Jednym z czynników ograniczających zastosowanie szybkobieżnych siłowników pneumatycznych z wbudowanym zbiornikiem jest brak prostych metod obliczeń i doboru z katalogu. Wykorzystując wielowariantowy model algebraiczny tego siłownika opracowano algorytm jego obliczeń i doboru. Proponowany model oraz algorytm wykorzystano do stworzenia programu komputerowego wspomagającego obliczenia i dobór siłownika szybkobieżnego.
Szybkobieżne siłowniki pneumatyczne z wbudowanym zbiornikiem są urządzeniami energochłonnymi. Jednym ze sposobów ograniczenia zużycia energii jest optymalizacja konstrukcji siłownika. W pracy przedstawiono oprogramowanie CAD umożliwiające realizację tego zadania. Pokazano modele matematyczne, sformułowano zadanie optymalizacji i zaprezentowano przykładowe wyniki uzyskiwane z opracowanego programu CAD.
Budowa serwonapędów pneumatycznych oraz symulacja i optymalizacja napędów typowych wymuszają poszukiwanie szybkich modeli komputerowych. Jednym z kierunków badań jest linearyzacja modelu napędu. W pracy pokazano model liniowy napędu pneumatycznego, uzyskany na drodze modelowania energetycznego. Wykorzystując Toolbox MatLab'a dokonano identyfikacji modelu napędu, a uzyskane wyniki porównano z wynikami dla modelu energetycznego. Do identyfikacji wykorzystano wyniki eksperymentów symulacyjnych.
Szybkobieżny siłownik pneumatyczny z wbudowanym zbiornikiem (SSPZ) zbliżony jest swoją budową do siłownika typowego. Uzyskuje się go przez wbudowanie zbiornika akumulującego sprężone powietrze. Siłownik taki uzyskuje znaczne prędkości ruchu tłoka (rzędu 10 m/s) i stosowany może być w procesach transportowych lub procesach technologicznych wymagających znacznych energii kinetycznych (wykrawanie, ubijanie mas formierskich itp.). W sumie nieznaczna zmiana konstrukcyjna zastosowana w typowym siłowniku pneumatycznym prowadzi do diametralnej zmiany właściwości dynamicznych napędu i rozszerzenia zakresu zastosowań. W efekcie prowadzi to do konieczności zweryfikowania rozwiązań konstrukcyjnych i odpowiedzenia na pytanie o możliwość przeniesienia tych rozwiązań do konstrukcji SSPZ. Problemy te omówione zostaną w pracy.
EN
Pneumatic High Speed Machine Drive with a built - in reservoir (PHSMD) is similar to typical pneu-matic cylinders. It is obtained by building-in an additional chamber - a reservoir for compressed air. Thanks to that the drive is able to reach a stroke velocity up to 10 m/s or higher and may be applied in various processes (small presses, cutting machines, nuclear reactors) where a high speed and a high kinetic energy is required. Generally, a little change in construction of a standard pneu-matic drive leads to a great change of its dynamic properties and of its applications. A question arises if a design of typical pneumatic cylinders is suitable for these new conditions and new applications. This papers tries to answer the question.
Zaprezentowano stanowisko badawcze do dynamicznego prasowania mas formierskich. Podstawowym elementem stanowiska, zastosowanym do dynamicznego prasowania, jest szybkobieżny siłownik pneumatyczny, który pozwala uzyskiwać prędkość płyty prasującej rzędu 8 m/s i energię kinetyczną ok. 350 J. Wymienione parametry procesu prasowania pozwalają na uzyskanie twardości powierzchniowej form T>90 jednostek.
