刹车控制器(通用9篇)
刹车控制器 篇1
摘要:随着石油钻井企业的发展, 钻井设备在不断的更新、改进, 钻机从原来的大庆JC15到40L, 一致发展到今天的70DB、70D、120D等, 从单纯的链条传动, 到今天的交流变频钻机。但是, 对于钻机工作及安全生产有重要作用的钻机刹车系统技术却始终没有得到改进, 严重的制约了钻机的工作效率, 对于安全生产构成潜在的危险。因此, 有必要对钻机的刹车控制系统进行改进。
关键词:钻井,刹车控制,安全
1 引言
液压盘式刹车是钻机的重要组成部分, 为电、气、液一体化设计, 保证其灵敏可靠的使用性, 直接影响着钻井生产的安全运行。液压盘式刹车由三部分组成:刹车执行单元、液压动力源及控制系统。控制系统是该装置的控制环节, 通过电信号控制液压动力源中的操纵阀组, 实现刹车执行单元的动作控制。钻井队在使用钻机进行工作时, 要求设备做到运转平稳, 刹车平稳、准确、零误差。操控系统操作简便、安全可靠, 特殊情况下, 做到紧急刹车, 同时能够及时准确的切断动力系统, 使钻机平稳停止, 确保万无一失。
2 现有钻机刹车系统现状分析
现在胜利高原在胜利油田配置的钻机中主要有40LDB、50LDB、70D等型号的钻机, 盘式刹车控制是独立工作。这种盘式刹车控制系统在钻井系统运用多年, 其刹车原理非常简单, 操作易于控制, 因此在钻机的刹车控制系统中得到了普遍的应用。虽然盘式刹车使用简单, 操作灵便, 但是在实际的使用过程中也暴露出了很多问题。
2.1 盘刹无工作压力时, 钻机继续工作
盘刹动力源不启动或者无工作压力 (8Mpa) 时, 电动钻机电机能够运转, 机械钻机高低速离合器有气, 造成钻机电机超负荷工作, 有时, 能够把安全钳拉坏, 刹车失灵。
2.2 紧急制动时, 钻机继续工作
使用紧急制动时, 只能够起到刹车作用, 而不能够切断机械钻机高低速气路, 电动钻机不能够关闭钻机电机电源。钻机还在动力的驱动下, 继续旋转。达不到紧急制动的要求。
综合以上两点可见, 原始的钻机盘刹控制系统只适应于正常的刹车操作, 但是当遇到紧急情况需要紧急刹车时原始的盘刹控制系统起不到安全控制连锁和防护作用。容易造成大的安全事故和财产损失。
3 改进刹车控制系统要达到的要求
通过对钻机刹车控制系统进行连锁改进, 使钻机刹车、控制及驱动系统进行动作互锁, 当特殊作业出现:司钻离开操作台、检修绞车驱动电机、钻具下方、上提过程中失去控制等情况, 需要使用紧急制动时, 刹车控制系统能够迅速把滚筒刹死, 同时切断高低速气路, 关闭钻机动力, 实现及时、快速刹车的目的, 使控制系统更加灵敏、有效, 提高了盘式刹车的使用可靠性, 彻底消除事故隐患, 保证钻井生产的安全进行。
4 改进刹车控制系统
4.1 70D钻机刹车连锁控制
70D钻机使用的紧急制动阀是电感应信号, 应从紧急制动开关后面的线路取一个24v电信号, 给放碰天车控制电磁阀, 并联输入, 各负其责。做到, 放碰天车或者过卷阀起作用刹车、切断钻机高低速气路。另一路紧急制动起作用时同样刹车, 切断高低速气路。
4.2 盘刹钻机的刹车连锁控制
40LDB、50LDB、50L、40L等使用盘刹的钻机, 紧急制动使用的是液压控制, 因此, 应在紧急制动阀的后面加一个液控气开关 (常闭) , 当关闭紧急制动时, 通过液控气开关打开控制气, 通过气路把控制气输送到防碰天车后面的控制气路并联使用, 做到有气就可以切断高低速、总离合器。确保防碰、紧急制动后, 实现刹车、断气。
4.3 盘刹动力源与钻机动力互锁
盘刹动力源不启动或者盘刹动力源无正常工作压力时, 钻机电机不启动, 钻机高低速无控制气。实现这种控制, 可大大降低事故率, 能够做到在使用中, 动力源突然断电或者达不到控制压力时, 钻机动力停止、刹车, 防止无控制压力或者刹车时, 钻机还继续工作, 需要刹车时, 刹车无力, 甚至无效, 造成大的事故。
