Синтез динамический оптимальны

Синтез динамический оптимальный 250 [c.349]

Однако статические расписания оказываются далекими от оптимальных, если в процессе их исполнения возникают отклонения от использованных при расчете исходных данных. Поэтому целесообразно применять расписания, способные адаптироваться к изменяющимся условиям. Такие расписания будем называть динамическими или адаптируемыми. Синтез динамических расписаний, или, точнее, адаптация расписаний к изменяющимся условиям, представляет собой слабо исследованную проблему. [c.242]

Вариационные методы обычно связаны с оптимизацией динамического режима по средним, интегральным критериям и наиболее уместны при уменьшении износа, потерь на трение в системе, стремлении к сохранению точности, увеличению долговечности производственных машин. Тем не менее вариационные методы в задачах динамического синтеза механических систем, в частности в задачах выбора динамически оптимальных законов движения механизмов, находят еш,е ограниченное применение. [c.5]

Основной целью настоящего исследования является изучение некоторых аспектов динамического синтеза механизмов, а именно применение вариационных методов к задачам выбора динамически оптимальных законов движения. [c.6]

Использована комплексная модель РЦН для синтеза алгоритмов оптимального управления током возбуждения приводных синхронных электродвигателей, установленных на НПС магистральных нефтепроводов. С этой целью формализованы целевые условия оптимизации и применен принцип согласованного оптимума для определения результирующего управления как квазиустановившимися так и переходными режимами НПС. Определены области синхронной динамической устойчивости насосного агрегата в координатах глубины и времени аварийного снижения напряжения на шинах подстанции для разных значений максимального тока возбуждения синхронной ЭМ. [c.24]

При выборе xe Ы разгружателя и его синтезе в первую очередь должна быть решена задача снижения виброактивности уравновешивающего механизма (см. параграфы 2 и 3), так как в противном случае он вопреки своему назначению может служить источником дополнительных возмущений. Поэтому для высокоскоростных режимов в качестве уравновешивающих наиболее эффективными оказываются механизмы с повышенной гладкостью геометрических характеристик, например кри-вошипно-ползунный, кривошипно-коромысловый, кулисный, эксцентриковый н кулачковые механизмы с динамически оптимальными законами движения. В некоторых схемах упругий элемент разгружателя присоединяется непосредственно к выходному звену. [c.111]

Решение задачи синтеза маршрута обработки поверхности детали. Для поиска оптимального варианта плана маршрута обработки поверхностей используют динамическое программирование. Общей особенностью моделей динамического программирования является сведение задач принятия решений к получению рекуррентного соотношения, которое можно представить как [c.111]

Рабочие органы автоматических машин и систем, как правило, представляют собой по структуре пространственные кинематические цепи со многими степенями свободы (см. рис. 1.2). В этой связи перед современной теорией машин и механизмов возникают новые задачи по структурному, кинематическому и динамическому анализу и синтезу различных схем механизмов роботов, манипуляторов, шагающих и других машин и систем. Должны быть решены задачи устойчивости движения рабочих органов, изучены колебательные процессы, возникающие в период их движения, рассмотрены задачи, связанные с оптимальными законами движения рабочих органов, разработаны алгоритмы движения этих органов. [c.12]

При оптимальном синтезе механизмов сравнение вариантов решения на любой стадии проектирования производится при помощи показателей качества (выходных параметров синтеза). К показателям, учитываемым на первом этапе проектирования, относятся коэффициент полезного действия, точность воспроизведения заданной функции или заданной траектории, равномерность движения исполнительного звена, силы, возникающие в звеньях и кинематических парах, динамические нагрузки, уровень механических колебаний, виброакустическая активность. [c.320]

В четвертом разделе пособия рассмотрены вопросы проектирования оптимальных схем и параметров механизмов и мащин. Сформулированы понятия оптимальности, структурного и динамического синтеза машин, критериев оптимальности, по которым следует проводить расчеты механизмов и машин. На примере проектирования кулачкового механизма с роликовым толкателем рассмотрена эффективность использования различных методов поиска оптимальных параметров. Материал этого раздела может служить основой для проведения научных исследований. Творческое выполнение студентами самостоятельной темы может быть завершено как изложением проделанной работы на занятиях ТММ, так и докладом на студенческой научно-технической конференции. [c.5]

Следовательно, выбор определенной структуры механизма сам по себе не может гарантировать выполнения всех условий оптимального синтеза машины. Необходимо еш,е и правильно подобрать параметры кинематической схемы, выбор которых определяется исходя из условий наилучшей реализации предназначения механизма. Подобный выбор в теории машин и механизмов определяется как динамический синтез параметров машины. [c.149]