EN
A test stand for dynamic squeezing of moulding sands has been presented. The basic element of the stand, applied for dynamic squeezing, is a high-speed pneumatic servo-motor, which allows to obtain the velocity of the squeezing plate equal to 8 m/s and kinetic energy of approx. 350 J. The above-mentioned parameters of the squeezing process enable to obtain the mould surface hardness T>90 units.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W przypadku symulacyjnej weryfikacji osiągów napędu pneumatycznego jednym z problemów jest, stosowany w praktyce, różny opis właściwości przepływowych elementów. Inne wielkości stosuje się w procesie obliczeń i doboru elementów z katalogu, a inne w symulacji komputerowej, zaś jeszcze inne zaleca aktualna norma PN-92/M-73763 (ISO 6358). W pracy zaproponowano algorytm przeliczania wartości przewodności dźwiękowej C i krytycznego stosunku ciśnień b zalecanych przez normę na współczynnik przepływu m wykorzystywany w symulacji komputerowej. Ze względu na iteracyjność części obliczeń zaprojektowano i wyuczono sztuczną sieć neuronową realizującą powyższe zadanie.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A theory of the Computer Aided Design systems (CAD) has been one of the main targets of our research for many years. Generally CAD software is used for algorithmic tasks: calculations (e.g. optimisation or simulation), storage and searching for data in databases and edition of drawings and texts. However, many tasks are unsupported. Recently, a feasibility of Artificial Intelligence (AI) to improve CAD systems, especially Artificial Neural Networks (ANN), has been widely considered. This paper presents application of ANN: for calculation and selection of pneumatic control valve in optimisation of pneumatic driving system and in optimisation of seat suspension system. It is argued that the proposed technique is better than any other commercial method, since in both the optimisation of pneumatic driving system and the optimisation of seat suspension system the optimisation process was many times shorter providing equally valuable optimisation task solutions. In conclusion, it is postulated that ANNs give an opportunity to create improved CAD systems.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uzasadniono potrzebę jednoczesnej optymalizacji konstrukcji obiektu i jego sterowania. Na przykładzie napędu pneumatycznego pokazano taką możliwość, po dyskrety-zacji funkcji sterowania. Przeprowadzono polioptymalizacje ze względu na dwa kryteria: czas wykonania przesunięcia i prędkość układu ruchomego po osiągnięciu punktu końcowego.
EN
It is shown that a control function and design parameters of an object should and may be optimized in one optimization task. An example of a pneumatic drive is used. Discretization of the control signal is adopted, and polyoptimization is completed on two criteria: the time of a full stroke and the final velocity of the drive.
W pracy przedstawiono procedurę postępowania w przypadku, gdy w badaniach symulacyjnych nie jest możliwe odtworzenie warunków dla których stworzono model matematyczny. Sytuacja taka występuje często w przypadku gdy parametry opisujące właściwości procesu (obiektu) wyznaczane są w badaniach objętych normami. Proponowaną w pracy procedurę zweryfikowano dla procesu przepływu gazu.
EN
Sometimes, during computer simulation of mechanical processes, it is not possible to reconstruct the conditions for which the mathematical model has been created. This often takes place when parameters describing the process (object) are determined according to standards. A procedure of activity in such the case is presented in this paper. The procedure was verified for pneumatic driving systems.
Jedną z wielkości decydujących o zgodności wyników symulacyjnych i eksperymentalnych napędu pneumatycznego jest masowe natężenie przepływu gazu. Do jego opisu wykorzystywane są różne modele matematyczne, o eksperymentalnie wyznaczanych współczynnikach. Identyfikacji współczynników w modelu dokonuje się najczęściej na podstawie przebiegu zmian ciśnienia w funkcji czasu. Autorzy opracowali program komputerowy wspomagający takie obliczenia, szczególnie obliczenia przebiegu zmian współczynnika przepływu w funkcji stosunku ciśnień dla modeli z jednym wyznaczanym eksperymentalnie parametrem. W programie zaimplementowano jedenaście modeli przepływu. Zwrócono uwagę na możliwość wyboru zakresu ciśnień, dla których obliczane są parametry modelu.
