2.4. Использование планетарных механизмов в системе крутильных колебаний.

3.2.5. Использование вращательных механизмов передач в системе возвратно-поступательных колебаний.

3.3. Сравнительный анализ крутильно-колебательных систем при различных видах дополнительных связей.

3.3.1. Структурные интерпретации систем с дополнительными связями по относительному отклонению.

3.3.2. Особенности реализации дополнительных связей по абсолютному отклонению.

3.3.3. Система крутильных колебаний с дополнительными связями в виде механизмов рычажного двухзвенника.

3.4. Система возвратно-поступательных колебаний с дополнительной активной связью в виде вращающегося рычажного двухзвенника.

3.5. Особенности введения дополнительных связей в виде механических колебательных структур.

3.6. Учет нелинейных свойств одномерных колебательных систем при гармонических воздействиях.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Математические модели и подходы к оценке виброзащитных систем и способов введения обобщенных динамических связей.

4.1. Способы введения дополнительных связей. Управление по отклонению объекта защиты.

4.2. Исследование возможностей активных систем с управлением по возмущению.

4.3. Влияние вида активной связи на эффективность виброзащитной системы и форму амплитудно-частотных характеристик.

4.4. К учету нелинейных факторов для активной дополнительной связи.

4.5. Влияние вида активной связи на переходные характеристики виброзащитной системы.

4.6. Оценка эффективности виброзащитных систем с учетом связи между точками приложения сил и наблюдения за состоянием объекта защиты.

4.7. Учет многомерности управляемых систем виброзащиты и виброизоляции при гармонических воздействиях.

4.8. О связи устойчивости и управления в построении активных систем.

Выводы по четвертой главе.

Глава 5. Активные электрогидравлические виброзащитные системы, их принципы построения и динамические характеристики.

5.1. Особенности гидропривода в системах активной виброзащиты и виброизоляции.

5.2. Дифференциальные уравнения основных типовых элементов активных виброзащитных систем.

5.3. Структурные схемы активной электрогидравлической виброзащитной системы с дроссельным сервомеханизмом.

5.4. Эффективность электрогидравлической активной виброзащитной системы в установившихся процессах.

5.5. К оценке устойчивости активных электрогидравлических систем.

5.6. Динамика активных электрогидравлических систем в переходных процессах.

5.7. Экспериментальные исследования электрогидравлической активной виброзащитной системы.

5.7.1. Описание экспериментальной установки и методики испытаний.

5.7.2. Исследование системы в режиме вибрационных воздействий.

5.7.3. Исследование системы в режиме ударных воздействий.

Выводы по пятой главе.

Рост производительности и эффективности работы машин, увеличение скоростей движения рабочих органов, снижение материалоемкости, повышение нагрузок вследствие вибраций и ударов, необходимость обеспечения надежности работы оборудования и безопасных условий труда -факторы, определяющие постоянное внимание к задачам виброзащиты и виброизоляции. Последнее составляет достаточно развитое и развивающееся направление современного машиноведения. Технические объекты, работа которых происходит в условиях интенсивного динамического окружения, характерны практически для всех отраслей промышленности и транспорта. Теоретические разработки в этих областях виброзащиты и виброизоляции во многом имеют междисциплинарный характер и опираются на методы теории механизмов и машин, теоретической механики, теории колебаний, теории управления, привлекая методы математического моделирования и информационные технологии для оценки, поиска и выбора рациональных проектно-конструкторских решений. Современные машины оснащаются быстродействующими и высокоточными системами автоматического управления, что позволяет в контроле за динамическим состоянием технических объектов использовать внешние источники энергии, а задачи обеспечения необходимого уровня вибрационных движений рассматривать как задачи обеспечения технологического качества [177].

Важнейшей проблемой для обеспечения надежности безопасности работы машин в условиях интенсивного вибрационного нагружения становится нахождение и определение возможностей управления их динамическим состоянием и доведение показателей до уровня, определенного нормативами [204].

Системы управления динамическим состоянием сложных технических объектов в последние десятилетия стали обычным проявлением понимания необходимости контролировать и нормировать степень внешнего воздействия на узлы и агрегаты машин, содержащих, так или иначе, средства защиты, настраиваемые на возможность эффективной работы [210].

В динамике машин проблемам управления динамическим состоянием различных объектов уделяется значительное внимание.

Фундаментальные результаты по решению этих вопросов представлены в многочисленных трудах отечественных и зарубежных ученых: Артоболевского И.И., Бабакова И.М., Бабицкого В.И., Бидермана В.Л., Блехмана И.И., Болотина В.В., Бутенина Н.В., Вейца В.Л., Ганиева Р. Ф., Генкина М.Д., Турецкого В.В., Ден-Гартога Дж.П., Диментберга М.Ф., Елисеева С.В., Клюева В.В., Колесникова К.С., Коловского М.З., Кононенко В.О., Кренделла С., Ларина В.Б., Митропольского Ю.А., Неймарка Ю.И., Пальмова В.А., Пановко Я.Г., Первозванского А.А., Светлицкого В.А., Синева А.В., Тимошенко С.П., Троицкого В.А., Фролова К.В., Фурунжиева Р.И., Хвингия М.В., Цзе Ф.С., Челомея В.Н., Черноусько Ф.Л. и др.

Задачи виброзащиты и виброизоляции, снижения уровня динамических воздействий на элементы машин, обеспечения надежной работы при комплексных динамических нагрузках на рабочие органы машин - это далеко не полный перечень современных актуальных направлений теоретических и экспериментальных исследований.

В известных работах рассматривались различные аспекты решения упомянутых выше проблем, связанных с уточнением математических моделей, введением в колебательные системы дополнительных связей, в т.ч. на основе использования внешних источников энергии и применения элементов автоматики. Существенное развитие в динамике машин получили методы и подходы теории систем и теории автоматического управления, включая и методы прямого управления динамикой процессов с использованием средств вычислительной техники. От рассмотрения отдельных динамических явлений и процессов наметилась вполне определенная тенденция перехода к изучению вибрационных состояний объектов, формированию вибрационных полей [47], исследованию способов управления динамическим состоянием машин, точнее, взаимодействием между элементами машин [197]. Системные подходы и методология на этой основе позволяют развивать оригинальные направления в динамике машин и машиноведении.

Системный анализ предполагает рассмотрение задач виброзащиты, виброизоляции, гашения, демпфирования, стабилизации - поддержания определенных форм и уровней колебаний, вибрационных режимов или динамического состояния с использованием расчетных схем и математических моделей механических колебательных систем. В последние годы аппарат теории колебаний получил своё развитие не только в плане освоения новых формализованных технологий, но и выхода на новые постановки традиционных задач динамики управляемых систем. Последнее достигается введением в колебательные системы дополнительных неуправляемых и управляемых связей, учетом ряда специфических особенностей работы оборудования, условий его опирания и взаимодействия агрегатов. Как показано в ряде работ отечественных ученых, спектр динамических свойств колебательных систем может быть расширен, по сравнению с классическими представлениями, если использовать введение различных дополнительных обратных связей [84]. Последние реализуют в механических колебательных системах эффекты управления состоянием объекта защиты в соответствии с принципам управления по относительному и абсолютному отклонениям, внешнему возмущению [72].

В этом плане достаточно перспективными представляются структурные методы исследования, в основе которых лежат идеи использования особого класса математических моделей [66, 156, 196]. По существу, каждой колебательной системе сопоставляется структурная схема эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления. При тождестве систем дифференциальных уравнений моделей, полученных при обычном подходе и на основе структурных интерпретаций, последние обладают рядом преимуществ, особенно ощутимых при поиске новых конструктивно-технических решений. Развитие структурных методов позволяет построить систему обобщенных представлений о динамических свойствах колебательных систем с возможностями управления их динамическим состоянием путем введения дополнительных связей.

Актуальность научных исследований определяется значимостью и необходимостью учета влияния на работоспособность машин и их агрегатов вибраций, ударов, динамических взаимодействий, характерных для оценки технологического качества рабочих процессов. Проблемы вибрационной защиты, виброизоляции машин, оборудования, приборов и человека-оператора являются важными разделами междисциплинарного направления системного анализа, теории автоматического управления, теории механизмов и машин и современного машиноведения в целом. Методической основой для решения задач поиска, разработки, исследования технических средств защиты от вибраций и ударов является теория колебаний с её различными приложениями.

Вместе с тем, задачи введения дополнительных связей в механические колебательные системы, хотя и были представлены в ряде работ, но не получили еще систематического рассмотрения, в том числе, с позиций физической интерпретации дополнительных связей через механизмы преобразования движения и структуры других видов [69]. Поэтому представляется целесообразным накопленный опыт, развитые научно-методические, инженерно-технические наработки, апробированные в задачах виброзащиты и виброизоляции (в приложении к задачам «приборного» типа), использовать для поиска и разработки средств управления динамическим (точнее вибрационным) состоянием в системах, отражающих более детальные представления об их реальных свойствах. Особое значение приобретают вид и конструктивные варианты физических реализаций дополнительных связей, вводимых между взаимодействующими - инерционными элементами системы. Можно показать, что такой подход позволяет обобщенные задачи виброзащиты и виброизоляции [61] рассматривать как частные случаи более общих постановок задач управления динамическим состоянием сложных систем [71, 72, 92, 96].

Использование структурных схем, работа с ними по определению передаточных функций или матрицы передаточных функций эквивалентны процедурам составления системы дифференциальных уравнений с использованием известных подходов на основе формализма Лагранжа. Структурная схема довольно просто может быть построена по известной математической модели. Поэтому непосредственное построение структурных схем на основе представленных расчетных схем условно заменяет вывод уравнений с соблюдением определенного формализма, однако, это возможно лишь в меру того, насколько достаточным является опыт в составлении математических моделей.