5 改进刹车控制系统控制原理
5.1 电动钻机刹车连锁控制原理
电动钻机在动力源的压力系统中加装压电开关, 系统无压力时, 一路输送24v电源送给电器控制, 使绞车驱动电机断电而停止工作, 另一路加装液控气开关, 切断高低速离合器气源, 实现钻机动力不能启动, 高低速离合器无控制气, 实现紧急制动。
5.2 机械钻机刹车连锁控制原理
机械钻机在液压动力源的压力系统中加装液控气开关, 系统无压力时, 输送气源送给放碰天车控制气路, 继气器动作, 切断高低速离合器气源, 同时盘刹装置工作钳、安全钳同时动作, 完成紧急制动过程, 实现安全控制。
6 该项改进技术的有益效果
通过改进, 提高了盘式刹车的使用可靠性, 提高了操作人员的安全意识, 杜绝了因需要刹车时, 盘刹刹车, 而钻机在动力的驱动下, 继续工作, 造成设备超负荷运转, 损坏设备部件, 造成维修费用的增加, 延误工期, 大大增加了施工费用。紧急情况下, 紧急刹车达不到急刹的要求, 钻机继续运转, 严重的造成设备损坏, 人员伤亡, 给井下事故造成复杂, 增加了复杂性, 造成不可估量的损失。通过实施对盘式刹车连锁的改进, 杜绝了因刹车不灵造成的损害, 降低了事故率, 提高了施工速度, 降低维修时间及维修强度, 彻底消除事故隐患, 保证钻井生产的安全进行。该项改进技术在使用中, 得到现场操作人员的一致欢迎, 目前已在钻井行业得到推广, 为石油工业的发展和实现安全生产作出大的贡献。
参考文献
[1]70D钻机使用手册:胜利高原出版[1]70D钻机使用手册:胜利高原出版
[2]40L钻机使用手册:胜利高原出版[2]40L钻机使用手册:胜利高原出版
刹车控制器 篇2
为了保证行车安全,我们必须养护刹车系统,而刹车系统的养护说到底就是刹车片和刹车油两个方面,因为汽车的制动大权为它们占了大半。那么,我们该怎样对待决定着刹车效果的两大关键——刹车片和刹车油呢?
1、刹车片检查
无论任何刹车系统最终都是由刹车片(盘式)或刹车蹄片(鼓式)完成制动作用,因此要定期检查刹车片或刹车蹄片的厚度。当发现其厚度接近或小于制造商规定的最小厚度时,应立即更换。检查刹车片的同时,还要检查刹车盘或刹车鼓的磨损,如接触表面出现凹痕,要及时光盘或光鼓,以保证与刹车片的接触面积,提高制动力。
2、刹车油检查
(1)检查刹车之前,小心地擦净主油缸上的泥垢,以免任何脏东西掉入储油罐。摘掉紧固件(一般是销子)和盖子。对于没有刻度的油缸,应保持液面距油缸顶6毫米,如果有刻度,只要保持液面比刻度高就可以了。
(2)如发现油面下降,要立即检查刹车油路是否有泄漏的地方。
(3)如果制动液脏了,放掉并且冲净整个系统,然后用新液灌满主油缸。
(4)刹车油不要重复使用,所有从系统中被放掉的制动液都应该被丢弃掉。
(5)如果主缸需要加油,请加入符合DOT3或DOT4规范的重载刹车油。千万小心别把刹车液贱在油漆上,因为它有很强的腐蚀性,会毁坏面漆。
(6)在很长一段时期内如果总缺刹车油,而你总在添加,那很显然你的刹车系统有毛病了,你应该检查一下了。
(7)刹车油由于吸收空气中的水分,时间长了就会失效,要根据厂商的规定,定期更换刹车油,最好每年更换一次。
(8)清洁的、高质量的制动液是安全和刹车系统功况良好的基本,你应该购买市面上质量最好的制动液。
(9)在保养刹车系统的项目中,定期检查刹车液面是最重要的,起码一个月检查一次,次数多就更好了。
(10)刹车油的颜色也能看出问题,刹车油不应该颜色过深,也不应该像烧过的样子。如果真是如此,那就有问题了,不过这种情况不会经常发生。
刹车控制器 篇3
