- •Петрусь Віталій Володимирович
- •Гідроімпульсний привод мембранного насосного агрегату для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ
- •Перелік умовних скорочень
- •Розділ 1 аналіз відомих науково-технічних розробок та досліджень в галузі насосних агрегатів та їх приводів
- •1.1. Аналітичний огляд конструкцій насосних агрегатів та галузі їх використання
- •1.2. Аналіз приводів насосних агрегатів
- •1.3. Вибір гідравлічних приводів динамічного та об’ємного типу
- •1.4. Відомі конструкції насосів з гідравлічним приводом
- •Показники питомої енергоємності та якості конструкції для насосних агрегатів з механічним і гідравлічним приводом [82, 106, 112, 149, 151, 176]
- •1.5. Аналітичний огляд типових математичних моделей гідроприводів вібраційної та циклічної дії
- •1.6. Висновки і постановка завдань дослідження
- •Розділ 2 вибір схем та конструктивних рішень насосних агрегатів з гідроімпульсним приводом
- •2.1. Основні вимоги та критерії до вибору принципових та конструктивних схем гідроприводних насосних агрегатів для перекачування високов’язких, агресивних і абразивовмісних середовищ
- •2.2. Принципові та конструктивні схеми гідроприводних насосів плунжерного та мембранного типу зі схемою керування за тиском
- •Основні конструктивні параметри нгпа з двокаскадним клапаном-пульсатором непрямої дії
- •2.3. Конструктивні рішення гідроприводних насосів мембранного типу з комбінованою системою керування
- •2.4. Висновки до розділу
- •Розділ 3 математичні моделі гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату
- •3.1. Прийняття основних припущень
- •3.2. Математична модель гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату із пофазним розбиттям робочого процесу
- •3.3. Математична модель робочого процесу гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату з використанням одиничних функцій
- •3.5. Висновки до розділу
- •Розділ 4 експериментальні дослідження нової конструкції мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом
- •4.1. Мета і задачі досліджень. Об'єкт досліджень і гідроприводний випробувальний стенд
- •4.2. Методика експериментальних досліджень і оцінка точності вимірювань
- •4.3. Планування багатофакторного експерименту
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – ккд мнагіп η
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – продуктивності q мнагіп
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – тиск р на виході з мнагіп
- •4.4. Результати експериментальних досліджень, порівняння результатів
- •4.5 Висновки до розділу
- •Розділ 5 математичне моделювання динаміки робочого процесу гідроімпульсного привода та оцінка технічного стану насосного агрегату
- •5.1. Чисельне розв’язування математичної моделі гідроімпульсного приводу та аналіз отриманих результатів
- •5.2. Регресійний аналіз та параметрична оптимізація вихідних параметрів мнагіп
- •5.4. Математичне моделювання оцінки технічного стану мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом
- •Експертна база знань
- •5.5. Висновки до розділу
- •Розділ 6 методика проектного визначення параметрів і характеристик гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату та інші напрямки застосування результатів дослідження
- •5.1. Методика проектного розрахунку параметрів гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату
- •Залежність довжини ходу жорсткого центра х мембрани від діаметра d
- •5.2. Перспективи використання гідроімпульсного привода для машин циклічної дії
- •5.3. Висновки до розділу
- •Висновки
- •Додатки Додаток а Акти впровадження Додаток б Перелік посилань на джерела, що були використані для проведення патентного дослідження в галузі насосних агрегатів з гідравлічним приводом
- •Додаток в Математична модель динаміки робочого процесу гідроімпульсного привода мна в пакеті розширення Simulink середовища matlab