Введение дополнительных связей в расчетных схемах приводит к изменению формы и содержания выражений для кинетической и потенциальной энергий, обобщенных сил и энергии рассеивания колебаний; меняется соответствующим образом и система дифференциальных уравнений. Если обратиться к структурным схемам, как аналогам дифференциальных уравнений, то дополнительные связи принимают форму дополнительных звеньев, включаемых или параллельно, или с учетом принципов обратной связи. Поскольку механизмы преобразования движения, реализующие дополнительные связи, различаются между собой с учетом конкретного вида звеньев, кинематических пар и возможностей их соединения, то актуальным представляется направление исследований в плане поиска некоторых общих свойств и особенностей. Это позволяет на обобщенной основе оценить предельные возможности в изменении спектра динамических свойств систем, учесть, в частности, те особенности, которые проявляются, если дополнительные связи представлены колебательными структурами.

Динамика управляемых систем, как направление современного машиноведения, позволяет в рамках общего методологического подхода выстраивать достаточно перспективный инструментарий поиска и разработки оригинальных решений, которые все шире находят применение для управления вибрационным состоянием технических объектов на транспорте, в робототехнике, создании вибрационных технологических машин, совершенствовании силовых передач машинных агрегатов.

Вместе с тем существует ряд трудностей, которые связаны с возможностями построения адекватных математических моделей, оценки роли и значения многомерных и нелинейных свойств элементов систем, выбором способов описания движения, оценкой возможностей изменения динамического состояния при выборе тех или иных конструктивно-технических решений [5,131,176].

Несмотря на успехи ученых в решении многих проблем динамики машин, работающих в условиях вибрационного и ударного нагружения, до настоящего времени не получил должного развития системный подход, который можно было бы воспринимать как единую и цельную методологию разработки специализированных средств управления динамическим состоянием, что предполагает дальнейшие исследования колебательных систем в направлении динамического синтеза на основе структурных методов и аналитического аппарата теории автоматического управления.

Цель и задачи диссертационной работы. Цель работы 'состоит в развитии и разработке новых подходов в задачах изменения и управления вибрационным состоянием машин, агрегатов и оборудования, основанных на методах структурного анализа и синтеза систем и введения в механические колебательные системы дополнительных обратных динамических связей различной природы.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи.

1. Разработать новые подходы в технологиях изменения динамических свойств технических систем путем введения в их структуры обобщенных динамических связей в виде механических цепей различной природы.

2. Разработать методы математического моделирования машин, агрегатов, оборудования, работающих в условиях интенсивного внешнего нагружения, использующие структурные представления и интерпретации систем защиты от вибраций и ударов.

3. Разработать методы динамического синтеза для задач управления вибрационным состоянием на основе введения дополнительных связей, создающих активные воздействия на объект зашиты.

4. Развить методологические основы построения виброзащитных систем, дополнительные связи которых выступают в виде колебательных структур.

5. Провести сравнительный анализ возможностей систем защиты при различных видах и формах реализации дополнительных обратных связей и законах управления движением, а также провести экспериментальную проверку основных теоретических положений.

Решение рассматриваемых задач на основе программных реализаций позволяет разработать технологию автоматизированного поиска и расчета технических средств для построения систем виброзащиты и виброизоляции машин, агрегатов и оборудования.

Научная новизна результатов в целом заключается в создании методологии разработки способов и средств изменения динамического состояния и построения систем защиты машин и оборудования от вибраций и ударов на основе формирования структуры систем и использования в их составе дополнительных связей и механизмов.

К наиболее существенным научным результатам относятся следующие.

1. Разработана методологическая база для построения аппарата динамического синтеза виброзащитных систем, включающих в свой состав дополнительные динамические связи.

2. Развиты методические подходы к построению структурных интерпретаций механических колебательных систем, рассматриваемые в качестве базовых расчетных схем, систем машин.

3. Предложен расширенный набор типовых элементов, которые могут рассматриваться в структуре вибрационных систем для расширения возможностей изменения динамических свойств. Разработана технология прогнозирования новых конструктивно-технических форм реализации дополнительных связей.

4. Разработана методика динамического синтеза виброзащитных систем, предполагающая обработку информации о динамическом состоянии объекта в соответствии с различными законами управления в дополнительных связях.

5. Предложена и разработана концепция и методика построения и расчета активных виброзащитных систем на основе использования электрогидравлических управляемых исполнительных механизмов.

В завершение научных исследований разработана основа для создания системы прикладного программного обеспечения в поддержку автоматизации проектирования, выбора и расчета виброзащитных систем машин и оборудования.

Практическая значимость и использование результатов работ состоит в том, что разработанная методология построения виброзащитных систем с использованием дополнительных обратных связей, в том числе и в виде механизмов, позволяет:

• сформировать комплекс математических моделей и алгоритмов расчета вибрационных систем доставляющие основу для построения пакетов прикладных программ автоматизации их исследования и проектирования;

• обоснованно решать задачи создания эффективных виброзащитных систем с учетом особенностей реализации;

• проводить инженерно-техническую реализацию изменения динамических свойств колебательных систем;

• выполнять экспертные оценки существующих систем защиты машин и оборудования от вибраций и ударов;

• создать научную базу в поддержку внедрения технологий комплексного неразрушающего контроля и вибродиагностики технических объектов;

• рекомендовать методику и реализовать принципы построения активной виброизоляции транспортных объектов, гашения упругих колебаний роботов и др.

Разработанный научно-методический комплекс, математическое обеспечение позволяет создавать программные комплексы, ориентированные на учет специфики задач виброзащиты и виброизоляции, что, в частности, было реализовано в пакетах прикладных программ «ВИЗА» и «ПАМИР».

Результаты разработок использовались на ряде предприятий различных отраслей промышленности и транспорта. Пакеты прикладных программ были представлены и участвовали в конкурсе на соискание Государственной премии СССР в области науки и техники (1986 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция формирования, поиска и выбора способов и средств защиты машин и оборудования на основе введения в виброзащитные системы дополнительных связей.

2. Разработка виброзащитных систем нового типа, имеющих в своем составе дополнительные цепи в виде механизмов преобразования движения, активных гидравлических устройств и др.

3. Методология динамического синтеза, используемая для изменения состояния технических систем, основанная на использовании структурных подходов и структурных интерпретациях механических колебательных систем.

4. Результаты исследований, связанные с изучением особенностей динамических свойств колебательных систем с дополнительными связями.

5. Технология поиска, выбора и определения форм элементов и устройств, реализующих дополнительные связи, прогноза обнаружения элементов с необходимыми свойствами.

Программно-методический комплекс, реалгоующий методы анализа и синтеза механических управляемых систем в задачах виброзащиты и виброизоляции, закрепляет основные положения диссертации.

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на применении апробированных методов- теории колебаний, теории машин и механизмов, системного подхода в теории автоматического управления, а также на теоретических исследованиях, выполненных по договорам с предприятиями, на проведении экспериментального изучения, оценки которых по динамическим характеристикам систем оказались практически близки, рассматриваемым модельным представлениям.

Результаты автора получены в рамках НИР, выполненных по Постановлению Президиума СО АН СССР («Прикладные методы исследования виброзащитных систем»; гос. per. 79045477); Координационному плану НИР АН СССР на 1981-1985 г.г. по проблеме «Теория машин и систем машин», Приказу - Распоряжению МРИ и СО АН СССР («Методы виброзащиты технических объектов»; гос. рег.81078263);: Плану НИР АН СССР по фундаментальным проблемам машиностроения, Координационному плану НИР АН СССР на 1986-1990 г.г. по проблеме «Теория машин и систем машин», Общесоюзной научно-технической программе «Надежность» на 1988-1990 г.г. и период до 1995 г. («Методы и системы автоматизированного исследования и проектирования виброзащитных систем»; гос. per. 01860055961); Проблемно-тематическому плану многостороннего научного сотрудничества Академий наук социалистических стран 1986-1990 г.г. по проблеме «Научные основы механики машин, конструкций и технологических процессов»; материалы, подготовленные с участием результатов исследований и разработок автора включены в 35 научных отчетов, прошедших государственную регистрацию и сданных заказчикам.

