Математическая модель системы слежения РЛС

Изучение основных принципов функционирования системы оптимального слежения. Моделирование привода антенны на основе экспериментальных данных, полученных при проведении исследований динамических характеристик и параметров привода РЛС в НПО "Горизонт".

Рубрика Математика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.11.2010
Размер файла 1,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Порядок проведения измерений и обработки полученных результатов с учетом поправочных коэффициентов амплитудно-частотной характеристики и температуры окружающей среды осуществляется в соответствии с техническим описанием используемого прибора.

Заключение о соответствии рабочего места требованиям безопасности по ЭМП принимается, если около дисплея и на расстоянии 30 см от излучающей поверхности напряженность ЭМП по электрической магнитной составляющей соответствует нормам, а время -- требованиям в зоне ЭМП -- 8 ч.

Если время пребывания меньше, то величина предельно допустимого значения напряженности пересчитывается по формулам:

, (5.1)

, (5.2)

где ЕПД, HПД - предельно допустимая напряженность ЭМ и МП соответственно в В/м и А/м; ЭНЕПД и ЭННПД - предельные значения энергетической нагрузки за рабочий день по электрической и магнитной составляющим и равным соответственно для частот 0,06 - 3,0 МГц 20000 (В/м)2·ч и 200 (А/м)2·ч; Т - время воздействия, ч.

Энергетическая нагрузка (ЭН) электромагнитного поля в диапазоне частот 0,3 - 300 ГГц определяется по формуле:

, (5.3)

где ЭНПД - предельно допустимая ЭН, Вт·ч/м2, (мкВт·ч/м2); ППЭ - плотность потока энергии, Вт/м2; Т - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч; К - коэффициент ослабления биологической эффективности, К = 1 для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн.

Рассчитаем предельно допустимые значения напряженностей ЭМП и МП, учитывая, что продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов, а частота электромагнитного излучения находится в пределах 0,06 - 3,0 МГц. Подставляя приведенные значения в выражения (5.1) и (5.2), получим:

,

.

В целях защиты от электромагнитных и электростатических полей предлагается применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.

Конструкция ВДТ и ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса ВДТ при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 7,7410-12 А/кг, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкР/час).

5.2.5 Электробезопасность

Практически все оборудование вычислительных центров относится к электрическим установкам, которые представляют собой большую потенциальную опасность.

Персональный компьютер питается напряжением 220В/50Гц, которое превышает безопасный предел 42 В. Следовательно возникает опасность поражения электрическим током.

Воздействие на человека электрического тока приводит к общим травмам (электроудары) и местным (ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия, механические повреждения). Опасность прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки определяется величиной протекающего через тело человека тока.

Как показывает анализ случаев электротравматизма, чаще всего встречается однофазное прикосновение в изолированных и глухо-заземленных сетях.

Для предотвращения электротравматизма недостаточно только организационных мер; здесь требуются также технические меры: защитное заземление, зануление, защитное отключение и т. д.

Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Исключительное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ. При этом под правильной организацией понимается строгое выполнение ряда организационных и технических мероприятий и средств, установленных действующими “Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей” (ПТЭ и ПТБ потребителей) и “Правила установки электроустановок” (ПУЭ).

Разрядные токи статического электричества чаще всего возникают при прикосновении к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды особой опасности для человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести к выходу из строя ЭВМ. Для снижения величины возникающих зарядов статического электричества покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума.

Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического электричества ионизированным газом. В промышленности широко применяются радиоактивные нейтрализаторы. К общим мерам защиты от статического электричества можно отнести общее и местное увлажнение воздуха.

Установка и монтаж оборудования АРМ должно осуществляться в соответствии с Правилами установки электрооборудования ПУЭ-85 и ГОСТ 12.3.032-84.

5.2.6 Дисплейные терминалы и ПЭВМ в составе АРМ

Визуальные эргономические параметры ВДТ являются параметрами безопасности и их неправильный выбор приводит к ухудшению здоровья пользователей.

Все ВДТ должны иметь гигиенический сертификат, включающий в том числе оценку визуальных параметров.

Конструкция ВДТ, его дизайн и совокупность эргономических параметров должны обеспечивать надежное и комфортное считывание отображаемой информации в условиях эксплуатации, соответствующих разделу 5 СанПиН 2.2.2.542-96.

Конструкция ВДТ должна обеспечивать возможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах 30 градусов и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах 30 градусов с фиксацией в заданном положении.