В книге систематизированы теоретические основы зацепления Новикова. Рассмотрены новые варианты зубчатых передач. Изложены вопросы кинематики, нагрузочной способности, энергетических потерь. Даны рекомендации по синтезу передач и модификации зацепления по динамическим критериям. Приведены данные по оптимальному выбору параметров, а также результаты исследования динамики быстроходных передач. [c.128]

Но при синтезе механизмов нельзя ограничиваться только структурным синтезом, т. е. исследованием возможных сочетаний кинематических пар, образующих синтезированные цепи, как это было нами частично использовано выше. При синтезе механизмов необходимо учитывать конструктивные параметры, а также функциональное назначение механизма. Вот почему в последние годы были сделаны попытки создать классификации механизмов, структурно-конструктивных и по своему функциональному назначению. Эти классификации еш е далеки от совершенства, но составляют основу современных пособий по проектированию механизмов, а также учебников для высшей школы. В них разумно сочетаются принципы классификации Ассура с особенностями конструктивного оформления элементов кинематических пар, оптимальными габаритами механизмов, требуемыми функциями положений, передаточными функциями или воспроизводимыми траекториями движения, кинематической и динамической точностью, динамическими характеристиками и т. д. [c.254]

При проектировании рабочей машины, входящей в унифицированный ряд, необходимым условием синтеза ее динамической модели является на основании изложенного выполнение неравенств (18.14), (18.17). Рабочую машину также целесообразно снабжать паспортной характеристикой с определяемой как правая часть неравенства (18.12) при значениях параметров фр, Рь и hb, соответствующих оптимальному решению задачи синтеза [c.284]

При динамическом синтезе машинных агрегатов возможны ситуации, при которых в заданном вариативном пространстве, включающем в себя ограниченную совокупность конкурентоспособных структурных вариантов крутильной системы и область варьируемых параметров, ни одно из частных оптимальных решений не [c.290]

При применении в качестве динамических корректирующих устройств различных упругих и упруго-фрикционных муфт их параметры, оптимальные относительно принятых динамических критериев качества, устанавливаются в результате решения задачи параметрического синтеза крутильной системы с корректирующим устройством. Рассеяние энергии в муфтах обеспечивается обычно за счет фрикционных связей сухого трения между ведущей и ведомой частями муфты. Обобщенная упругая характеристика таких муфт представлена петлевой кусочно-линейной зависимостью F(a) с шириной петли 2F , где F — упругий момент, а — относительное крутильное смещение ведущей и ведомой частей муфты, Fr — момент сухого трения в муфте (рис. 89, а). Рабочая точка характеристики, соответствующая рассматриваемому равно- [c.296]

С методами определения оптимальных управлений в линейных динамических системах при квадратичных критериях качества мы познакомимся в ходе решения одной из наиболее простых задач оптимального динамического синтеза. Рассмотрим машинный агрегат с жесткими звеньями (рис. 99). Предположим, что управление установившимся движением осуществляется приложением управляющего воздействия Au(i) на входе двигателя и управляющего момента U t) к его выходному звену. Уравнения движения машинного агрегата записываются в этом случае в форме (4.41). Предположим также для упрощения, что момент инерции двигателя 7д является постоянным, а его статическая характеристика не содержит в явном виде координату q. Динамическую характеристику двигателя примем в форме (4.42). При сделанных предположениях имеем [c.316]

Сформулируем теперь задачу оптимального динамического синтеза. Требуется определить управления Uit) п Au t), минимизирующие функционал (21.17), вычисленный на установившемся движении системы, которому соответствует периодическое решение уравнений (21.14). Покажем, что в рассматриваемом случае задача сводится к определению одного оптимального управления. С этой целью исключим неизвестную jx из уравнений (21.14). Из первого уравнения находим [c.317]

Динамические расчеты производятся как при решении задачи анализа механизмов, так и при их рациональном синтезе. Если при анализе мы отвечаем на вопрос, к какому динамическому эффекту приводят выбранные параметры механизма, то одной из основных задач динамического синтеза является своевременное определение рациональных (а иногда в определенном смысле и оптимальных) значений параметров и их комбинаций. [c.46]