Апробация результатов. Основные положения проведенных в течение многих лет (1971 - 2008 г.г.) исследований и результаты,' включенные в диссертационную работу, докладывались и обсуждались на ряде (более 30) научных, научно-технических, научно-практических и других мероприятиях с участием отечественных и зарубежных специалистов. Наиболее значимыми из них явились: I, Ш Всесоюзные симпозиумы. «Влияние вибраций различных спектров на организм человека и проблемы виброзащиты» (Москва, 1972, 1977 г.г.); I - IV Всесоюзные научно-технические конференции «Активные виброзащитные системы», «Теория; и применение активных виброзащитных систем», «Механические управляемые системы», «Проблемы виброизоляции машин и приборов», (Иркутск, 1972 - 1989 г.г.); Всесоюзное научное совещание по проблемам виброизоляции машин и приборов» (Звенигород, 1986 г.); Пятый (Алма-Ата, 1981 г.), Шестой (Ташкент, 1986 г.) Всесоюзные Съезды по теоретической и прикладной механике; Первый (Алма-Ата, 1977 г.), Второй (Одесса,, 1982 г.) Всесоюзные Съезды по теории машин и механизмов; Третья Всесоюзная Четаевская конференция по аналитической механике, устойчивости и управлению движением (Иркутск, 1977г.); Всесоюзная» конференция «Проблемы нелинейных колебаний механических систем» (Киев, 1978 г.); Четвертая Всесоюзная конференция по оптимальному управлению в механических системах (Москва, 1982 г.); Шестая Всесоюзная конференция-по управлению в механических системах (Львов, 1988 г.); Первое (Владимир, 1978 г.), Второе (Минск, 1981 г.) Всесоюзные совещания- по робототехническим системам; Первая (Йошкар-Ола, 1978 г.), Четвертая (Волгоград, 1987 г.) Всесоюзные Конференции «Автоматизация поискового конструирования»; Всесоюзное совещание «Современные методы синтеза машин-автоматов и их систем» (Тамбов, 1981 г.); Всесоюзная конференция «Проблемы механики железнодорожного транспорта. Повышение надежности и совершенствование конструкции подвижного состава» (Днепропетровск, 1988 г.); VIII Международная конференция «Применение ЭВМ в технике и управлении производством» (Москва, 1987); Научный семинар «Проблемы управления- упругими мехатронными системами» (Иркутск, 1991 г.) XI Меду народная научная- конференция, посвященная памяти академика М.Ф. Решетнева («Решетневские чтения», Красноярск, 2007 г.), «Обобщенные решения в. задачах управления» - IV Международный симпозиум, посвященный 80-летию академика РАН В.А.Ильина (Улан —Удэ, 2008 г. ) и другие. Работа неоднократно обсуждалась на семинарах ГКНТ по проблеме «Виброзащита машин и вибрационная техника», региональных научно-технических конференциях НТО; на заседаниях Ученого совета Иркутского вычислительного центра СО РАН (1976 - 1988 г.г.), Отдела робототехники, автоматизации и материаловедения, Автономного Отдела автоматизации и технической физики при Президиуме ИНЦ СО РАН (1988- - 1995 г.г.), научно-технических конференциях «Винеровские чтения» факультета Кибернетики Иркутского государственного технического университета (2000-2006-г.г.) и др.

Диссертация в целом обсуждена и одобрена Научно-методическим советом «Института современных технологий, системного анализа и моделирования» Иркутского государственного университета путей сообщения (2008 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 работы, в том числе монография, 20 статей в ведущих журналах, рекомендуемых ВАКом для публикации докторских диссертаций, программные разработки «ВИЗА» и «ПАМИР» зарегистрированы в государственном реестре программ для ЭВМ (ГОСФАГГ).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, заключения, основных выводов по работе и приложения, в котором приведены документы, подтверждающие использование результатов работы на практике. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц. Список литературы включает 230 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, характеризуется научная новизна и практическая значимость результатов исследования.

В главе первой «Современные подходы в теории и практике виброзащитных систем» рассматривается современное состояние вопроса виброзащиты и виброизоляции машин и оборудования, анализируются существующие подходы и методы решения задач машиноведческой направленности. В настоящее время сложилась вполне определенная технология определения динамического состояния машин и машинных агрегатов, основанная на изменении параметров состояния, соответствующих методиках расчета, применении технических средств в виде амортизаторов, демпферов, гасителей колебаний. Существующие подходы опираются на стандарты, позволяющие решать конкретные классы задач ограничения или удержания в необходимых пределах параметров динамического состояния.

Традиционные подходы ориентированы на снижение уровня вибраций, ударов в источниках их происхождения или на создание виброзащитных систем, включающих в свою структуру объекты защиты вместе с теми техническими средствами, которые в той или иной степени способствуют изменению динамического состояния в нужном направлении. Именно в этом плане в последние годы наметился интерес к построению управляемых виброзащитных систем, связанных с использованием достаточно развитых технологий сбора и обработки информации о состоянии системы и введении управляющих воздействий в различной форме. Такие системы реализуют активную виброзащиту и виброизоляцию, используются для обеспечения надежности силовых передач машинных агрегатов, защиты прецизионного оборудования, транспортных средств, предотвращения нежелательных колебаний зданий, сооружений, в робототехнике и др.

Вторая глава «Структурные подходы в динамике виброзащитных систем» посвящена изложению основных научно-методических положений структурной теории- виброзащитных систем. Рассматривается метод динамического синтеза виброзащитных систем и излагаются основные этапы их построения. Используя подход, основанный на введении в системы дополнительных динамических связей, раскрывается концепция структурных интерпретаций механических колебательных систем как систем автоматического управления динамическими состояниями. Это подводит понимание разработчиков к возможной конструктивно-технической реализации необходимых средств виброзащиты, обеспечивая задачи синтеза аппаратом системного анализа в обобщенном классе решений.

Показано, что средства пассивной и активной природы являются формами представления и развития обратных связей, вводимых в базовые модели колебательных систем. Рассматривается методологическое и алгоритмическое обеспечение решения задач динамического синтеза, связанное с представлением обратной связи в виде определенной цепи. Такая цепь, с одной стороны, описывается передаточными функциями частного вида из некоторого обобщенного выражения, с другой стороны, выявляется конкретными случаями реализации в рамках существования некоторого обобщенного механизма. Среди этих механизмов можно назвать устройства с преобразованиями движения, колебательные структуры, сервоприводы и т.п.

В третьей главе «Обобщенные динамические связи, их формы и особенности взаимодействия с объектом защиты от вибраций и ударов» рассмотрены динамические свойства виброзащитных систем возвратно-поступательных колебаний при введении дополнительных обратных связей в виде двухзвенных шарнирно-рычажных механизмов. Введены понятия приведенных жесткостей и масс системы, исследованы особенности свойств, определяемых конфигурацией механизма. Исследованы возможности изменения динамических свойств в системах крутильных колебаний, в составе которых имеются зубчатые, в. т. ч. планетарные механизмы, а также механизмы более сложной структуры, реализующими режимы преобразования движения в относительных перемещениях. Рассмотрены решения, обеспечивающие в системах с помощью механизмов эффекты динамического гашения, квазинулевой жесткости др. Изучаются вопросы построения каскадных систем. Предлагаются подходы к учету нелинейных свойств типовых звеньев виброзащитных систем с дополнительными связями на основе методов гармонической линеаризации.

Четвертая глава «Математические модели и подходы к оценке эффективности виброзащитных систем и способов введения обобщенных дополнительных связей» рассматриваются вопросы развития методологических позиций в задачах оценки эффективности и динамического синтеза виброзащитных систем при введении в их структуру дополнительных связей. Приводятся критерии эффективности введения дополнительных связей, которые оцениваются путем сравнения амплитудно-частотных характеристик, определения переходных функций, учета условий устойчивости систем. Обсуждаются вопросы влияния точек наблюдаемости и управляемости (точек приложения усилий), которые сказываются в определении дополнительных связей при построении виброзащитных систем. Решается задача синтеза управления, формируемого дополнительной обратной связью в виде одноосного воздействия интересующего динамического влияния на объект защиты.

В пятой главе «Активные электрогидравлические виброзащитные системы» рассматривается разработанная методология построения сложных систем защиты машин, оборудования и агрегатов, в которых дополнительные связи реализуются с помощью гидравлических механизмов (сервоприводов). Обоснованы методические основы построения математических моделей и структурных схем активных систем с учетом особенностей электрогидравлического следящего привода. Предложена методика построения зон эффективной работы систем защиты при выборе различных законов управления (обработки информации в цепях обратной связи), произведена сравнительная оценка возможностей систем управления при гармонических внешних воздействиях и в переходных режимах с учетом оценок устойчивости системы. Описаны опытная установка и методика испытаний, приведены результаты экспериментальных исследований образца (полунатурного макета) активной электрогидравлической виброзащитной системы при вибрационных и ударных нагрузках.

Общая сравнительная оценка достигнутых результатов, предлагаемых и развиваемых методологических позиций представлена в «Заключении» диссертации. Рассмотрены вопросы построения виброзащитных систем с использованием средств вычислительной техники и программного обеспечения. Сформулированы основания для системного подхода к решению обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции. Определена система требований и условий, обеспечивающих эффективность автоматизированных технологий научных исследований. Результаты построены на материалах создания пакета прикладных программ «ВИЗА», одной из первых крупных отечественных разработок, ориентированной на широкий класс задач вибродинамики управляемых механических систем.

Автор чтит память академика [К.В. Фролова (1932-2007 г.г.), который взял на себя труд научного руководителя во время моей стажировки (1982-1983г.г.) в Институте машиноведения РАН имени акад. Благонравова А.А. Выражаю благодарность заведующему лабораторией общей теории виброзащиты (ныне лаборатории «исследования и разработки средств виброзащиты «человек-машина»»), д.т.н., профессору А.В. Синеву за помощь и поддержку в период стажировки в ИМАШ, за заботливые отношения как научного авторитета в нашем многолетнем сотрудничестве.

Автор признателен Заслуженному деятелю науки и техники РСФСР, д.т.н., профессору [Коловскому М.3.[ (1927-2002) - моему научному оппоненту по кандидатской диссертации, одному из ведущих специалистов страны в динамике управляемых машин и нелинейной теории виброзащиты за постоянное внимание к исследованиям, за проявление инициативы в сотрудничестве с учителями и коллегами ленинградской школы механиков и управленцев - Блехманом И.И., [Вейцем В .Л, Вульфсоном И.И., [Лурье А.И.

Первозванским А.А.|, Попковым В.И., Смирновым Г.А.

Благодарен академику В.М. Матросова за поддержку исследований в период работы в ИНЦ СО РАН (1976-1995 г.г.). Признателен д.т.н., профессору Хоменко А.П. - ректору Иркутского государственного университета путей сообщения за человеческую поддержку, за создание условий для завершения диссертации. Заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессору С.В. Елисеев научный консультант диссертации заслуживает особые слова благодарности за долгую совместную службу и многолетнее партнерство, за большую и конкретную помощь в работе над диссертацией.