飞机刹车系统是飞机各子系统中的一个关键系统,在飞机起飞和降落中起着重要的作用,其主要任务是缩短飞机的着陆滑跑距离,操纵地面滑行方向,以及在终止起飞(RTO)也称放弃起飞等异常情况下,保证安全地将飞机制动停止。
本文提出了一种采用DSP+FPGA结构的刹车控制器,这种结构控制器既具有DSP处理器所拥有的体积小、集成度高、功耗低等特点,同时又具有FPGA可独立处理总线通信和频率采集的特点,两者的结合有效地降低了DSP处理器的负荷,提高了刹车控制器的实时性和可靠性。
1 系统结构及工作原理
1.1 系统架构
刹车控制器在总体设计上为了保障外场维修采用LRU结构,产品内部将刹车系统的需求分解为不同的功能要求,由各种不同功能的模块来实现,这些模块包括:中央处理器模块(CPU)、输入输出模块(IOM)、总线通讯模块(CIM)、电源模块(PS)和母板(MB),刹车控制器系统架构如图1所示。
1.2 系统功能
刹车控制器为飞机液压刹车系统提供如下的控制信号:1)前/左/右轮载信号;2)左支柱放下到位信号;3)右支柱放下到位信号;4)液压电磁阀开关信号;5)左/右轮速传感器电源;6)左/右轮速传感器频率;7)左/右液压传感器电源;8)左/右压力伺服阀控制电流;9)左/右液压传感器信号;10)RS-422信号。
2 刹车控制器硬件设计
2.1 液压传感器压力采集
刹车控制器通过提供两路0~10V模拟量输入采集电路来完成液压传感器信号的采集,通过液压压力的采集完成刹车控制器防滑控制的闭环处理。
处理的压力信号为2路0V~10V差分电压输入信号。预处理电路主要完成模拟量信号的分压;差模干扰的抑制;二阶压控电压源低通滤波;使信号的电压范围与采集特性满足后端采集的要求。经过处理后的电压信号经过多路选择器连接至A/D转换芯片完成模拟量的采集。模拟量差分输入电路预处理电路原理图见图2。
2.2 传感器电源电路
刹车控制器可为轮速传感器和压力传感器进行供电,刹车控制器传感器供电电路选用NSC公司的三端稳压器LM117实现,LM117可把+15V电源转换为+10V电源输出,最大输出电流为0.5A,LM117本身自带有过流保护功能,同时刹车控制器将输出电压通过分压处理后经过DSP处理器进行回绕测试,对输出电压进行实时监控。
2.3 轮载信号采集
轮载信号在飞机上为地/开信号,地/开输入信号通过光电隔离电路转为TTL电平,CPU模块通过机内总线读取该信号来判断外部信号状态。
地/开输入信号通过光耦器件实现信号的内外隔离功能,光耦器件选取公司的6N140A,输入端工作电流为0.5m A~5m A。在光耦输入低端设计有稳压管,防止输入端为地时干扰信号引起光耦误导通,同时此电路通过继电器可实现地状态和开路状态的BIT测试,地/开输入信号电路原理图见图4。
2.4 液压电磁阀控制电路
液压电磁阀控制电路通过地/开离散量输出电路实现,输出电路包括输出锁存和功率驱动电路。
刹车控制器输出电路通过273锁存器实现控制指令的保持,通过MOS管实现1.5A的功率输出功能。输出电路上设计有过压泄放二极管,避免电磁阀关闭时的高电压对输出电路造成的危害。28V地/开电路由锁存器输出“0”或“1”状态,其中“0”代表开路状态,“1”代表接地状态,地/开输出原理图见图5。
2.5 RS-422A接口电路
RS-422A接口的协议功能采用FPGA实现,后端的总 线电平转 换使用美 信公司的 收发器MAX488MJA实现。收到的数据经电平转换驱动器后进入FPGA,由FPGA进行数据存储,DSP处理器通过查询FPGA的状态寄存器实现RS-422A总线的收发功能并转发给处理器模块,实现数据接收。由于飞机上电磁环境复杂,在RS-422A总线的接收电路上增加了信号的上下拉电阻,提高信号的质量,RS-422A接口电路原理图见图6。