Предполагается, что дизайн ВДТ предусматривает окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус ВДТ и ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

На лицевой стороне корпуса ВДТ не рекомендуется располагать органы управления, маркировку, какие-либо вспомогательные надписи и обозначения. При необходимости расположения органов управления на лицевой панели они должны закрываться крышкой или быть утоплены в корпусе.

Для обеспечения надежного считывания информации при соответствующей степени комфортности ее восприятия должны быть определены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров. Визуальные эргономические параметры ВДТ и пределы их изменений, в которых должны быть установлены оптимальные и допустимые диапазоны значений, приведены в Приложении 1 СанПиН 2.2.2.542-96.

Оптимальные и допустимые значения визуальных, эргономических параметров должны быть указаны в технической документации на ВДТ для режимов работы пользователей, указанных в разделе 5 СанПиН 2.2.2.542-96. В технической документации на ВДТ должны быть также установлены требования на визуальные параметры (дополнительно к параметрам, перечисленным в Приложении 1 СанПиН 2.2.2.542-96), соответствующие действующим на момент разработки или импорта ГОСТ и признанным в Российской Федерации международным стандартам.

Конструкция ВДТ должна предусматривать наличие ручек регулировки яркости и контраста, обеспечивающие возможность регулировки этих параметров от минимальных до максимальных значений.

Для обеспечения должной эргономичности, следует выбирать клавиатуру, конструкция которой предусматривает:

- исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;

- опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15 градусов;

- высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;

- расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;

- выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;

- минимальный размер клавиш -- 13 мм, оптимальный -- 15 мм;

- клавиши с углублением в центре и шагом 19 плюс-минус 1 мм;

- расстояние между клавишами не менее 3 мм;

- одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным -- не более 1,5 Н;

- звуковую обратную связь от включения клавиш с регулировкой уровня звукового сигнала и возможности ее отключения.

5.2.7 Организация и оборудование рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

Для комфортной работы людей, рабочие места необходимо оборудовать с учетом современных эргономических требований. Конструкция рабочей мебели (столы, кресла и стулья) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки соответственно росту работающего и создавать удобную позу. Часто используемые предметы и органы управления должны находится в оптимальной рабочей зоне.

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики.

С учетом норм и требований, изложенных в СанПиН 2.2.2.542-96, ст. 8.2 предлагается использовать следующие рекомендации: поверхности стола должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм. Модульными размерами рабочей поверхности стола для ВДТ и ПЭВМ следует считать: ширину 1200 мм, глубину 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм.

Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной -- не менее 500 мм, глубиной на уровне колен -- не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног -- не менее 650 мм.

Предлагается использовать подъемно-поворотный рабочий стул (кресло), конструкция которого позволяет регулировать по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстояние спинки от переднего края сиденья.

Конструкция его должна обеспечивать:

- ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

- поверхность сиденья с закругленным передним краем;

- регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400-550 мм и углам наклона вперед до 15 град, и назад до 5 град.;

- высоту опорной поверхности спинки 300 плюс-минус 20 мм, ширину -- не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости -- 400 мм;

- угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах 0 плюс-минус 30 градусов;

- регулировку расстояния спинки от переднего края сиденья в пределах 260-400 мм;

- стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и шириной -- 50-70 мм;

- регулировку подлокотников по высоте над сиденьем в пределах 230 плюс-минус 30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350-500 мм.

Рабочее место предлагается оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

5.2.8 Требования к организации режима труда и отдыха при работе на АРМ

Режимы труда и отдыха при работе с АРМ необходимо организовывать в зависимости от вида и категории трудовой деятельности.

Продолжительность обеденного перерыва определяется действующим законодательством о труде и Правилами внутреннего трудового распорядка предприятия.

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья оператора АРМ, на протяжении рабочей смены рекомендуется устанавливать регламентированные перерывы.

Время регламентированных перерывов в течение рабочей смены следует устанавливать в зависимости от ее продолжительности, вида и категории трудовой деятельности (приложение 15 СанПиН 2.2.2. 542-96).

Продолжительность непрерывной работы с АРМ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

При работе с АРМ в ночную смену (с 22:00 до 6:00 часов), независимо от категории и вида трудовой деятельности, продолжительность регламентированных перерывов необходимо увеличить на 60 минут.

Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительных анализаторов, предотвращения познотонического утомления целесообразно выполнять комплексы упражнений, изложенные в Приложении 16-18 СанПиН 2.2.2. 542-96.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций осмысленного текста и числовых данных, чередование редактирования текста и ввода данных (изменение содержания работы).