Основные выводы по работе

1. Развиты методы динамического синтеза виброзащитных систем на основе введения в структуру системы дополнительных обратных связей, имеющих вид обобщенных динамических связей, в том числе, предусматривающих возможности применения различных механизмов.

2. Предложена теория построения структурных схем колебательных систем при введении различных дополнительных связей, выявлен расширенный набор типовых элементов и определены правила их соединения, что позволяет решать задачи поиска и разработки новых технических средств.

3. Раскрыты методы построения математических моделей на основе использования структурных подходов, позволяющих реализовать частотные оценки возможностей изменения вибрационного состояния машин.

4. Разработана методология построения дополнительных цепей в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции машин, оборудования и агрегатов на традиционной основе и на основе использования специально вводимых в структуру механизмов для преобразования движения, в том числе и сервоприводов.

5. Предложена научно-обоснованная методическая база для создания активных виброзащитных систем, в обратных цепях которых реализуются различные законы обработки информации о динамическом состоянии объектов защиты.

6. Разработаны принципы построения и методология расчета активных электрогидравлических виброзащитных систем, которые подкреплены экспериментальными исследованиями.

В завершение научных исследований складывается системный подход, позволяющий создание системы прикладного программного обеспечения как технологии построения автоматизированной системы проектирования и расчета виброзащитных систем машин и оборудования. Результаты разработок в виде программных средств пакета прикладных программ ВИЗА и соответствующих рекомендаций, внедрены на предприятиях нескольких отраслей транспорта и промышленности. I

Заключение

Задачи виброзащиты и виброизоляции характерны для многих отраслей промышленного производства и транспорта и стимулируют дальнейшие поиски, связанные с разработкой способов и средств управления колебательными процессами. Структурные методы интерпретации динамики механических колебательных систем находят все более широкое применение в смежных научно-технических направлениях, таких как вибродиагностика, робототехника, мехатроника. Управление, реализуемое в самых различных технических формах от пассивных до активных средств или сервоприводов позволяет создавать машины, устройства, агрегаты и их системы, которые адаптируются к условиям внешних воздействий и, в принципе, могут обеспечивать условия надежной эксплуатации машин и оборудования и создавать условия для безопасной работы персонала.

I. Основной концепцией, развиваемой в диссертации, стало рассмотренное в различных вариантах исполнения и реализации введение дополнительных динамических связей в механические колебательные системы. В этом плане, достаточно продуктивный подход обозначился в возможности расширения типового набора элементов, участвующих в динамических взаимодействиях. К обычным элементам виброзащитной системы в виде упругих (пружины) и демпфирующих (демпферы), звеньев как оказалось, можно добавить новые дополнительные связи и элементы, реализуемые в доступных конструктивно-технических формах.

В общем случае, передаточная функция дополнительной связи может быть представлена дробно-рациональной функцией от оператора р{р = joj,j = V-1), а все известные случаи конструктивной реализации элементов виброзащитных систем становятся частными случаями от общего выражения, определяющего структуру дополнительной связи.

Ряд предложений подтолкнул к конкретным техническим решениям, которые получили закрепление на уровне изобретений и были сделаны рядом авторов в различное время. Такой подход, в конечном итоге, не мог не привести к обобщенной постановке задач виброзащиты и виброизоляции, в рамках которой положительные стороны структурных подходов стали достаточно очевидными.

Структурные интерпретации, основанные на введении эквивалентных в динамическом отношении систем автоматического управления (САУ), хорошо соотносятся с направлением структурных отображений в виде дуальных механических цепей. Использование последних имеет перспективы применения в задачах волновой динамики в силу удобств перевода схемных решений в электрические цепи на основе методов электромеханических аналогий.

Методологическая ценность методов динамического синтеза на основе структурных интерпретаций заключается в возможности обеспечения целенаправленного поиска и разработки новых конструктивно-технических решений, ориентированных на инженерные приложения.

П. Дополнительные связи, как было показано, вводятся параллельно элементам (пружин и демпферов) базовой расчетной модели, а составные элементы дополнительной- связи (ее можно назвать в таком случае дополнительной цепью) в своих соединениях используют правила последовательных и параллельных соединений (как, например, в соединениях пружин). Однако, таким правилам соединения (или коммутации) подчиняется весь расширенный набор типовых элементов.

Введение дополнительных связей может происходить в нескольких формах, которые предполагают не только построение параллельных связей в базовых моделях в виде систем с одной, двумя и тремя степенями свободы, но и в направлениях реализации основных принципов автоматического управления.

Введение дополнительных связей пассивной и активной природы может осуществляться по принципам управления по абсолютным и относительным отклонениям, а также по внешнему воздействию. Последнее позволяет использовать для решения задач анализа и синтеза в динамике колебательных систем развитый аппарат теории автоматического управления.

Основное внимание в диссертации было уделено углублению и расширению представлений о физических эффектах, возникающих в базовых моделях при введении дополнительных связей пассивной природы. В частности, достаточно подробно изучались вопросы, связанные с введением дополнительных связей на основе устройств с преобразованием движения. В качестве таковых могут выступать различные механизмы (точнее, механические цепи в виде механизмов): шарнирно-рычажные, зубчатые, винтовые и др.

Использование активных дополнительных связей приводит к необходимости учета ряда специфических особенностей, привносимых сложностью структуры дополнительной связи. Такая связь формируется из звеньев, обеспечивающих сбор и обработку информации о состоянии объекта защиты, усиление сигнала по мощности и воспроизведение в некоторой конструктивно-технической форме. Последнее нередко сопровождается введением в базовые расчетные схемы связей конструктивного происхождения, которые влияют на динамические свойства системы и при отсутствии сигнала от датчиков. В любом случае введение активных связей (как, впрочем, и других" дополнительных связей) в сложных структурах должно сопровождаться учетом правил взаимодействия элементов, что определяет топологические свойства структуры, соответствующие передаточные свойства и, тем самым, динамические характеристики системы.

III; Поиск и выбор технических решений для создания виброзащитных систем связан с разработкой математических моделей различных форм, формулировки целей и задач анализа и динамического синтеза, что, в свою очередь, требует создания соответствующего математического, алгоритмического и программного обеспечения.

В течение многих лет под руководством автора велась разработка пакета прикладных программ ВИЗА [93, 95, 98, 115, 102- 109]. Эта проблемно-ориентированная система предназначена для решения ряда задач автоматизации проектирования и расчета виброзащитных систем.

Исследования показывают, что разработка систем виброзащиты и виброизоляции, обоснования которой дается в рамках структурного подхода, сводится к решению типовых задач построения: определение необходимости защиты, оценка предельных свойств, синтез параметров, анализ динамики, выбор данных по каталогу серийных виброизоляторов (на примере решения задач защиты блоков аппаратуры - «приборной» защиты) [105].

Отметим, что интересующие решения отыскиваются в пакете программ в полном объеме только для случая, когда объектом виброзащиты является твердое тело. Для упругого тела или для комплекса твердых тел, связанных упругими элементами, представляется возможность созданными средствами пакета ВИЗА обращения только к соответствующим задачам анализа (моделирования) [107].

Программным обеспечением пакета реализуются расчетные процедуры, имеющие место в нормативных методиках проектирования для проблем «приборной» защиты [73,74, 76, 97, 107]. Таким образом, с помощью пакета программ ВИЗА могут быть проведены обоснования как исследовательских (поисковых), так и инженерных разработок ВЗС.

Общая характеристика пакета. Предлагаемый пакет программ позволяет провести автоматизированную поддержку решения типовых задач проектирования (построения), определяющих упругодемпфирующие и геометрические характеристики специальных технических средств виброзащиты и виброизоляции при ограничениях, предъявляемых к абсолютным ускорениям и относительным смещениям, некоторых точек объекта защиты. В целом пакет ВИЗА предназначен стать системой прикладного программного обеспечения на основе решения задач исследования динамики механических управляемых систем.

При создании любой системы защиты от вибраций и ударов, прежде всего, должен быть решен вопрос о необходимости самой защиты, (проведения разработок системы с использованием специальных средств). Сравнивая динамические показатели объекта защиты с их предельно допустимыми величинами в случае жесткого крепления твердого тела к основанию при заданных внешних воздействиях, можно сделать вывод о целесообразности дальнейшего проектирования. При этом такие расчеты базируются в пакете на соответствующих алгоритмах анализа [80].

С целью определения разрешимости требований виброзащиты или виброизоляции, сначала без учета вопросов физической реализуемости, представляет интерес получить оценку возможных предельных свойств систем. Это позволяет знать тот уровень ограничения на динамические нагрузки объекта, который при заданных возмущениях вообще может быть достигнут при построении сколь угодно совершенных систем. Кроме того, удается в последующем сделать вывод о существовании технически реализуемой системы защиты, способной удовлетворить заданные требования. В пакете оценка предельных свойств систем виброзащиты и виброизоляции определяется из решения, некоторой вспомогательной задачи [111].

Функциональное наполнение пакета. Пусть процесс виброизоляции описывается системой уравнений [105]: q = и —cf(t), q(0) = q(0) = 0, (1) где q — 6-мерный вектор обобщенных координат системы, определяющих перемещения объекта относительно основания, и — 6-мерный вектор, рассматриваемый как управление, <х(t) — 6-мерный вектор обобщенных координат, описывающих заданное перемещение основания.

