РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПНЕВМАТИЧНОГО ПОЗИЦІЙНОГО ПРИВОДУ

Анотація

У цій статті представлено розробку математичної моделі позиційного пневматичного приводу з використанням безштокового пневматичного циліндра та результати перевірки математичної моделі на достовірність. Окрім цього, в роботі представлено підхід до створення візуалізацій математичних моделей в програмному середовищі Matlab Simulink, який спрощує розуміння і наочність даних систем. Створення енергоефективного позиційного пневматичного приводу є важливим через численні промислові завдання, які вимагають використання пневматичних систем. Основною метою цього дослідження є розробка математичної моделі, яка полегшить швидшу перевірку та інтеграцію позиційного приводу в інші системи. Методологія передбачає побудову діаграми, яка ілюструє взаємозв’язки між компонентами приводу, де кожен елемент та взаємозв’язки між з’єднаними елементами представлені у вигляді системи рівнянь. Ці рівняння являють собою математичну модель пневматичного позиційного приводу, яка реалізована в середовищі Matlab Simulink. Дана модель перевірена на адекватність, залежність переміщення від тиску та часу подачі повітря відповідає фізичним законам аеромеханіки. Також модель реалізує позиціонування з різною точністю в залежності від діаметру пневматичного циліндру. Результатом є функціональна математична модель пневматичного позиційного приводу, здатна проводити попередні аналізи для безштокових пневматичних циліндрів різних розмірів. Модель демонструє, що поршень може досягати проміжних положень під впливом рівня тиску та тривалості подачі стисненого повітря. Ця математична модель має потенціал для майбутнього використання для тестування алгоритмів позиціонування, оптимізації та прискорення розробки систем на основі цього приводу. За допомогою попереднього аналізу приводу з використанням математично моделі, можна визначити необхідну кількість або час подачі повітря, тобто провести навчання приводу, що дозволить зекономити на вартості точного обладнання та зменшити знос фізичного приводу, за рахунок зменшення налагоджувальних ітерацій, які будуть виконуватися за допомогою математичної моделі.