Прямолинейный круглый стальной стержень ступенчато-переменного диаметра жестко защемлен одним концом и нагружен системой трех внешних крутящих моментов (рис. 3.2.11, а), причем М1 = 2М; М2 = 1,5М; М3 = М, а М = 20 кНм.
Построить эпюры крутящих моментов Т, абсолютных и относительных углов закручивания стержня, эпюру наибольших касательных напряжений в сечениях по всей длине стержня.
Из условий прочности и жесткости подобрать диаметры сплошного стержня для каждого участка, приняв в расчетах модуль сдвига G = 0,8·105МПа, расчетное сопротивление материала стержня (сталь) на срез Rs= 100 МПа, допускаемый относительный угол закручивания = 0,4 град/м. Полярные моменты инерции и длины участков показаны на рис. а.
Решение.
Обозначим цифрами характерные сечения на стержне. Имеем для II и III участков
(a)
где через d обозначен диаметр стержня в пределах этих участков. Для участка I получаем:
откуда находим (б)
Кроме того,
(в)
Определим внутренние крутящие моменты на каждом участке, начиная со свободного конца:
Определяем относительные углы закручивания на каждом участке стержня по формуле :
Строим эпюру (рис. д).
По эпюре (рис. в) видно, что самое большое касательное напряжение будет на участке III, поэтому формулу записываем применительно к этому участку
По эпюре очевидно, что самый большой относительный угол закручивания будет на участке III, поэтому применяем формулу для участка III:
Сравнивая результаты расчетов на прочность (d = 0,1 м) и на жесткость (d = 0,14 м) находим, что главенствующим в рассматриваемой задаче является расчет на жесткость, поскольку d = 0,14 м > 0,1 м. Окончательно принимаем d = 14 см.
Определяем диаметры сечений остальных участков:
dII = dIII = d =14 см,
dI =1,19d = 16,7 см.
Определим значение угла закручивания на правом торце стержня (рис. а) в сечении 3. Из эпюры (рис. г) выписываем с учетом формул (д) и (а):
Принципы управления объектами. Этапы развития автоматизированных систем.
Управление – целенаправленное воздействие на ОУ на основании поставленной цели и с учетом i о состоянии объекта.
Основные факторы управления:
Z- цель упр-я; y – i о состоянии ОУ
Управляющее воздействие:
, φ – алгоритм управ-я
Любой ОУ имеет 3 входа и 1 выход:
X – наблюд-е внешн. воздействие
Е – ненабл-е внешн. воздействие (имеет случайное значение)
И – управляющее воздействие
Принципы управления подразделяются:
1. Управление по следствию
УУ – управл-е устройство
У* - заданный режим работы ТОУ
С помощью канала ОС i о текущем состоянии ТОУ поступает на УУ, вырабатывающее управл.возд-е на основании рассогласования текущего и заданного значения состояния ТОУ.
-по следствию, когда управляющая система реагирует на отклонение состояния ОУ от заданного, т.е. на следствие, а не на причину, вызвавшую это отклонение;
2. Управление по причине
Различают две схемы управления: 1схема учитывает в УУ помеху возн-ю из-за наблюдаемого внешнего воздействия (Х); во 2схеме данная помеха учтена в соотв.программе.
по причине, когда упр-е воздействие вырабатывается только на основе i о возмущающих воздействиях на ОУ при отсутствии обратной связи и на основе информации, задаваемой системой управления в виде программы.
3. Комбинированное управление
представляющее совокупность перечисленных выше способов управления.
По способу организации: одноцентрическое, при котором принятие решения об управлении осуществляется в одном управляющем органе или центре; многоцентрическое, когда решение об управляющих воздействиях на объект формируются во многих управ-х органах.
Для недопущения конфл-х ситуаций при многоцентр-м упр-е принимают иерархический принцип упр-я, при котором выделяются главные и подчинённые УУ.
Задачи управления ТОУ:
—стабилизации, которые состоят в поддержании выходных параметров ТОУ в заданных пределах;
—выполнения программы, которые заключаются в изменении выходных параметров объекта по ранее составленной программе;
—слежения, которые возникают, если изменение выходных параметров объекта заранее неизвестно;
—оптимизации, которые состоят в наилучшем выполнении поставленной цели упр-я при сложившейся ситуации.
Этапы развития автом-х систем
I этап(1946-1958)В этот период были созданы системы ТМ на базе механ-х релейных элементов. ВРТ
IIэтап(1958-1975)- в этот период в связи с разв-м п.п. приборов релейно-конт-е элементы заменяются на п.п.-е
Были созданы такие системы, как:
БНТУ-58(бесконт-е непрерыв-е ТУ)
БСТ-59(бесконт-я система ТМ)
ЭСТ-62(электр-я система ТМ)
III этап(1975-1985)была создана ЛИСНА, в кот применялись кремниевые пп приборы.
IV этап(1985-1995) Данный период характеризуется применением интегральных схем 1-го поколения.
МРК-85 (микропроцессорная…)
МСТ-95(микроэлектр-я система ТМ)
V этап(1995-н.в.)на данном этапе используется гибкое программирование аппаратной логики.