Требуется оценить снизу численное значение критерия качества q(u) = max шах u'Ru, (2) si.tel /го ' 4 ' которое может быть достигнуто, если система (1) будет управляться оптимальным образом, на классе кусочно-постоянных функций, при выполнении фазовых ограничений q'Qjq<l, j = l,2,.,n, (3) где R, и Q. положительно определенные бхб -матрицы.

Предельная величина (2) находится без отыскания оптимального управления [80].

В пакете программ решение задачи синтеза в общем случае производится поэтапно [105]. Сначала отыскивается в рамках оптимального управления при действующих на основание возмущениях так называемый эталонный закон движения объекта защиты. Далее, для предполагаемой схемы системы виброизоляции на основе известных технических средств находятся параметры, которые позволяют приблизить, в определенном смысле, реальный закон движения к предыдущему - желаемому. Алгоритмы решения данной задачи строятся в виде условий минимизации некоторой невязки по их отклонению [73].

Традиционные разработки обычно реализуются, прежде всего, с использованием проверенных на практике технических средств. В связи с этим в пакете предусмотрено получение рекомендаций на основе алгоритмов выборки номенклатуры, типоразмеров и эксплуатационных характеристик, отвечающих найденным ранее расчетным данным. Выполняется это по базе данных, составленной по каталогам, в частности серийных конструкций виброизоляторов [109, 116].

В целом программное обеспечение реализует методологию проектирования ВЗС в следующем порядке: а) выбор типа системы виброзащиты или виброизоляции; б) назначение схемы и определение структуры конкретной системы; в) статический расчет, в т.ч. по условиям рационального монтажа; г) определение типоразмеров виброизоляторов согласно данным расчета; д) обоснование операции «выравнивание» при установке объекта защиты в составе упруго-демпфирующей подвески; е) динамический расчет, включающий отыскание спектра собственных частот, а также абсолютных ускорений и относительных смещений ВЗС; ж) предварительная оценка ВЗС на воздействие возможных ударов.

Разработанный пакет прикладных программ позволяет решать задачи моделирования виброзащитных систем в составе системы твердых тел или объектов защиты в виде упругих систем.

Функциональное наполнение пакета ВИЗА как укрупненное дерево типовых задач показано на рис. 1 (заключения).

Рис.1. Функциональное наполнение пакета прикладных программ ВИЗА

Для обеспечения организации диалога и пакетного режима в вычислениях пакет снабжен комплексом системных программ. Их наполнение позволяет автоматизировать поддержку работу пользователя в процессе подготовки данных и решения задач.

Системное обеспечение включают следующие операции: управление работой пакета в целом; осуществление диалога; описание задач на входном языке; хранение данных в архиве; синтаксический анализ вводимых данных и их корректировку; динамическую загрузку проблемных программ; вывод результатов [106].

Функциональная структура системного обеспечения пакета ВИЗА приведена на рис. 2 (заключения) и содержит следующие компоненты: а) управляющую систему (монитор); б) подсистему ввода диалогового режима; в) подсистему инициализации решаемой задачи; г) подсистему динамической загрузки ПЛ-1 и ФОРТРАН-программ; д) архивную информационно-поисковую систему; е) подсистему организации пакетного режима.

Организация управления в пакете. Управление и взаимодействие основных системных компонент между собой и с пользователем обеспечиваются монитором пакета. Монитор представляет собой программу, оперирующую с данными таблицы.

Управляющая подсистема

Пакетный

Анализ

Диалоговый ввод

Интерпретац|1я

Инициализация решаемой задачи

Вывод из рабочего поля

Ввод в рабочее поле I

Динамическая загрузка i к г

Библиотека функциональных модулей

Справочно-информанионный блок

Информационно-поисковая подсистема

Рис. 2. Функциональная структура системного обеспечения ППП ВИЗА

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 280 с.

2. Акопян Р.А. Пневматическое подрессоривание автотранспортных средств: Часть 1. Львов: Вища школа, 1971. - 216 с.

3. Алексеев A.M., Сборовский А.К. Судовые виброгасители. М.: «Судпромгиз», 1962. - 196 с.

4. Алиев Г.А. Промышленные инвариантные системы автоматического управления. М.: Энергия, 1971. - 308 с.

5. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.- 568 с.

6. Антонюк Е.Я. Динамика механизмов переменной структуры Киев, Наук. Думка, 1988. - 184 с.

7. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Изд-во Наука, 1975.-638 с.

8. Артоболевский И.И. Некоторые проблемы механики машин и управления машинами //Машиноведение. 1976- №2. - С. 3-8.

9. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. -296 с.Б

10. Бабаков И.М. Теория колебаний М.: Наука, 1965. - 560 с.

11. Балицкий Ф.Я., Генкин М.Д., Иванова М.А. и др. Современные методы и средства виброакустического диагностирования машин и конструкций / Под ред. К.В. Фролова. М.: Машиностроение, 1990. - 252 с.

12. Балицкий Ф.Я., Иванов М.А., Соколова А.Г. и др. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов М.: Наука, 1984. - 120 с.

13. Банина Н.В. Структурные методы динамического синтеза колебательных механических систем с учетом особенностей физических реализаций обратных связей / Дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. Иркутск: ИрГУПС, 2006.- 196 с.

14. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. Л.: Судостроение, 1965. - 523 с.

15. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний.- М.: Высшая школа, 1972. 416 с.

16. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. -239 с.

17. Блехман И.И. Что может вибрация?: О «вибрационной механике» и вибрационной технике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 208 с.

18. Бобцов А.А., Лукьянова Г.В., Никифоров В.О. Алгоритм компенсации внешнего гармонического возмущения неизвестной частоты для системы активной виброзащиты // Изв. вуз. Приборостр. 2007. - Т. 50. - С.49-43.

19. Божко А.Е, Розен И.В. Принципы построения активных виброзащитных электродинамических систем // Пробл. машиностр. -1978. Вып. 7. - С. 41-46.

20. Болотник Н.Н. Оптимизация амортизационных систем. М.: -Наука, 1983. -255с.

21. Бублик Г.Ф. Проектирование многомерных активных виброзащитных систем. К.: Виша школа. Изд-во при Киевском ун-те, 1986. - 68 с.

22. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. М.: «Машиностроение», 1969. - 364 с.В

23. Варгунин В.И., Гусаров В.И., Иванов Б.Г. и др. Конструирование и расчет рычажно-шарнирных средств виброзащиты оборудования и агрегатов железнодорожного транспорта / Под ред. О.П. Мулюкина. Самара: СамГАПС, 2006. - 86 с.

24. Вейц ВА, Кочура АЕ, Федотов АИ Колебательные системы машинных агрегатов. Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1979. - 256 с.

25. Вейц В.Л., Кочура А.Е., Мартыненко A.M. Динамические расчеты приводов машин. Л.: Машиностроение, 1971. - 352 с.

26. Вейц В.Л., Кочура А.Е. Динамика машинных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1976. - 314 с.

27. Вершинский С.В., Данилов В.И., Хусидов В.Д. Динамика вагона. М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

28. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./ Ред. Совет.: В.Н. Челомей (пред.).- М.: Машиностроение, 1981. Т.6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К.В.Фролова. 1981. - 456 с.

29. Власов А И. Нейросетевая реализация микропроцессорных систем активной акусто- и виброзащиты // Нейрокомпьютеры разработка и применение, - 2000. - №1, - С.40-44.

30. Власов А.И., Володин Е.А., Галушкин А.И. и др. Нейропроцессорные системы активной виброзащиты. Кн. 23. / Под ред. А.И. Галушкина. М.: ИПРЖР, 2004. - 320 с.

31. Власов А.И., Володин Е.А., Семенцов С.Г. и др. Электронные системы активного управления волновыми полями: история и тенденции развития // Зарубеж. радиоэлектроника. Успехи совр. радиоэлектроники, -2002, №4, - С.3-23.

32. Воробьев В.В. Совершенствование конструктивных параметров инерционно-фрикционного амортизатора подвески АТС / Автор дисс. на соискание уч. ст. к.т.н. Волгоград.: Волгоградский гос. тех. университет 2006.- 25 с.

33. Воробьев Е.И. Влияние изгибной упругости "руки" робота на его движение при релейном управлении // Механика машин. 1976. - вып.№51.- С. 66-69.

34. Воронов А.А. Основы теории автоматического регулирования. 4.1. М.: Энергия, 1980. - 468 с.

35. Воронов А.А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. М.: Наука, 1979. - 336 с.

36. Выговский К.А. Оптимизация параметров пневматического амортизатора на подвижном объекте // Машиноведение. 1980. - №4. - С. 21.Г

37. Гамынин П.С., Каменир М.А., Коробочкин Б. и др. Гидравлический следящий привод / Под ред. В.А. Лещенко. М.: «Машиностроение», 1968. -543 с.

38. Ганиев И.И. Метод оценки демпфирующих свойств двухобъемной пневматической рессоры // Повышение эффективности работы тепловозов. -Л.: ЛИИЖТ, 1983. С 68-76.

39. Гаскаров Д.В., Шаповалов В.И. Малая выборка. М.: Статистика, 1978. -248 с.

40. Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Методы управляемой виброзащиты машин. М.: Наука, 1985. - 240 с.

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

42. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

43. Генкин М.Д., Яблонский В.В. Активные виброзащитные системы. / В кн.: Виброизолирующие системы в машинах и механизмах. М.: Наука, 1978. - С.3-11.

44. Герасимов Н.В., Шатилов Ю.В. Амортизация на основе упругого элемента с переменной жесткостью // Вопр. прочн. элементов авиаконструкций: Труды КуАИ. 1975.- вып. 2. - С. 80-85.