Выбор той или иной структурной схемы механизма и его конструктивного воплощения, также составляющий один из этапов анализа, не является однозначной задачей и, как известно, во многом зависит от опыта и интуиции конструктора. Однако несомненно, что роль объективных динамических показателей при выборе типа механизма с каждым годом повышается. В некоторых случаях даже удается непосредственно включить эту задачу в алгоритм оптимального синтеза [50]. При выборе схемы механизма следует иметь в виду опасность односторонней оценки эксплуатационных возможностей тех или иных цикловых механизмов. В этом смысле весьма показательным примером является конкуренция между рычажными и кулачковыми механизмами. Как известно, долгое время рычажные механизмы использовались лишь для получения непрерывного движения ведомых звеньев. Однако в течение последних десятилетий имеет место тенденция вытеснения кулачковых механизмов рычажными даже в тех случаях, когда в соответствии с заданной цикловой диаграммой машины необходимы достаточно длительные выстой ведомого звена. Если бы сопоставление динамических показателей этих механизмов производилось лишь с учетом идеальных расчетных зависимостей, то четко выявились бы преимущества кулачкового механизма, обладающего существенно большими возможностями при оптимизации законов движения. Однако во многих случаях более существенную роль играют динамические эффекты, вызванные ошибками изготовления и сборки механизма. Рабочие поверхности элементов низших кинематических пар, используемых в рычажных механизмах, весьма просты и по сравнению со сложными профилями кулаков могут быть изготовлены точнее. [c.47]

Возможности динамического синтеза могут быть существенно расширены, если воспользоваться одним из рассмотренных выше законов оптимального нагружения. В табл. 9 приводятся зависимости для безразмерных характеристик 9 (т), в которых график 0" (т) также имеет вид трапеции, однако соответствующие боковым сторонам переходные кривые отвечают оптимальному закону нагружения 3.80). С учетом проведенного выше анализа чувствительности использование этого закона целесообразно при 0,7 sS V 2,5ч-3. В приведенных зависимостях в соответствии с (3.80) = 1 — v с помощью этого параметра осуществляется оптимальная частотная настройка. [c.118]

В заключение следует сказать, что анализ периодических виброударных режимов определенного вида не исчерпывает полностью задач, которые могут возникать при исследовании динамики или динамической точности машин, механизмов и систем с упругими связями. Вместе с тем полученные в последних трех главах этой книги качественные выводы и количественные соотношения могут быть положены в основу решения вопросов динамического синтеза, связанных с выбором оптимальных параметров виброударных систем. [c.365]

Простейшим но структуре алгоритмом глобального поиска является независимый поиск (методы Монте-Карло), оенованный на случайном переборе точек в ограниченном пространстве Gp варьируемых параметров [51, 90]. Характерной особенностью методов Монте-Карло является постоянная в течение всего поиска нлот-пость распределепия зондирующих точек. Поэтому для решения этими методами задач оптимизации машинных агрегатов с многомерными векторами Р варьируемых параметров обычно необходимо выполнить значительное число проб. Выгодным для задач динамического синтеза машинных агрегатов свойством метода случайного поиска е равномерным распределением пробных точек является возможность одновременного онределения нескольких оптимальных решений, соответствующих различным критериям эффективности. Это свойство независимого глобального поиска особенно важно для задач параметрической оптимизации машинных агрегатов, оперирующих с неприводимыми к единой мере локальными критериями эффективности. Такая ситуация характерна для параметрического синтеза динамических моделей машинных агрегатов по критериям эффективности, отражающим, ианример, общую несущую способность силовой цепи по разнородным факторам динамической нагругкепности ее отдельных звеньев (передаточного механизма п рабочей машины). Аналогичная ситуация возникает также при оптимизации характеристик управляемых систем машинных агрегатов по критериям устойчивости и качества регулирования. [c.274]

В предыдущих задачах динамически оптимальный закон движения находился из условия равномерной минимизация ускорений ведомого звена на заданном интервале при известной скорости ведущего звена. Иногда возникает задача о более выгодном распределении сил инерции по ходу ведомого звена при одновременном уменьшении сил инерции на всем ходу. Например, при синтезе тяжело нагруженных кулачковых механизмов в зоне удаления (подъема) более выгодным является уменьшение сил инерции в начале подъема, когда усилие замыкающей пружины, усилие трения и силы инерции нагружают пару кулачок—толкатель. Напротив, в конце участка удаления, когда силы лнерции разгружают контактную пару, можно допустить более высокий уровень сил инерции. В этом и в других подобных случаях возникает задача о минимизации средневзвешенных ускорений ведомого звена. Полагая, что ведущее звено вращается с постоянной угловой скоростью, для решения поставленной задачи используем форму безразмерных позиционных коэффициентов пути скорости б и ускорения С использованием этих коэффициентов кинематиче- [c.35]

