Создание высокоэффективных исполнительных устройств к адаптивным системам автоматизации с открытой архитектурой

Решена базовая часть проблемы комбинирования физически разнородных компонентов при создании исполнительных модулей автоматизированных систем с программируемым управлением.
Результаты исследования особенностей возникновения и поддержания явления ультразвуковой кавитации и выявленные закономерности положены в основу оригинальных конструктивных решений технологического кавитационного оборудования, которое позволило повысить эффективность многих технологических процессов и надежность и эксплуатационную долговечность кавитационного технологического оборудования. В частности, ультразвуковой кавитационный прибор для обеззараживания и очистки медицинского инструментария, ультразвуковой кавитационное оборудование для получения особо чистых экстрактов лекарственных растений, ультразвуковой проточный кавитатор для обработки молока. Опыт разработок обобщен в методиках инженерного расчета кавитационного оборудования. Экспериментально подтверждена эффективность новых технических решений.
Исследование влияния параметров окружающей среды на показатели гидравлического компонента выполнены на примерах конического подшипника и канала авиационного гидропривода. Экспериментально определенное влияние на крутящий момент частоты вращения конуса в коническом зазоре, величины угла конусности и вязкости жидкости с учетом температуры окружающей среды и эксплуатационных режимов. Представлен математический анализ движения смазочной жидкости между цилиндрическими и коническими поверхностями. Предложена инженерная методика расчета крутящего момента в зависимости от вязкости и частоты вращения. Для определения параметров неустановившихся режимов работы канала гидропривода разработана тепло- гидравлическая модель, построенная по модифицированной схеме Тернера. Проведено математическое моделирование позволило определять текущие изменения температуры, вязкости, скорости движения и максимального давления нагрузки. Методика, построенная с ее использованием, позволяет рассчитать и учесть в алгоритмах управления интенсивность и время протекания неустановившихся режимов, а также ограничивать режимы работоспособности на основе текущего состояния жидкости и эксплуатационных нагрузок.
Разработана концепция модульного построения автоматизированных систем на основе циклично-модульного подхода, в частности производственных систем с гидравлическим и пневматическим оборудованием. Предложена принципиально новая идея информационно-физического межмодульного обмена, подчиненная техническому заданию, в процессе эксплуатации системы. Идея заключается в образовании контекстно-обусловленных текущим состоянием технологического процесса групп циклических модулей, объединение которых происходит по определенному логическому инварианту структурного синтеза. Концепция реализована в виде методики и типовых технических решений циклических модулей, достаточных для создания практических систем автоматизации средней сложности. Эффективность концепции экспериментально проверена на макетах систем с гидравлическими и пневматическими устройствами, методике оценки эксплуатационной эффективности цикловой производственной системы