Дейнека Ростислав Михайлович. Стабілізація швидкості гнучкого носія інформації в апаратурі магнітного запису

brief description

Дейнека Ростислав Михайлович. Стабілізація швидкості гнучкого носія інформації в апаратурі магнітного запису: дисертація канд. техн. наук: 05.02.09 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2003

Дейнека Р.М.Стабілізація швидкості гнучкого носія інформації в апаратурі магнітного запису. -Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 — динаміка та міцність машин.— Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2003.
Дисертація присвячена дослідженню динаміки системи транспортування гнучкого носія інформації апаратури магнітного запису з метою встановлення впливу параметрів її елементів та структури на стабільність швидкості руху носія. Запропоновано і обгрунтовано розрахункову схему (динамічну модель) системи транспортування як єдину динамічну комплексну структуру в лінійній постановці, що містить двигун, стрічкопротягуючий механізм та регулятор; при цьому фізико-механічні властивості високополімерних кінематичних міжінерційних елементів зв’язку в механізмі ідентифіковані трьохелементною реологічною моделлю, для якої розроблено методики експериментального визначення числових значень параметрів її елементів.
Розроблена методика моделювання і побудована векторно-матрична математична модель системи транспортування стрічки на макрорівні. З використанням методів змінних стану та структурних схем проведено дослідження вказаної моделі в частотній області, на основі чого встановлено залежність динамічних властивостей системи приводу носія від зміни її параметрів. Крім цього, досліджено вплив різних типів регуляторів (пропорційний, диференціюючий, інтегруючий та ін.) на частотні характеристики системи.
Проведено ряд експериментальних досліджень на базі створеного макету установки контролю робочого режиму пристроїв магнітного запису з використанням детонометра-аналізатора моделі 23ИМ і генератора сигналів зовнішнього збурення моменту двигуна Г6-28, що дозволило отримати спектрограми системи в області частот 0.2-300 Гц. Дослідження розроблених числових аналогів системи підтвердили їх адекватність реальним процесам з достатнім наближенням експериментальних і теоретичних результатів.

1. Існуючі динамічні та математичні моделі, які використовуються при проектуванні апаратури реєстрації інформації на гнучких носіях не завжди забезпечують належний рівень відтворення фізичних процесів, що мають місце при її функціонуванні в робочих режимах. У зв’язку з наведеним запропонована цілісна динамічна і відповідна математична модель системи транспортування гнучкого носія інформації як єдиної багатомасової електромеханічної регульованої структури, що містить двигун, механізм протягування та регулятор. Наведена модель є комплексною, а тому, на відміну від існуючих, забезпечує достатній рівень адекватності опису вказаних процесів і обгрунтованість досліджень впливу варіації параметрів елементів систем транспортування на стабільність швидкості, як основного показника якості апаратури реєстрації.
2. На основі аналізу загального рівняння динаміки триланкової структури розроблена методика теоретико-експериментального визначення параметрів реологічної моделі, яка відтворює властивості високополімерних матеріалів міжінерційних в’язко-пружних елементів зв’язку СПМ.
3. При застосуванні методів змінних стану, структурних схем та апарату матричного числення побудовано лінійну графоаналітичну векторно-матричну математичну модель системи транспортування носія на макрорівні, а також розроблено алгоритм її аналізу в частотній області, як розрахункову компоненту систем автоматизованого проектування.
4. З використанням розробленого алгоритму створено програмне забезпечення для дослідження методом параметричного синтезу впливу варіації параметрів системи регулювання частоти обертання якоря двигуна приводу на її частотні властивості і оцінки ефективності дії різних типів регуляторів на стабілізацію швидкості стрічки. Встановлено, що серед П-, Д-, І- регуляторів і їх відповідних комбінацій найефективнішим типом, який забезпечує задану стабільність швидкості носія в досліджуваному об’єкті є пропорційний.
5. Встановлено, що зміна моментів інерції приймального та подаючого рулонів гнучкого носія в робочих режимах має помітний вплив лише на другу і третю власні частоти СПМ, проте найефективнішим конструктивним параметром впливу на частотний спектр системи транспортування є момент інерції маховика ведучого валу (так, для 9-тимасової моделі експериментального зразка зміна значення останнього на 1% призвела до відхилення першої власної частоти на 0.13%).
6. Зміна жорсткості в’язко-пружного міжінерційного зв’язку „ротор двигуна маховик” відчутно впливає на зміщення нижньої межі власного частотного спектру, а матеріал основи носія інформації є визначальним чинником впливу на частотний спектр системи транспортування в цілому, що пов’язано з істотним впливом жорсткості міжмасових елементів зв’язку тракту носія на власні частоти. Так, для вказаного в п.5 СПМ, зміна жорсткості стрічки на 1% приводить до зміщення другої та третьої власних частот на 0.46%.
7. Показано, що в практиці проектування засобів реєстрації на гнучких носіях інформації з метою забезпечення заданого рівня стабілізації швидкості їх руху найбільш ефективним є використання варіації інерційних і жорсткісних параметрів ділянки механізму приводу „двигун - ведучий вал”.