Трудно указать те теоретические работы, в которых на деле было начато исследование проблем оптимального преследования. Основные публикации появились в конце пятидесятых годов, а большая часть литературы по дифференциальным играм относится к шестидесятым годам. Следует заметить также, что по крайней мере в теории синтеза игровых оптимальных систем, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями, советские публикации занимают пока в мировой литературе, пожалуй, сравнительно меньший объем, нежели в других основных разделах теории оптимального управления. Условия минимакса, характерные для игровых задач, фигурируют во многих проблемах, разрабатываемых в рамках теории динамического программирования. Широкому кругу конкретных задач из теории дифференциальных игр посвящена специальная монография Р. Айзекса Дифференциальные игры (1965 русский перевод М., 1967). [c.221]

В курсовом проектировании по ТММ методы многопараметрической оптимизации нашли применение при синтезе грейферных механизмов, для которых задается траектория движения некоторой точки шатуна, при динамическом синтезе кулачковых механизмов, а также при оптимальном проектировании маипшы в целом, мап 1и-мер при проектировании металлообрабатывающих машин по критерию минимального силового воздействия на станину и фундамент и т. д. [c.19]

Во второй книге комплекса учебных пособий на современном научном уровне излагаются основы вычислительных методов проектирования оптимальных конструкций. Рассматриваются вопросы моделирования линейных и нелинейных систем методом конечных элементов. Показано применение метода обратных задач дннамнкп к рснлспню задач синтеза оптимальных систем сиброзащнты и стабилизации. Приводятся методы н алгоритмы построения оптимального управления колебаниями сложных динамических систем. Материал пособия иллюстрируется примерами решения задач с помощью приведенного алгоритмического и программного обеспечения. [c.159]

Предположим, что, решая задачу структурного синтеза, конструктор предпочел схему кривошипно-ползунного механизма. Теперь в соответствии с, заданием на проектирование необходимо определить размеры шатуна и кривошипа, эксцентрисистет, массу звеньев, координаты центра масс другими словами — решить задачу динамического синтеза механизма. Однако в методиках структурного и динамического синтеза имеются принципиальные различия. При динамическом синтезе основное условие оптимальности решения задачи динамического синтеза можно, как правило, выразить аналитически как требование обеспечить экстремум некоторой функции от параметров схемы механизма, называемой обычно целевой функцией. Множество значений параметров, на котором определена целевая функция, называют пространством параметров. [c.149]

В настоящее время в большинстве случаев задачу структурного синтеза не удается формализовать как некоторую математическую задачу, поэтому и не удается использовать известные методы оптимизации. Возможность аналитической формулировки задач динамического синтеза позволяет для их решения эффективно использовать ЭВМ,. что касается решения задач структурного синтеза, то в настоящее время в ее решении важнейшее место принадлежит опыту конструктора. Исключение здесь составляют задачи, в которых оптимальность структуры механизма удается определить по-среством ее выражения через закон оптимального управления (3]. [c.150]

Аналитические методы весьма разнообразны и основываются на различных приемах математики. Значение аналитических методов возросло с внедрением в практику вычислений электронных вычислительных машин. Аналитические методы пригодны для решения геометрических, кинематических и динамических задач и распространяются на любые виды функций и уравнений, а также неравенств, решение которых необходимо при синтезе механизмов по различнь м, в том числе оптимальным, критериям. Особенностью аналитических методов является недостаточная наглядность процесса вычислений, что частично восполняется применением дисплеев и графопостроителей. Кроме того, для получения достоверных результатов при использовании ЭВМ необходимо иметь полную информацию об особенностях функций, уравнений и их систем, которые непременно должны учитываться при решении задач или составлении программ для ЭВМ во избежание получения неверных результатов. [c.59]

Статья В. Л. Вейца посвящена анализу установившегося движения машинного агрегата с электроприводом с учетом упругости звеньев, а также Демпфирующих факторов (как электрических, так и механических). Исследованы резонансные режимы, даны рекомендации по синтезу электромеханических систем с оптимальными динамическими параметрами. [c.5]

Четвертая глава посвящена задачам синтеза управляемых машинных агрегатов. Здесь рассмотрены модальные асимптотиче- KiTe алгоритмы, обеспечивающие оптимизацию спектральных х рактеристик динамических систем. Изложены таки<е некото-ры методы синтеза оптимального управления движением. [c.6]