В случаях возникновения у работающих с АРМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха, необходимо проводить коррекцию длительности перерывов для отдыха или смену деятельности на другую, не связанную с использованием АРМ.

Работающим на АРМ с высоким уровнем напряженности во время регламентированных перерывов и в конце рабочего дня показана психологическая разгрузка в специально оборудованных помещениях (комната психологической разгрузки).

Комплексная реализация проекта в форме АРМ с учетом сформулированных выше требований охраны труда гарантирует обеспечение безопасных и безвредных условий труда персонала в соответствии с ССБТ, другими действующими трудоохранными нормами и правилами.

5.3 Устойчивость проекта к чрезвычайным ситуациям

В данном разделе осуществляется анализ устойчивости проектного решения к(в) ЧС.

По ГОСТ 22.0.05-94 чрезвычайные ситуации делятся на ЧС мирного и военного времени. На сегодняшний день геополитическая обстановка такова, что ЧС военного времени сравнительно маловероятны. ЧС мирного времени могут вызываться природными и антропогенными факторами. Вероятность возникновения ЧС, вызванной природными, факторами достаточно мала. Это обусловлено особенностями местности Ростовской области, поэтому никаких специальных предупредительных мероприятий в этом случае не требуется.

К вероятным антропогенным ЧС можно отнести пожар, поражение оператора электротоком. Для обеспечения устойчивости автоматизированного рабочего места (АРМ) к ЧС такого характера необходимо соблюдение НПБ 105-95, ГОСТ 12.1.004-91, ПУЭ-85 и ГОСТ 12.3.032-84.

В помещениях с АРМ присутствуют все три фактора, необходимые для возникновения пожара: горючие материалы, доступ кислорода и источники зажигания. Горючими материалами являются перегородки, двери, полы, материалы эстетической отделки помещения, изоляция различного рода кабелей и т.д. Доступ кислорода обеспечивается системами вентиляции и кондиционирования, а источниками зажигания могут оказаться устройства электропитания, сами системы кондиционирования, электронные схемы ЭВМ. Таким образом, помещения с АРМ по пожарной опасности относятся к категории “В”. Исходя из этого, помещения должны быть спроектированы с II степенью пожароустойчивости.

В соответствии с приложением 3 ППБ-01-93, помещения должны оборудоваться огнетушителями. При оборудовании помещений первичными средствами пожаротушения следует учитывать физико-химические и пожароопасные свойства горючих веществ, их отношение к огнетушащим веществам, а также площадь производственных помещений и установок. В соответствии с выше сказанным, помещения вычислительных центров рекомендуется оборудовать хладоновыми и углекислотными огнетушителями с учетом предельно допустимой концентрации огнетушащего вещества.

Для помещений данной категории (“В”), огнетушители рекомендуется размещать на расстоянии не превышающем 30 метров от возможного очага возгорания.

Помещения, оборудованные автоматическими стационарными установками пожаротушения, обеспечиваются огнетушителями на 50%, исходя из их расчетного количества.

5.4 Экологичность проекта

Экологичность производства -- это комплексная характеристика, отражающая уровень ресурсных затрат на производство единицы востребованной потребителями товаров, работ и услуг.

Данный программный продукт предназначен для получения рабочих параметров математической модели, которые в дальнейшем могут быть использованы для настройки реальных электронных устройств слежения и управления (УСиУ) на основе двигателей постоянного тока (ДПТ). Таким образом, данный проект не связан с потенциально вредным производством и не угрожает экологической обстановке окружающей среды. Но благодаря данной разработке и при условии внедрения ее в производство, уровень энергозатрат снизится, что, в свою очередь, повысит экологичность данного производства.

5.5 Выводы

Анализ проектного решения на устойчивость к(в) ЧС показал, что и АРМ, и регулируемое производство при соблюдении установленных требований и правил не представляет опасности при возникновении ЧС различного характера.

В проекте были предусмотрены ряд дополнительных мер, направленных на обеспечение безопасности и комфортности работы на автоматизированном рабочем месте (АРМ), а также в производстве.

Таким образом, проанализировав все факторы, с уверенностью можно сказать, что внедрение данной разработки в производство обеспечивает требуемый уровень трудоохранных мер, при условии проведения всех указанных мероприятий и соблюдении норм и требований; повысит совокупную экологичность хозяйственной деятельности за счет снижения энергозатрат, и не будет сопровождаться снижением устойчивости при возникновении вероятностных ЧС.

