Реферат: Проектирование автоматизированных систем
Вода, выпадающая в виде атмосферных осадков , содержит неорганические и органические частицы. В приморских зонах особенно характерны примеси хлористого натрия, а в тропических – повышенное содержание азотной кислоты. Снег содержит больше азотистых соединений, чем дождь.
Солнечная радиация может вызвать сильный нагрев незащищенных элементов конструкции систем. Плотность потока солнечной энергии, достигающая земной поверхности, изменяется от 0,91 до 1,4 кВт/м2 в зависимости от поглощающей способности атмосферы и сосредоточена в основном в области длин волн 0,2 … 0,5 мкм.
Опасны для работоспособности систем пыль и песок . Проникая в подвижные части, они вызывают повреждения. Кроме, того, пыль способствует увеличению электростатических зарядов, что приводит к росту помех, а в отдельных случаях к взрывам.
К наиболее характерным факторам воздействия биологической среды на конструкции систем относятся грибковые образования (плесень), особенно интенсивно развивающиеся при повышенной влажности неподвижного воздуха (более 85%) и температуре от 20 до 30 °С.
Некоторые виды насекомых, например термиты, обитающие в основном в жарких и сухих зонах, пожирают органические материалы, особенно изоляционные. В этом же отношении опасны и грызуны, любящие поедать изоляцию коммуникационных линий.
В высоких слоях атмосферы может иметь место ионизация воздуха, в результате чего возрастает его электропроводность, что может привести к нарушению работоспособности системы.
Значительное влияние на работу систем оказывает радиоактивное излучение. Это влияние особенно сильно проявляется на материалы кристаллической структуры, воздух, изоляцию, стекло и электролиты.
Смещение атомов в кристаллической решетке при облучении быстрыми нейтронами нарушает нормальную работу германиевых и кремниевых диодов, транзисторов, фотосопротивлений и термисторов.
Ядерное излучение изменяет, прежде всего, величину начального коллекторного тока транзисторов и значение коэффициента усиления. Маломощные высокочастотные транзисторы подвержены влиянию различных видов радиации значительно меньше, чем низкочастотные и мощные.
Радиация ионизирует воздух, уменьшает проводимость между точками монтажа и может нарушить нормальную работу систем.
Параметры р-n-р транзисторов изменяются при облучении в большей степени, чем параметры аналогичных n-р-n транзисторов.
Германиевые транзисторы более стабильны при воздействии радиации, чем кремниевые.
Механические воздействия – ускорения, вибрации и удары, могут действовать как отдельно, так и в совокупности.
При транспортировке по железной дороге из-за биения колес о стыки рельсов возникает вибрация с частотой до 100 Гц при ускорении до
20 м/с2 . Частота этой вибрации может накладываться на основную частоту колебаний (2 … 3Гц).
Вибрации на кораблях вызываются как винтами, так и гидродинамическими силами, действующими на корпус и надстройки. Основная вибрация вызывается винтами с частотой, определяемой частотой вращения гребного вала (частотой вала), а также частотой колебаний лопастей винта (т.е. частотой вала, умноженной на число лопастей винта). Амплитуда вибраций на частоте вала обычно высокая, а частота низкая и ограничивается, как правило, диапазоном 0…5 Гц. На большинстве военных кораблей амплитуда продольных вибраций корпуса максимальна на корме и носу и резко снижается к центру корпуса. Амплитуда поперечных вибраций значительно меньше, чем продольных, за исключением верхушек мачт, дымовых труб, антенн и мостиков.
Влияние вибраций на самолетах также зависит от положения аппаратуры систем автоматики. Обычно на самолете можно выделить три основных участка, различающихся вибрационными нагрузками:
1) корпуса и обтекатели двигателей;
2) зона, примерно от середины крыла до его кончика;
3) остальные элементы корпуса.
На участках 1 и 3 частота вибраций лежит в пределах от 3 до 150 Гц с амплитудой от 0,075 до 2 мм на участке и до 2,5 мм на участке 3. Основным источником вибраций на участке 2 являются двигатели. Частота ее составляет обычно от 10 до 500 Гц с амплитудой от 0,025 до 0,037 мм.
Вибрации на ракетах имеют сложный характер и являются результатом совместного воздействия ракетного двигателя и аэродинамических нагрузок. Если для мощных жидкостных ракетных двигателей предельные частоты достигают сотен герц, то для твердотопливных двигателей – до 2000 Гц при ускорении до 200 м/с. Постоянные ускорения при работе ракетного двигателя достигают
50…150 м/с2 для больших ракет-носителей и 250…500 м/с2 для малых твердотопливных ракет.
2. Стадии и этапы проектирования систем автоматизации управления
2.1 Этапы проектирования
Весь процесс проектирования систем управления можно разделить на 10 этапов:
1) Формулирование цели, оценка реализуемости, согласование технического задания.
2) Выбор пути решения.
3) Определение структуры системы, выбор технических средств.