Стенды полунатурного моделирования
Стенды полунатурного моделирования - разработка и производство
Стенд полунатурного моделирования (СПМ) - это одно-, двух-, трех-, много-степенная динамическая моделирующая система для имитации угловых движений относительно центра масс, а также различные узлы перемещения источников излучения разных спектральных диапазонов для воспроизведения углового движения линии визирования. Для исследования ряда критически важных параметров сложного оборудования и изделий, применяются: стенды полунатурного моделирования. Стенды для полунатурного моделирования относятся к испытательному типу оборудования.
Испытание изделия (продукции) – это экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний (изделия), для фиксации и измерения результатов воздействия на него различных внешних факторов, при его функционировании или моделировании, с целью оценки этих характеристик или проверки их соответствия установленным требованиям. Процесс испытаний регламентируется определенным набором стандартов, технических условий или ГОСТов. Основой классификации испытаний являются цели испытаний, их организационный уровень, место проведения испытаний (лаборатория, полигон, натурные, эксплуатационные испытания), состояние испытываемого образца (макет, модель, натурный образец), этапы разработки и освоения (доводочные, предварительные, квалификационные), этапы производства изделия (предъявительские, приемо-сдаточные и т. д.).
Можно выделить несколько основных видов испытаний изделий: - исследовательские, - предварительные, - доводочные, - приемочные (приемо-сдаточные), - контрольные, - ресурсные, - эксплуатационные, - квалификационные, - сертификационные, - типовые, - аттестационные.
Испытания изделий Испытания проводят с учетом назначения (определения использования) объекта или изделия. Примерная схема проведения испытаний (согласно техническому заданию на разработку для вновь создаваемых изделий) включает в себя несколько этапов: эскизное и техническое проектирование, изготовление опытной партии, серийных изделий. Схема испытаний в процессе проектирования технического изделия
Из приведенной схемы понятно, что в результате действия обратных связей происходит последовательное уточнение параметров изделия и приближение его характеристик к оптимальным значениям. Приведённая схема наглядно показывает взаимосвязь испытаний с процессом проектирования и ее определяющую роль в процессе оптимизации параметров изделия. При этом на всех этапах создания и испытаний важнейшую роль играет вычислительная техника (ЭВМ). Для каждой стадии проектирования характерен свой метод, например, для начальных стадий разработки, наиболее эффективен способ математического моделирования, так как он позволяет узнать некоторые особенности системы в первых циклах моделирования и заранее внести необходимые корректировки. Напротив, на заключительной стадии, проектирование проходят полунатурные и натурные испытания системы. Данные математические модели в последующих этапах изучают с использованием методов вычислительной математики на основе современных мощностей вычислительной техники.
Имитационные методы моделирования (математические модели для целей моделирования) Математическая модель представляет собой описание в виде математических соотношений, которые устанавливают связи между параметрами, характеризующими расчетную схему системы. Но чтобы изучить систему, математическую модель для начала, нужно построить. Если исследуемая модель является достаточно простой, то достаточно получения точного аналитического решения. Но некоторые системы являются сложными, в них нет возможности получения аналитического решения. В таких случаях необходимо применять - имитационное моделирование. То есть, многократное испытание модели с различными входными параметрами, показывающие их влияние на показатели функциональности всей системы (конструкции) изделия. Для получения численных результатов, помогающих провести расчет свойств исследуемой системы, применяют электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Имитационное моделирование является процессом создания модели реальной системы, а так же проведения компьютерных экспериментов этой системы для изучения и прогнозирования ее действий. Так же имитационное моделирование проводится с целью улучшения существующих характеристик данной системы (изделия). В отличии от математического (имитационного моделирования), натурное моделирование представляет собой работу с физическими объектами - моделями, которые могут быть увеличенными или уменьшенными копиями оригинала, но все равно допускающими возможность их изучения с целью переноса выявленных знаний на оригинал.