Отметим, что задача (15.4) относится к классу задач векторной оптимизации, характеризующихся необходимостью выбора наилучшего решения при наличии нескольких критериев эффективности, которыми являются компоненты вектора Кя, v В этом случае возможно большое число принципов оптимальности, которые приводят к выбору различных оптимальных решений, В общем случае задача векторной оптимизации отличается значительной сложностью, причем в математическом плане она идентична задаче упорядочения векторных множеств, а выбор принципа оптимальности-выбору отношения порядка [12]. В прикладных задачах динамического синтеза машинных агрегатов проблема выбора принципа оптимальности сводится обычно к задаче скаляри-зации вектора эффективности Кд, v и заключается в выборе на основе некоторой схемы компромисса обобщенного скалярного критерия эффективности А (целевой апироксиыациониой функции). [c.254]

При скаляризации векторного критерия эффективности в прикладных задачах динамического синтеза силовых цепей машинных агрегатов используются три следующих принципа оптимальности [12, 28]. Интегральный принцип оптимальности (оптимальности в среднем) применяется при решении задач динамического синтеза по критериям, отражающим динамическую нагружен- [c.255]

Независимо от принятого принципа оптимальности при решении задачи (15.4) динамического синтеза основная трудоемкость связана с многошаговыми оптимизационными процедурами, заключающимися в определении количественных значений обобщенного скалярного критерия эффективности А для варьируемой динамической модели при текущих значениях динамических параметров. Определение текущего значения критерия Л требует вычислений текущих значений всех локальных критериев эффективности, которыми в основной задаче синтеза являются динамические критерии качества элементов силовой цени машинного агрегата. Вычислительная трудоемкость динамического синтеза с принятым обобщенным скалярным критерием эффективностп существенно зависит от математической формы представления критерия. В простейших случаях при динамическом синтезе машинных агрегатов, силовая цень которых должна удовлетворять требованиям значительной долговечности, а динамический отклик системы регламентируется предельными по несущей сно-собиости значениями динамических нагрузок в элементах, нормализованные локальные критерии эффективности kj [c.256]

Решение задач оптимального параметрического синтеза машинных агрегатов по критериям динамической нагруженности элементов силовой цепи и устойчивости системы автоматического регулирования скорости двигателя, а также задачи частотной отстройки и других на основе изложенных в 15 подходов связано с необходимостью выполнения многовариаптных расчетов собственных спектров оптимизируемых моделей. В таких задачах решение проблемы собственных спектров параметрически варьируемых моделей представляет собой основную по вычислительной трудоемкости процедуру, особенно для расчетных моделей большой размерности. Эффективный систематический алгоритм решения указанной проблемы параметрического синтеза можно построить на основе эквивалентных структурных преобразований сложных динамических моделей (см. гл. III). [c.259]

При динамическом синтезе машинных агрегатов компонентами вектора эффективности служат динамические нагрузки, динамические критерии качества, характеризующие работоспособность элементов силовой цепи или системы управления, и пр. В качестве принципа оптимальности при скаляризации векторного критерия эффективности в большинстве практически решаемых задач динамического синтеза машинных агрегатов принимается принцип чебышевской, равномерной оптимизации, что приводит к минимаксной трактовке оптимизационных задач (17.1) (см. 15) [c.273]

В ряде практически важных случаев решение задачи (17.6) динамического синтеза существенно облегчается благодаря характерным особенностям общей картины динамической нагруженно-сти силовой цепи машинных агрегатов. К числу таких особенностей, часто встречающихся в практике динамических исследований машинных агрегатов машин различного назначения, можно отнести прежде всего наличие в рабочем скоростном диапазоне IQi, 2 машинного агрегата резко выраженной резонансной зоны. На рис. 83, а показан график динамических нагрузок в вало-нроводе машинного агрегата транспортной машины с ДВС, иллюстрирующий указанную выше ситуацию (кривая 1). В этом случае оптимальное значение критерия достигается, как правило, на границе области Gp варьируемых параметров. Оптимальному решению задачи (17.6) при этом соответствует обычно одна из угловых точек области Gp. На рис. 83, а показаны результаты решения рассматриваемой оптимизационной задачи, обеспечивающей вывод опасного резонансного режима из рабочего скоростного диапазона [Qi, Ш (кривая 2). [c.277]

В гл. VIII на конкретных расчетных моделях показана практическая возможность учета упругих свойств машин при выборе системы их амортизации в ней изложены вопросы анализа произвольных виброзащитных систем и их оптимального синтеза с учетом динамических свойств элементов виброзащитных систем приведена теория одно- и двухкомпонентных амортизаторов-антивибраторов, которая была названа авторами внешней упругоинерционной виброзащитой. Глава написана д-ром техн. наук проф. Н. В. Григорьевым, пп. 3—7 данной главы написаны совместно с канд. техн. наук доц. В. М. Рогачевым, а п. 9 написан совместно с В. Ф. Ивановой. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...