45. Герасимов Н.В., Шатилов Ю.В. О некоторых виброзащитных системах на основе элементов с управляемой жесткостью // Вопросы прочн. и долг, элементов авиационных конструкций: Труды КуАИ. 1980.- С. 140-149.

46. Говердовский В.Н. Развитие теории и методов проектирования машин с системами инфрачастотной виброзащиты / Автореф. дисс. на соискание уч. ст. д.т.н. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения, 2006. - 42 с.

47. Гозбенко В.Е. Методы управления динамикой механических систем на основе вибрационных полей и инерционных связей. М.: Машиностроение, 2004. - 386 с.

48. Гончаревич И.Ф. Вибрация нестандартный путь: вибрация в природе и технике. -М.: Наука, 1986. - 209 с.

49. Гозбенко В.Е., Елисеев С.В., Димов А.В., Драч М.А. Устройство гашений крутильных колебаний. Патент 2276750 РФ. Бюлл. № 14, опубл. 20.05.2006.

50. Гордеев Б.А., Ерофеев Д.И., Синев А.В. и др. Системы виброзащиты с использованием инерционности и диссипации реологических сред. М.: Физматлит, 2004. - 173 с.

51. Грибов М.М. Регулируемые амортизаторы РЭА. М.: Советское радио, 1974.- 142 с.

52. Турецкий В.В. О предельных возможностях активной виброзащиты. //Прикл. механика. 1976, - т. 12 - с. 100-113.

53. Турецкий В.В. Об одной задаче оптимального управления. // Изв. АН УССР, Механика. 1965. - № 1,- С.28-36.

54. Густомясов А.Н. Расчет основных параметров подвески переменной структуры многоосного автомобиля // Изв. ВУЗов. Машиностроение. -1983. №2.-С. 36-42.д

55. Ден Гартог Дж. П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960.-580 с.

56. Деч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z преобразования. - М.: Физматгиз, 1971. - 416 с.

57. Диментберг М.Ф. Нелинейные стохастические задачи механических колебаний. М.: Наука, 1980. - 255 с.

58. Диментберг М.Ф., Фролов К.В. Колебания системы с одной степенью свободы при действии периодической силы и изменении собственной частоты по случайному закону // Машиноведение.- 1966. № 4. - С. 3-11.

59. Димов А.В. Моделирование и динамические процессы в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов / Диссертация на соиск. уч. степ, к.т.н. Иркутск: ИрГУПС, 2005.- 83 с.

60. Димов А.В., Драч М.А. Динамический гаситель колебаний. Патент на полезную модель № 2004138613 от 10.12.2005.

61. Димов А.В., Елисеев С.В. Обобщенная постановка задач виброзащиты. / Труды V Междунар. симп. по трибофатике. -Т.З.-Иркутск: ИрГУПС, 2005. С. 369-377.

62. Драч М.А. Динамический синтез и моделирование в задачах оценки и изменения вибрационного состояния крутильных колебательных систем / Дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. Иркутск: ИрГУПС, 2006. - 178 с.

63. Дружинский И.А. Механические цепи. Ленинград: Машиностроение. ЛО, 1977.-238 с.Е

64. Евланов Л.Г. Контроль динамических систем. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. - 432 с.

65. Елисеев С.В. Теория активных виброзащитных систем и её приложения. / Автореф. докт. дис. Киев, ИМ АН УССР, 1973. - 30 с.

66. Елисеев С.В. Структурная теория виброзащитных систем. -Новосибирск: Наука, 1978. 224 с.

67. Елисеев С.В., Бутырин С.А., Свинин М.М. Пакет программ по моделированию и исследованию кинематики и динамики манипуляционных роботов (Памир) /Инф. бюлл. «Алг. и программы». -1986 г. -№ 3 (72). с.З.

68. Елисеев СВ., Волков Л.Н., Кухаренко В.П. Динамика механических систем с дополнительными связями.- Новосибирск: Наука, СО, 1990. -214 с.

69. Елисеев С.В., Грудинин Г.В., Винокуров И.В., Дубровский Л.Б. Устройство для гашения крутильных колебаний. А.с. № 665154 (СССР). Бюлл. изобр. № 20, опубл. 30.05.1079.

70. Елисеев С.В., Засядко А.А. Методы виброзащиты технических объектов. /В кн.: «Управляемые механические системы». Сб. науч. трудов / Иркутск: ИЛИ, 1986. - С. 3-32.

71. Елисеев С.В., Засядко А.А. Виброзащита и виброизоляция как управление колебаниями объектов. / «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС, №1, 2004. - С. 26-34.

72. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К., Засядко А. А. Разработка и исследование систем активного гашения упругих колебаний промышленных роботов / В кн.: «Вибротехника» 2 (42). -Вильнюс, 1982. - С.83-93.

73. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К. Лукьянов А.В. Управление колебаниями роботов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990.- 320с.

74. Елисеев С.В., Кухаренко В.П. Инерционные связи в колебательной системе / В кн.: «Управляемые механические системы». Иркутск: ИЛИ, 1982.-С. 3-10.

75. Елисеев С.В., Мижидон А. Д. Аналитическое конструирование виброзащитной системы / В кн.: «Динамика и колебания механических систем». Иваново: ИЭИ, 1982. - С. 33-38.

76. Елисеев С.В., Нерубенко Г.П. Динамические гасители колебаний. -Новосибирск: Наука, 1982. 140 с.

77. Елисеев С.В., Ольков В.В. Некоторые задачи виброзащиты в классе систем с переменной структурой // В кн.: «Механика и процессы управления». Иркутск: ИЛИ, 1971. - С. 18-27.

78. Елисеев СВ., Резник Ю.Н., Хоменко А.П. Структурные интерпретации механических колебательных систем / В кн.: «Кулагинские чтения. Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции».- Чита: Чит. Гос. Ун-т, 2007. С. 33-54.

79. Елисеев С.В., Резник Ю.Н., Хоменко А.П., Засядко А.А. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов. Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Ун-та, 2008. - 523 с.

80. Елисеев С.В., Свинин М.М. Математическое и программное обеспечение в задачах динамики многоманипуляционных систем. Новосибирск: Наука, 1992. - 298 с.

81. Елисеев С.В., Упырь Р.Ю. Мехатронные подходы в задачах вибрационной защиты машин и оборудования // Совр. технол. Систем, анализ. Моделир. Иркутск: ИрГУПС. -2008. - Вып. 4(20). - С. 8-16.

82. Елисеев С.В., Упырь Р.Ю., Насников Д.Н., Логунов А.С. О введении дополнительных элементов в механические системы на основе структурных интерпретаций / Вестник Норильского Индустриального Института. Вып. 1 -Норильск: НорИИ, 2007. С. 41-52.

83. Елисеев С.В., Хоменко А.П. Проблемы виброзащиты и виброизоляции технических объектов в работах Иркутской школы механиков / Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС, -2005.-Вып. 1 (15).-С. 6-24.

84. Емельянов С.В. Системы автоматического управления с переменной структурой. М.: Наука, 1967.- 336 с.

85. Емельянов С.В. Теория систем с переменной структурой. М.: Наука, 1970.- 592 с.3

86. Засядко А.А. Динамика электрогидравлических виброзащитных систем / Диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Новосибирск: НЭТИ, 1973.-218 с.

87. Засядко А.А. Автоматизация проектирования и расчета виброзащитных систем. / В кн.: «Методы и средства виброзащиты человека». Тезисы докл. III Всесоюз. симп. «Влияние вибрации на организм человека и проблемы виброзащиты» / М.: Наука, 1977. - С. 32-37.

88. Засядко А.А. Основы теории построения механических колебательных систем в приложении к задачам активной виброзащиты / В кн.: «Механические управляемые системы». Тезисы докладов IV науч.-тех. конференции. Иркутск: ИЛИ, 1982. - С. 53.

89. Засядко А.А. Пакет прикладных программ системы автоматизированного проектирования виброзащитных систем (рег.50800000172) / Инф. бюлл. «Алгоритмы и программы», -1987 г. № 1. - С. 12.

90. Засядко А.А. Принципы построения специальных механических колебательных систем. / В кн.: «Математическое и программное обеспечение технических систем» Сб. науч. труд. / Новосибирск: Наука, 1989. С. 17-37.

91. Засядко А.А. Технология автоматизированного проектирования, исследования и расчета виброзащитных систем //Совр. технологии. Систем, анализ. Моделирование» Иркутск: ИрГУПС. - 2004.- Вып. 3. - С. 62-70.

92. Засядко А.А. Электрогидравлические виброзащитные системы / «Совр. технологии. Систем, анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС. - 2007. Вып. 2 (14). - С. 16-24.

93. Засядко А.А. Динамические взаимодействия элементов активных виброзащитных систем с сервомеханизмами / «Совр. технологии. Систем, анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС. - 2007. Вып. 4 (16). - С. 11-21.

94. Засядко А. А., Елисеев С.В. Задачи и средства автоматизации исследования виброзащитных систем. / В кн.: «Шестой Всесоюзный съезд по теоретической и прикладной механике». Ташкент, 24-30 сентября 1986 г. Анн. докладов. Ташкент: 1986. - С. 265-266.

95. Засядко А.А. Карпухин E.JI. Алгоритм расчета виброзащитных систем многомассовых конструкций. / В кн.: «Шестой национальный конгресс по теоретической и прикладной механике». БНР, Варна, 25-30 сентября 1989 г. Тезисы докладов, 1989. р. 6.54.

96. Засядко А.А., Карпухин Е.Л., Кухаренко В.П., Мижидон А.Д., Рубинов А.С. Пакет программ ВИЗА. / В кн.: «Пакеты прикладных программ. Итоги и применения». Сб. научных трудов / Новосибирск: Наука, 1986. - С. 123-130.