Полунатурные методы моделирования
Полунатурные методы моделирования занимают промежуточную стадию проектирования, когда опытные образцы изделия уже физически изготовлены, но они еще не готовы к натурным (реальным) испытаниям в силу своей незаконченности, неточности и некоторой неизвестности по ряду параметров. При натурных испытаниях уточнения функциональности системы (изделия), при различных входных воздействиях и производятся отладки алгоритмов работы всей системы (полного изделия). Так же полунатурные испытания, в силу своей комплексности (сложности) натурных и математических моделей, позволяют проводить моделирование тех ситуаций, когда натурное моделирование невозможно, например: моделирование функциональности навигационного оборудования, космических спутников и т. п.
Отличия и особенности полунатурных методов моделирования
Полунатурное моделирование - является исследованием управляемых систем на моделирующих стендах с включением в состав модели реального изделия. Это процесс моделирования с использованием реальных частей изделий или оборудования, при котором моделируются только некоторые не значимые части системы (изделия), а наиболее значимые части - тестируются образцами (изделиями) в реальном исполнении. Так же, вместе с реальными изделиями в состав модели могут входить имитаторы различных воздействий и помех, математические модели сред и процессов, не обладающих довольно точным математическим описанием. Включение реальных образцов изделия в состав контура моделирования сложных систем и процессов - уменьшают априорную неопределенность и позволяют исследовать процессы, не обладающие точным математическим описанием. Процесс полунатурного моделирования хорошо сочетает в себе плюсы математического и физического моделирования, следовательно, может быть достигнуть оптимальный баланс между вычислительными и натурными составляющими. Так как достоинства математического моделирования в большинстве случаев проявляются на ранних этапах проектирования, а натурных на заключительных, то полунатурному моделированию остаются промежуточные стадии.
С помощью стенда полунатурного моделирования, моделирующего внешние определяющие воздействия и физической модели критического элемента (изделия), можно исследовать режимы работы данного изделия во всех требуемых диапазонах возможных изменений, необходимых параметров, сымитировав необходимые внешние воздействия. Так же, методы полунатурного моделирования позволяют исключить неопределенность, которая проявляется при имитационном (математическом) моделировании, в виду невозможности точного и достаточного построения математической модели работы системы. Таким образом, использование методов полунатурного моделирования при проектировании сложных современных технических систем имеет важное самостоятельное значение.
Преимущества полунатурных методов моделирования
К примеру, на производстве полунатурные испытания так же крайне эффективны с точки зрения материальных затрат. Например, при разработке системы управления подачей топлива в камеру сгорания реактивного двигателя, летные испытания будут стоить примерно 200 000 рублей за час, натурные испытания около 80 000 рублей за час, а полунатурные испытания обойдутся в 10 000 рублей за час испытаний. Преимущество полунатурных методов испытаний - очевидно. Комбинация всех методов моделирования и испытаний позволяют не только уменьшить затраты на разработку сложных систем, но и снизить риски, исправив некоторое количество ошибок на ранних этапах проектирования.
Опорно-Поворотное Устройство (ОПУ) с высокомоментными поворотными двигателями (Разработано и произведено в компании “Сервотехника”, http://www.servotechnica.ru). Переход на проектирование корпусных деталей стендов ПМ из различных композиционных материалов позволит, снизив инерцию, существенно улучшить их эксплуатационные характеристики, а также решить проблемы, связанные с отражением радиоволн от металлических корпусных частей стендов ПМ.
Узнать более подробно про динамические моделирующие стенды >>
Купить или разработать стенд полунатурного моделирования Вы можете заказать проект или разработку проекта стенда полунаторного моделирования с официальной гарантией у нас - в компании Сервотехника. Наша компания имеет собственный инженерно-проектный отдел и собственное производство полного цикла, находящееся в подмосковье.
Заказать или разработать стенд полунатурного моделирования >>
*Приведены схематичные изображения из чертежной документации компании Сервотехника, а также фотографии и схематичные рисунки от различных производителей из открытых источников сети интернет и публичных сайтов компаний. Видеофрагменты предоставлены из архивов компании Сервотехника.