Заключение

Целью данной работы ставилось создание математической модели системы слежения РЛС.

Для построения данной системы использовался принцип максимума Понтрягина. [1] В работе описаны основные принципы функционирования системы оптимального управления, был смоделирован привод антенны на основе экспериментальных данных, полученных при проведении исследований динамических характеристик и параметров привода РЛС в ООО НПО «Горизонт» [3].

В работе разработан общий алгоритм функционирования, на основе которого получены данные для смоделированного привода РЛС. Для сравнительной характеристики была взята система регулирования привода РЛС, построенная на основе ПИД-регулятора. В результате анализа полученных данных установлено, что смоделированная система дает выигрыш в быстродействии более чем в пять раз, по сравнению с существующей системой.

Полученная система адаптирована для применения в микроконтроллерах, что придает ей гибкость и простоту в модификации. Таким образом, данная система является более быстродействующей и удобной для применения по сравнению с существующими аналогами, построенными на основе стандартных регуляторов.

Приложение

Блок-схема файл-функции OPTIMUM_CONTR

Блок-схема общего алгоритма функционирования программы.

Блок-схема подпрограммы u_calc().

строки

Формат

Обозначение

Наименование

Кол.

листов

№ экз.

Примечание

Документация

1

А4

2101.770000.000ПЗ

Пояснительная записка

1

Прочая документация

2

А1

2101.770000.000Д1

1

1

3

А1

2101.770000.000Д2

1

1

4

А1

2101.770000.000Д3

1

1

5

А1

2101.770000.000Д4

1

1

6

А1

2101.770000.000Д5

1

1

7

А1

2101.770000.000Д6

1

1


Подобные документы

  • Роль и место учебных исследований в обучении математике. Содержание и методические особенности проектирования учебных исследований по теме "Четырехугольники" на основе использования динамических моделей. Структура учебного исследования по математике.

    курсовая работа [720,9 K], добавлен 28.05.2013

  • Математическая модель линейной непрерывной многосвязной системы. Уравнение движения и общее решение неоднородной системы линейных дифференциальных уравнений. Сигнальный граф системы и структурная схема. Динамики САУ и определение ее характеристик.

    реферат [55,7 K], добавлен 26.01.2009

  • Моделирование непрерывной системы контроля на основе матричной модели объекта наблюдения. Нахождение передаточной функции формирующего фильтра входного процесса. Построение графика зависимости координаты и скорости от времени, фазовой траектории системы.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.12.2013

  • Синтез оптимального управления при осуществлении разворота. Разработка математической модели беспилотных летательных аппаратов. Кинематические уравнения движения центра масс. Разработка алгоритма оптимального управления, результаты моделирования.

    курсовая работа [775,3 K], добавлен 16.07.2015

  • Анализ динамических процессов в системе на основе использования построенной аналитической модели. Моделирование с использованием пакета расширения Symbolic Math Tolbox. Построение модели в виде системы дифференциальных уравнений, записанных в форме Коши.

    курсовая работа [863,4 K], добавлен 21.06.2015

  • Математическая статистика как наука, методы ее изучения, история становления и развития, новейшие направления исследований. Порядок и этапы статистической обработки экспериментальных данных. Установление законов распределения выборочных совокупностей.

    курсовая работа [122,3 K], добавлен 09.08.2009

  • Теоретические основы учебных исследований по математике с использованием динамических моделей. Содержание динамических чертежей. Гипотезы о свойствах заданной геометрической ситуации. Проектирование процесса обучения геометрии в общеобразовательной школе.

    курсовая работа [241,8 K], добавлен 26.11.2014

  • Определение параметров объекта регулирования и математическая модель данного процесса. Показатели качества регулирования и выбор закона. Расчет оптимальных значений параметров настройки регулятора. Расчет переходного процесса регулирования в системе.

    контрольная работа [315,5 K], добавлен 25.05.2014

  • Моделирование как метод познания. Классификаций и характеристика моделей: вещественные, энергетические и информационные. Математическая модель "хищники-жертвы", ее сущность. Порядок проверки и корректировки модели. Решение уравнений методом Рунге-Кутта.

    методичка [283,3 K], добавлен 30.04.2014

  • Аппроксимация экспериментальных зависимостей методом наименьших квадратов. Правило Крамера. Графическое отображение точек экспериментальных данных. Аномалии и допустимые значения исходных данных. Листинг программы на С++. Результаты выполнения задания.

    курсовая работа [166,7 K], добавлен 03.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.