97. Засядко А.А., Кузнецов Н.К. Активная виброзащита в режиме торможения упругих манипуляторов / В кн.: «Робототехника», вып. 5. Труды ЛПИ, Л.: ЛПИ, 1981. - С.85-90.

98. Засядко А.А., Насников Д.Н. Особенности гидропривода в системах активной вибрационной защиты // «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС. - 2008. - Спец. вып. - С. 18-30.

99. Засядко А. А., Насников Д.Н. Экспериментальные исследования гидравлической активной виброзащитной системы / «Совр. технологии. Систем, анализ. Моделир.». Иркутск: ИрГУПС. - 2008. Вып. 3 (19). - С.31-38.

100. Засядко А.А., Ольков В.В., Елисеев С.В. О возможностях активной виброзащиты с помощью устройств с преобразованием движения. / В кн.: «Механика и процессы управления». Материалы юб. науч.-тех. конф. мех. фак. Иркутск: ИЛИ, 1971. - С. 89-98.

101. Засядко А.А., Суворов А.П. Методология построения и структура САПР виброзащитных систем. / В кн.: «I Всесоюз. Конф. Автоматизация поискового конструирования». Тезисы докл. Йошкар-Ола: Марийское респ. изд.-во, 1978. - С. 229-230.

102. Засядко А.А., Упырь Р.Ю., Логунов А.С. Некоторые подходы к задачам динамического синтеза механических колебательных систем / «Совр. технологии. Систем, анализ. Моделир.». Иркутск: ИрГУПС. - 2007. - Вып. 1 (13),-С. 27-37.И

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

104. Ильинский B.C. Защита аппаратов от динамических воздействий.- М.: «Энергия», 1970. 320 с.

105. Ильинский B.C. Защита РЭА и прецизионного оборудования от динамических воздействий. -М.: Радио, 1982.- 295 с.

106. Исакович М.А. Общая акустика. М.: 1973. - 496 с.

107. Исполов Ю.Г., Саблин А.Д., Сорин В.М. Упругие колебания электромеханического робота // «Робототехника». Л.: ЛПИ, 1977. - С 81-87.К

108. Калмыков В.Р. Динамическое гашение колебаний в линейных виброзащитных системах / Автореф. дис. на соиск. уч. степ, к.т.н. Томск: ТПИ, 1987. - 19 с.

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

110. Камышный Н.И., Павленко И.Н. Жесткость промышленных роботов // Изв. ВУЗов. Машиностроение.- 1974.-№11.- С. 171-174.

111. Карасев В.А., Ройтман А.В. Доводка эксплуатируемых машин. Вибродиагностические методы. М.: Машиностроение. -192 с.

112. Кейн В.М., Саркисов Г. А. Об эквивалентировании линейных динамических систем // Изв. Вуз. «Электротехника». 1969. -№ 7. - С. 23 -31.

113. Клюев В.В., Пархоменко П.П., Абрамчук В.Е. и др. Технические средства диагностирования: Справоч. М.: Машиностроение, 1989. - 670 с.

114. Колесников К.С. Продольные колебания ракеты с жидкостным реактивным двигателем. М.: Машиностроение, 1971. - 270 с.

115. Коловский М.З. Нелинейная теория виброзащитных систем. М.: «Наука», 1966. - 317 с.

116. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М.: Наука, 1976 - 320 с.

117. Крылов Н.М., Боголюбов Н.Н. Введение в нелинейную механику. -Киев: Изд-во АН УССР, 1937. 262 с.

118. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. - 640 с.

119. Кузнецов Н.К. Методы снижения динамических ошибок управляемых машин с упругими звеньями на основе концепции дополнительных связей / Диссертация на соис. уч. ст. д.т.н. Иркутск: ИрГУПС, 2006. - 405 с.

120. Кузовков Н.Г. Теория автоматического управления, основанная на частотных методах. М.: Оборонгиз, 1960, - 612 с.

121. Кулешов B.C., Лакота Н.А. Динамика систем управления манипуляторами. М.: Энергия, 1971.- 304 с.

122. Кэрноп Д. Принципы проектирования систем управления колебаний, использующих полу активные демпферы // Динамика систем, механика и контроль: Труды американского общества инженеров механиков. -1990.-Вып 112.-№3.-С. 448-453.Л

123. Ларин В.Б. Статистические задачи виброзащиты. Киев: Наукова Думка, 1974.- 128 с.

124. Лейтман Дж., Рейтмейер Е. Полуактивное управление вибрационными системами посредством электрореологических жидкостей // Проблемы машиностроения и автоматизации. 1993.- №6. - С.3-12.

125. Лонцих П. А., Лукьянов А.В. Определение оптимальной передаточной функции виброзащитной системы / В кн.: «Управляемые механические системы». Иркутск: ИЛИ, 1979. - С. 96-99.

126. Лукин В.В., Шадур Л.А., Котуранов В.Н и др. Конструирование и расчет вагонов. М.:УМК МПС России, 2000. - 731 с.

127. Лукьянов А.В. Методы и средства управления по состоянию технических систем переменной структуры / Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. Иркутск: ИрГУПС, 2002. - 391 с.

128. Лукьянов А.В. Управление свободным движением пневматического амортизатора переменной структуры // В кн.: «Динамика и алгоритмы управления роботов-манипуляторов». Иркутск: ИПИ, 1982. - С.106-112.

129. Ляпунов В.Т., Никифоров А.С. Вибрация в судовых конструкциях. Л.: Судостроение, 1975. - 232 с.М

130. Максимов Ю.П. О достижимом качестве виброзащиты от периодического воздействия // Машиноведение. 1970.- №4. - С. 13-21.

131. Медель В.Б. Динамика электровоза. М.: Трансжелдориздат, 1977. -414 с.

132. Михлин В.М., Сельцер А. А. Методические указания по прогнозированию технологического состояния машин. М.: Колос, 1972. -215 с.Н

133. Найденко O.K., Петров П.П. Амортизация судовых двигателей и механизмов. Л.: Судпромгиз, 1962. - 288 с.

134. Насников Д.Н. Активные элементы как типовые звенья в управляемых виброзащитных системах // «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». Иркутск: ИрГУПС. - 2008. - Спец. вып. - С. 41-50.

135. Никифоров В.О. Адаптивное и робастное управление с компенсацией возмущений. СПб.: Наука, 2003. - 202 с.О

136. Озерных И., Подтуркин А., Драков А., Макаренков А., Шишулин В., Колотовкин А. Комплекс контроля и управления научно-технологическими экспериментами в космосе / http: // www.cta.ru/

137. Ольков В.В., Елисеев С.В., Шабетко М.И. Пневмоэлектрическая виброзащитная система с переменной структурой // В кн.: «Вибрационная защита и надежность приборов, машин и механизмов». Иркутск, ИПИ, 1973.- С. 47-55.

138. Ольков В.В., Перелыгин А.И. Управляемые механические системы с переменной структурой, классификация и краткий обзор // В кн.: «Механика и процессы управления». Иркутск, 1975.- С. 184-192.

139. Основы автоматического управления. / Под ред. B.C. Пугачева. М.: Физматгиз, 1963. - 452 с.П

140. Петров Б.Н. О построении и преобразовании структурных схем // Известия АН СССР, ОТН. -1945, -№ 12. С.1146-1162.

141. Пневматическое рессорное подвешивание тепловозов / Под ред. Куценко С.М. Харьков: «Виша школа», 1978. - 96 с.Р

142. Ружичка Дж.Е. Активные виброзащитные системы // Испытательные приборы и стенды : Экспресс информация ВИНИТИ. М: 1969.- №10.-С.14-25.

143. Рыбак JI.A., Синев А.В., Пашков А.И. Синтез активных систем виброизоляции на космических объектах М.: «Янус-к», 1997. -164 с.С

144. Самбарова А.Н. Исследование динамики нелинейных активных виброзащитных систем / Диссертация на соиск. уч. степ, к.т.н. -Новосибирск: НЭТИ, 1975.- 132 с.

145. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М.: Машиностроение, 1972. - 192 с.

146. Синев А.В., Сафронов Ю.Г., Соловьев B.C. и др. Динамические свойства линейных виброзащитных систем М.: Наука, 1982. - 226 с.

147. Смирнов В.П. Динамика технологических вибрационных машин с вращающимися дебалансами системы виброзащиты // Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н., Орел: Орловский гос. техн. ун-т, 2007.- 25 с.

148. Смирнов Н.Н., Ицкович А.А. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1987. - 272 с.

149. Соболев В.И., Елисеев С.В. и др. Способ виброизоляции. АС 1790704 СССР. Опубл. 22.09.1992.

150. Соколов М.М., Варавва В.И., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава. М.: Транспорт, 1985. -216 с.Т

151. Теория активных виброзащитных систем. / Сб. научных трудов. Под ред. Елисеева С.В. Иркутск: ИПИ, 1974. -240 с.

152. Техническая кибернетика: Теория автоматического регулирования. Кн. 1. Математическое описание, анализ устойчивости и качества систем автоматического регулирования / Под ред. В. В. Солодовникова. -М.: Машиностроение, 1967. 783 с.

153. Тибилов Г.А., Цисовски Г. Оптимальное управление виброзащитной системой рельсового экипажа в условиях неопределенных возмущений // Трансп.: наука, техн., управл.- М.: ВИНИТИ, 2001 .- С.24-33.У

154. Уткин В.И. Скользящие режимы и их применение в системах с переменной структурой. М.: Наука, 1974. - 272 с.