- •Додаток д Технічні характеристики сучасної реєструвальної апаратури, використаної в експериментальних дослідженнях
- •Давач надлишкового тиску Карат-ди
- •Список використаних джерел
Експертна база знань
Вхідні змінні |
Вихідна змінна |
||
х1 |
х2 |
х3 |
d |
N |
N |
N |
d1 |
H |
N |
N |
|
N |
H |
L |
d2 |
WL |
H |
WL |
|
N |
H |
WL |
|
WL |
N |
WL |
|
N |
L |
WL |
|
N |
L |
L |
d3 |
WL |
H |
L |
|
L |
H |
L |
|
H |
- |
- |
|
WL |
L |
N |
d4 |
L |
L |
N |
|
H |
L |
N |
|
H |
L |
L |
|
L |
N |
WL |
d5 |
N |
N |
L |
|
Нечіткі логічні привила оцінки технічного стану НГПА, які відповідають табл. 3.2, наведені нижче:
(3.28)
(3.29)
(3.30)
(3.31)
(3.32)
(3.33)
(3.34)
(3.35)
(3.36)
(3.37)
(3.38)
(3.39)
(3.40)
(3.41)
(3.42)
(3.43)
(3.44)
Математична модель оцінки технічного стану МНАГІП побудована з використанням елементів теорії нечітких множин, її реалізацію здійснено в пакеті прикладних програм Fuzzy Logic Toolbox середовища MATLAB 7.7 [85, с. 358]. Результати моделювання згідно запропонованих нечітких рівнянь (3.28) – (3.44) представлено на рис. 3.4 [140].
В подальшому для тонкого налаштування нечіткої моделі можна використати апарат генетичних алгоритмів, який забезпечить навчання системи відповідно до навчальної вибірки, отриманої в процесі експлуатації МНАГІП.
Запропонована система дозволяє здійснювати моніторинг технічного стану в реальному масштабі часу. Виявлення несправностей здійснюватиметься шляхом безперервного діагностування технічного стану елементів системи, що дасть можливість перейти від планово-попереджувальних робіт до обслуговування за технічним станом [139 – 141].
а)
б)
в)
Рис. 3.4. Залежності стану системи від впливу:
а) числа ходів та тиску МНАГІП;
б) тиску ПГС та тиску МНАГІП;
в) тиску ПГС та числа ходів.
Отримані результати опубліковані в роботах [139 – 141].
5.5. Висновки до розділу
На підставі теоретичних та експериментальних досліджень робочого процесу досліджуваного гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату розроблена математична модель для оцінки технічного стану насосного агрегату та його приводу в процесі експлуатації [139 – 141]. Виявлені найбільш суттєві характеристики і параметри ПГС, виведені узагальнені функціональні залежності, що зв'язують між собою основні параметри ПГС, придатні для практичних розрахунків при попередній оцінці і виборі їхніх раціональних параметрів на стадії ескізного проектування. Математичні залежності, що отримані в результаті складання диференційних рівнянь математичної моделі, що отримані у даному розділі роботи, можуть бути рекомендовані для практичної реалізації при розробці методики розрахунку для створення нових конструкцій мембранних насосних агрегатів з гідроімпульсним приводом і наступним впровадженням створених конструкцій у виробництво та оцінювання їх ефективності [59, 131, 132, 135 – 138, 145, 161].
Використання при діагностуванні методів нечіткої логіки для визначення поточного технічного стану гідроприводних насосних агрегатів є перспективним, оскільки дозволяє в автоматизованому режимі виявити причини відхилення фактичних характеристик щодо базових, забезпечити ефективну експлуатацію гідропривода і насосного агрегату, не допускаючи відмов, пов'язаних із зносом і руйнуванням окремих деталей і вузлів, тобто більш повно використовувати робочий ресурс обладнання. Це є важливим і в аварійних ситуаціях, коли швидкість постановки діагнозу і прийняття рішення є суттєвими для запобігання катастрофічних наслідків [139 – 141].
Результати математичного моделювання були використані при виконанні науково-дослідних робіт згідно державної бюджетної теми № 82-Д-312 (звіт, номер держреєстрації 0108U000667) [59] та госпдоговірної теми № 9320 (звіт, номер держреєстрації 0108U009389) [161], в яких автор був виконавцем розділу робіт, а також відповідальним виконавцем робіт.