EN
In a case of computer simulation used for the verification of pneumatic system performance a set of differential equations is utilised as the model [1]. A mass flow rate is one of parameters which mainly decides about the conformity of simulations and experimental results. Various mathematical models are used for its description [5, 4, 3], all with experimentally determined coefficients. Commonly, the model coefficients are identified on a basis of the pressure course for a filled tank or an empted one [2]. The authors deemed creation of application aiding the identification purposeful [6], especially a course of the air - flow coefficient ? as function of the pressures ratio Y (for models with one parameter). In the application (in the current version) eleven mathematical models of mass flow rate are implemented. For these models from one to four parameters can be determined. There is a possibility of selection of the pressures range for which the model parameters are identified. Additionally, a module for generation of pressure changes in the tank were created (a simulator of empting and of filling of a tank).
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper contains physical and mathematical model of passive and active control of working machine's seat suspension. Seat with a viscous-elastic passive suspension, which vibro-isolation properties became improved by modification of the air-spring and shock absorber forces and also by active control are the objects of simulation. As the results of computer simulation, power spectral density of acceleration for a seat have been presented in comparison with sample excitation on the working machine's cabin floor. Transmissibility functions for a passive suspension and corresponding active suspension also have been presented.
W pracy przedstawiono model matematyczny zespołu amortyzującego zawierającego sprężynę pneumatyczną w postaci siłownika pneumatycznego współpracującego ze zbiornikiem dodatkowym. Sformułowano zadanie optymalizacyjne z dwoma kryteriami (przyspieszeniowym i przemieszczeniowym) i wykorzystując system Matlab Simulink przeprowadzono jego rozwiązanie. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń i trudności jakie autorzy napotkali. Przeanalizowano przyczyny tych problemów i wskazano jak im ewentualnie zapobiec. Praca stanowi wycinek szerszych badań prowadzonych przez autorów.
EN
The paper deals with modelling and numerical investigations of a vibration damping system containing the pneumatic spring connected to an additional air reservoir. The pneumatic spring is built on the basis of pneumatic cylinder, therefore its effective area is constant and does not depend on the pneumatic spring deflection. A guidance mechanism, which is used for suspending the isolated object, is not taken into account in this paper. Using simulation model of this system, the optimisation procedure is proposed in order to improve dynamic properties of the vibration damping structure. The maximum magnitude of the system transfer function and the maximum relative displacement of the suspension are chosen to be conflicting optimisation criteria. The decision variables are defined as the system parameters that have an influence on the viscoelastic force characteristics of the vibration damping system. The optimisation task formulated in this way is solved with use of Matlab Simulink software. The paper presents the optimisation results and describes the difficulties met. The difficulties are analysed and some practical directions for other researchers are pointed out. This paper is only a part of the complex investigations performed by the authors.
Głównym celem niniejszej pracy była konfiguracja stanowiska laboratoryjnego do badania dynamiki napędu pneumatycznego, umożliwiająca zdalną realizację ćwiczeń przez studentów. W pracy przedstawiono serię wstępnych badań, które stanowiły podstawę do opracowania instrukcji laboratoryjnych. Przetestowano także zdalne sterowanie stanowiskiem i akwizycję wyników na odległość, a przeprowadzone próby potwierdziły możliwość wykorzystania stanowiska do nauczania metodą e-learningu.
EN
The main objective of this thesis was the configuration of the laboratory stand for research into dynamics of the pneumatic drive which will allow for remote realization of the exercises by students. Results of a series of preliminary research were presented in the dissertation thesis and it was the basis for the development of laboratory instruction. The remote control and distance data collection were tested. Experiments confirmed the possibility of using the stand for teaching using e-learning.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z zadań projektanta układów pneumatycznych jest określenie właściwości przepływowych instalacji pneumatycznej. W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań właściwości przepływowych przewodów pneumatycznych w różnych warunkach pracy. Wykazano, iż współczynniki opisujące właściwości przepływowe wyznaczone metodami zbiornikowymi, nie zawsze oddają własności tych elementów.
EN
A determination of flow properties of a pneumatic line system is an important task during designing of a pneumatic driving system. Some experimental results are presented in this paper. They are flow properties of pneumatic lines under various operating conditions. It was revealed that the coefficients describing flow properties and determined with the use of tank methods often poorly introduced properties of pneumatic devices under the defined operating conditions.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.