155. Ушкалов В.Ф., Резников Л.М., Редько С.Ф. Статистическая динамика рельсовых экипажей. Киев: Наукова думка, 1982. - 360 с.Ф

156. Фельдбаум А.А., Дудыкин А.Д., Мановцев А.П. и др. Теоретические основы связи и управления. М.: Физматгиз, 1963. - 932 с.

157. Фомичев П.А., Фомичева Е.В. Автоматизация виброзащиты судовых двигателей. Новосибирск: Сиб. изд. фирма «Наука» РАН, 2004. - 126 с.

158. Фомичев П.А., Фомичева Е.В. Глушков С.П. Виброизолирующие гидравлические опоры нового поколения -Новосибирск: НГАВТ.-2005.-190 с.

159. Фомичев П.А. Пассивно-активная виброизоляция энергетических установок гидравлическими опорами нового поколения // Автореф. докт. дисс. Новосибирск. Новосиб. гос. академия водного транспорта, 2006. - 44 с.

160. Фролов К.В. Нелинейные задачи динамики машин. -М.: Машиностроение, 1992. 376 с.

161. Фролов К.В. Вибрация друг или враг? М.: Наука, 1984. - 144 с.

162. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. -М.: Машиностроение, 1980. 276 с.

163. Фурунжиев Р.И. Останин А.Н. Управление колебаниями многоопорных машин. М.: Машиностроение, 1984. - 208 с.X

164. Хоменко А.П. Динамика и управление в задачах виброзащиты и виброизоляции подвижных объектов. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2000. - 293 с.

165. Хоменко А.П., Елисеев С.В. и др. Способ управления характеристиками линейных колебаний и устройство для его осуществления. Патент на изобретение № 224647. Бюлл. № 5. Опубл. 20.02.05.

166. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Димов А.В, Драч М.А. Динамический гаситель колебаний. Патент на полезную модель № 49937. Бюлл. № 34. Опубл. 10.12.2005.

167. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Димов А.В., Драч М.А. Динамический гаситель колебаний. Патент на полезную модель № 48604. Бюлл. № 30. Опубл. 27.10.2005.

168. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Димов А.В, Драч М.А., Банина Н.В., Ермошенко Ю.В. Гаситель крутильных колебаний. Патент на полезную модель № 64722. Бюлл. № 19. Опубл. 10.07.2007.

169. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Гозбенко В.Е., Банина Н.В. Устройство для управления состоянием объекта защиты. Патент на полезную модель № 56858 РФ. Бюлл. № 2007. 2006.

170. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Милованов А.И. и др. Способ управления характеристиками линейных колебаний и устройство для его осуществления. Патент на изобретение № 224647. Бюлл. № 5. Опубл. 20.02.05.

171. Хроват Д., Марголис Д., Хаббард М. Оптимизация полуактивной подвески // Современное машиностроение: Труды американского общества инженеров механиков.- 1989. №4. - С.62-73.

172. Хэммонд П.Х. Теория обратной связи и её применения. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. - 516 сЧ

173. Челноков И.И. Гасители колебаний вагонов. М.: Транспорт, 1975.-224 с.

174. Чичварин А.В. Динамика активной системы виброизоляции с механизмами параллельной структуры // Автореф. дисс. на соиск. ученой степени к.т.н. Орел: Орловский гос. технический ун-т, 2006. - 23 с.

175. Чичварин А.В., Рыбак JI.A., Колесников М.А. Синтез оптимального регулятора активной системы виброзащиты с электрогидравлическим исполнительным механизмом // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. - №3. - С.26-32.

176. Чичварин А.В., Рыбак JI.A., Шатохин Ю.А. Разработка и экспериментальные исследования механизмов параллельной кинематики для виброизоляции технологических объектов. // Мехатроника, автоматизация, управление. -2006, №6. - С.50-55.

177. Чичварин А.В., Рыбак JI.A., Шатохин Ю.А. Синтез оптимального цифрового регулятора пространственной системы виброизоляции параллельной структуры с электромеханическим приводом. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2006. -№3. - С.81-86.

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

179. Шаталов А.С. Структурные методы в теории управления и электроавтоматике. М.: Госэнергоиздат, 1962. - 562 с.

180. Штейнвольф Л.И. Динамические расчеты машин и механизмов. М.: -Киев: «Машгиз», 1961. - 340 с.Я

181. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний. М.: Высшая школа, 1961.-207 с.

182. Явленский К.В., Явленский А.К. Вибродиагностика прогнозирования качества механических систем. Л.: Машиностроение, 1983. - 239 с.А

183. Ahlen A., Sternad М. Optimal deconvolution based on polynomial methods. IEEE on Acoustics Speeck and Signal Processing. 37: 217-226. 1989.В

184. Bauer K.G. Drekgestelle-Bogies. EisinTRAUN.KURIER.EK-verlog GmbH-Postfack 500 111-79027. Freuburg.UBN-10:3-88255-147

185. Beadle B.M., Herlebaus S., Stobener U., Gaol L. Modeling and Parameter Identification of an active anti-vibration System // Proc. of institute of mechanics, University of Stuttgart. 2005.С

186. Carmingnani C., Forte P., Rustighi. Active control of rotor vibration by means of piezoelectric actuators // Proceedings of DETC 0 / ASME Conference. Pittsburgh. PA. September. 9-12/ 2001.

187. Crede Ch.E. Vibration and Shock Isolation, John Willey and Sons, N.Y.London, 1952.

188. Curtis A.R.D. A methodology for the design of feedback control sustems for the active control of sound and vibration // Proc. ACTIVE, 97. Budapest., pp. 857860. 1997.E

189. Elliot S.I. Signal Processing for Active control Academic Press (London). 2001.F

190. Fard M.P. Passivity analysis of nonlinear Euler-Bernoulli beams. Modeling identification and Control. 23 (4): 239-258.2002.

191. Fujimura K., Sano M., Watanabe Т., Seto K. Vibration control of Flexible Structures Arranged in Parallel by Using Coupled Building Control Mechanism // Proceedings of 7 th Int. Conf. on Motion and Vibration control (Movie). № 132. Tokio.2004.

192. Fuler C.R., Elliot S.I., Nelson P.A. Active Control of vibration. Academic Press. London. 1996.H

193. Harris* Shock and Vibration Handbook / Cyril M. Harris, ed.; Allan G., ed. / 5 th ed. McCraw - Hill, 2002.

194. Hibbrt J.N. Synthesis of vibration system with connects concentrated parameters. Journal Sound and Vibration, 1969, 61(2). p. 161-167.

195. Hochi M., Akatsu K., Wakui S. Control for 2-DOF Anti-Vibration Unit with Piezo Actuator and VCM // Proceedings of 7 th Int. Conf. on Motion and Vibration control (Movie). № 132. Tokio.2004.

196. Huang X., Elliot S.I., Brennan M.I. Active isolation of a Flixible Structure from Base Vibration Journal of Sound and Vibration. 263. 357-376.К

197. Kataja I., Kaaria A., Antila M. Optimization of digitally adjustatle analogue bignal filters in fiidback active control // Proc. Forum Acusticum. 2005. Budapest.

198. Kuo M., Morgan D.K. Active noise control systems John Willy and Sons. New York. 1996.L

199. Lar sonneur R., Herzog R.I.P. Feed forward compensation of unbalance: new results and application experience Proceedings of UTAM Sumposium: The Active control of vibration, university of Bath (UK) 1994, p.p. 45-52.

200. Lundberg В., Henckor A. Analysis of elastic waves from two-point strain measurement. Experimental mechanics. 17: 213-218. 1977.M

201. Moheimani S.O.R., Halim D., Fleming A.I. Spatial Control of Vibration. Theory and Experiments. World Scientific Pub. Co. Pte. Ltd. Singapure.2003.N

202. Navcler P. Modelling and control of Vibration in mechanical structures // Uppsala University Sweden, http://www.it.uu.se / 2005.

203. Nelson P.A., Elliot S.I. Active control of Sound. Academic Press. 2002.

204. Niu J.C., Zhao G.g. Ни X.X. Active control of structural vibration by piezoelectric stack actuators // Journal of Zhejang University Science ISSN 10093095. http://www.zju.edu.cn/jzus

205. Noguchi Y., Vasuda M. G. u R. Improvement of Active Vibration Isolator Using Air Actuator by Feed-forward Control of Disurbances from Eqeupment on Isolator // Proceedings of 7 th Int. Conf. on Motion and Vibration control (Movie). № 132. Tokio.2004.P

206. Pawelczyk M. Analogue active noise control Applied Acousti c. vol. 63. 2002. pp. 1193-1213.

207. Preumont A. Vibration Control of active Structures: An introduction. Kluwer Academic Publisher. Dodrecht. 2002.R

208. Riebe S., Ulbrich H. Modeling and Online Computation of the dynamic of a Parallel Kinematic with six Degrees of Freedom // Archive of Applied mechanics 72, 817-829. 2003.S

209. Tokhio, Veres E. Active sound and vibration control. JEE. 085296038 7. Stevenage. London. 2002.

210. Tsuno Y., Akatsu K., Hamochi M., Wakui S. Stabilizid Positioning Control for an air Pressure system // Proceeding // Proceedings of 7 th Int. Conf. on Motion and Vibration control (Movie). № 132. Tokio. 2004.U

211. Ulrich H. Active bearing support for rolating machine elements // Machine vibration №1. 1992. p. 2-12.W

212. Wakasugi Т., Watanabe Т., Seto K. Vibration and Motion Control using Two-degree-offreedom control system for a Three-Dimentional Flexible shaking Table // Proc. of 7 th Int. Conf. on Motion and Vibration control. № 132. Tokio.2004.