Розвиток теорії моделювання і проектування мехатронних систем та пристроїв
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Розвиток теорії моделювання і проектування мехатронних систем та пристроїв
|
|
| Creator |
Узунов, Олександр Васильович
|
|
| Description |
Дисертація на отримання наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – Машинознавство. – Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2011. Робота присвячена скороченню термінів розробки математичних моделей, моделювання та проектування мехатронних систем з пристроями гідроавтоматики шляхом використання закономірностей їх будови та функціонування, представлених у формі замкнених інформаційно-енергетичних потоків. Виконано аналіз взаємозв’язку процесу функціонування, будови та властивостей об’єктів, який дозволив визначити та сформулювати ряд закономірностей. Розроблені на їх основі теоретичні положення покладені в основу циклічно-модульного підходу, який дозволяє скоротити терміни вирішення задач моделювання та проектування від десятків процентів до декількох разів. Розроблено нову концептуальну модель об’єкта, що відображає інваріантну та розвиткові складові, закономірності будови та функціонування та дозволяє у стислі терміни на основі інформаційно-енергетичного балансу формувати адекватні математичні моделі та функціонально повні об’єкти. Розроблено комплекс методик створення структурно і логічно адекватних математичних моделей елементів, модулів і систем та проектування об’єктів, які реалізовано у програмних пакетах. Ефективність розробленого циклічно-модульного підходу підтверджена при вирішенні ряду практичних задач модернізації та проектування мехатронних систем з пристроями гідроавтоматики. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.02.02 – Машиноведение. – Национальный технический университет Украины „Киевский политехнический институт”, Киев, 2011. Работа посвящена сокращению сроков разработки математических моделей, моделирования и проектирования мехатронных систем с устройствами гидроавтоматики и расширению их функциональных возможностей путем развития теории на основе использования закономерностей взаимосвязи строения, функционирования и свойств систем, представленных в форме замкнутых информационно-энергетических потоков. В работе проведен анализ известных подходов к построению моделей, моделированию и проектированию технических систем, который выявил ряд проблем: значительный масштаб систем, обусловленный большим количеством элементов и связей, сложность согласования дискретных и непрерывных процессов, разнородность компонентного состава, сложность обеспечения достоверности результатов моделирования. Высказана гипотеза, что указанные проблемы обусловлены несоответствием принятой концептуальной модели строению и функционированию реальных систем. Исследована взаимосвязь процесса функционирования, строения и свойств рассматриваемых объектов, что позволило определить и сформулировать ряд закономерностей. Основными из них являются: возможность представления систем в виде суперпозиции двух компонентов, один из которых является инвариантным и представлен принципом действия объекта, а другой - развивающийся, который отображает процесс перехода от принципа действия к техническим средствам его реализации; причинно-следственная природа взаимосвязи процесса функционирования, строения и свойств объекта, которая состоит во взаимном переходе: структура процесса функционирования трансформируется в строение объекта, строение обеспечивает реализацию процесса функционирования, следствием функционирования являются свойства объекта; информационно- энергетическая цикличность и замкнутость диаграмм функционирования систем и др. Указанные закономерности применены для развития теории моделирования и проектирования рассматриваемых объектов, что обеспечило возможность разработки новой концепции моделирования и проектирования мехатронных систем с устройствами гидроавтоматики. При этом модель объекта представлена суперпозицией инвариантной и развивающейся частей, учитывает режимы функционирования и модульное строение, обеспечивает средства контроля адекватности модели на основе условий баланса информационно-энергетического потока. Разработан циклично-модульный подход и комплекс методик построения структурно и логически адекватных математических моделей элементов, модулей и систем, а также методика проектирования объектов. Приведена оценка структурной эффективности применения циклично- модульного подхода для разработки математических моделей. Показано, что эффект достигается за счет сокращения количества необходимых тестирований модели и составляет от 2 до 6 и более раз в зависимости от сложности моделей. При этом больший эффект получают при большей сложности моделей. Разработана библиотека математических моделей, которая реализована в программных пакетах. Показано, что подход позволяет сократить сроки решения задач моделирования и проектирования от десятков процентов до нескольких раз за счет применения готовых моделей элементов и модулей, а также снижения числа итерационных циклов. Эффективность разработанного циклично-модульного подхода подтверждена при решении ряда практических задач модернизации и проектирования мехатронных систем с устройствами гидроавтоматики. The thesis on reception of the scientific degree of Doctor of technical sciences in the specialty of 05.02.02 – Machine Science. – National technical university of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”, Kiev, 2011. The work is devoted to the problem of reducing of the term of mathematic model building, simulation and design of the mechatronic systems with hydraulic automatic devices. The proposed way is utilization of the connection between functioning, building and properties of the object that is represented by the closed information- energy streams. The analyzing of the connection between functioning, building and properties of the object is allowed to formulate the set of appropriateness. The theoretical base was formulated and the cyclic-modular approach was designed. The new conceptual model of the object was proposed. This model is represented by superposition of the invariant and variable parts. The model takes into account the appropriateness of the functioning and building of the object and its modular composition. Using of the conceptual model and proposed cyclic-modular approach leads to the reducing of the term of design of the mechatronic objects. The term reducing is from ten percents to several times. The technique set of the design of the mathematical model of the elements, modules and systems and developing of the object were created. These techniques were realized in software. Efficiency of the designed cyclic-modular approach was confirmed with practical tasks of modernization and design of mechatronic systems with hydraulic automatic devices. |
|
| Date |
2011-12-27T17:03:58Z
2011-12-27T17:03:58Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/1318
|
|
| Language |
uk
|
|