2.6频率采集接口
频率采集电路由频率信号输入处理和频率识别两部分组成。
频率信号输入处理电路是要把外部输入的低伏值、不规整的模拟频率信号转变成规整的数字式矩形波信号,频率输入处理电路原理图见图6。该电路由放大器电路N1、比较器电路N2和反相器电路N3组成,通过滤波、信号运放和信号转换,将轮速传感器发送的信号调理成FPGA的I/O接口可接收的方波信号,频率输入处理电路原理图见图7。
3 刹车系统的软件设计
刹车控制器通过软件控制接收来自飞控系统的飞机数据,并采集电气系统和刹车系统内部的各种离散量、模拟量、频率信号等。刹车控制器机载软件常驻于刹车控制器的CPU模块的FLASH中。软件的主要功能是将采集、记录、处理系统中的传感器信号和各种输入的数字信号,根据设置好的刹车控制律输出电流控制压力伺服阀,完成整个防滑刹车功能。
当刹车控制器上电后,首先调用初始化函数,对系统硬件接口和定义的全局变量进行初始化,然后进行系统的上电BIT检测,判断其是否正常,若正常无故障则将中断使能,执行刹车任务程序,软件执行控制流程见图8。
在刹车任务中首先对接口和总线进行采集,判断刹车系统的状态和刹车指令,确定刹车状态,以此来实施防滑刹车的具体分支操作。随后调用故障监控子程序来进行故障判断与处理,然后进入防滑刹车程序。由防滑刹车控制率计算需要输出的结果,产品继而调用接口输出,并同时通过RS-422A总线对飞控计算机发送刹车信息。刹车任务运行流程图见图9。
4 结语
时刻记住踩刹车美文 篇4
昨天看了一部叫《奋斗》的电视剧,也不记得是在第五集还是第六集,但是我却清晰的记得老板教导主人公陆涛说的一段话。对于我,他们当时的场景,历历在目;老板当时的教导,声声入耳;我对自己当时的感悟,永远铭记。历历在目的场景是老板教陆涛开车,而陆涛却总是不记得及时踩刹车,导致最后撞到路边的限速牌上;声声入耳的教导是开车要做的第一点就是要时刻准备刹车,不仅开车是这样,事业上、爱情上也一样如此,事业上如果不建立自己合理的风险防范系统,做任何事都没有风险意识,刹不住车,你的亏损将不仅仅只是你一个小小的企业,爱情上如果不给自己的另一自己半做出合理的让步,争吵时刹不住车,你失去的可能是另一半,更可能是你以后所有的爱情;永远铭记的感悟是踩刹车不仅是要在开车上、事业上、爱情上,更要用在生活中的每一件小事上,一屋不扫,何以扫天下,小事倘若不刹车,人生又怎能及时刹住车。
广大读者朋友们,你们是否有过一种感受,就是在自己每做一件事都很顺利的时候,你就会越起劲,做事越有动力;如果在这种情况下突然做了一件失败的事,那你的.信心将有所挫伤,干事的激情将会顿挫;倘若一连串的失败接踵而至呢,我相信,你会什么都不做,只想找个地方好好发泄一下自己不满的情绪和弥补一下自己脆弱的心灵。也不知道你们是否有这种感受,反正我是有的,前段时间自己定了一个目标,快到期限了,却一个任务也没完成,有的任务是乎是朝着相反的方向运动,这里的运动是倒退而不是发展;基于这一切的不如意,这一切的失败,使我再没有了什么干劲,迷惘的玩起了英雄联盟,而且还是接连几天没日没夜的玩,国庆这几天回家前几天依旧沉寂于英雄联盟的刀光剑影,而父母却在楼下拼命的干着活,干着养我的活,我开始内疚,我对不起父母,我不配成为社会中的一份子,因为我是这么容易被困难打倒,打倒都不可怕,更可怕的是自己缺少自制力,管不住丑陋的自己,任凭丑陋的自己占据意气分发的自己,我想或许更多的还是因为自己刹不住车吧。
心理学里有一种情绪宣泄法的说法,倘若有什么烦心事,可以发泄一下让自己的情绪稳定下来,所以有人把“一下”两个字曲解为发泄得让自己满意为止;于是就有了因为发泄情绪去飙车结果撞飞致死了别人;于是就有了因为发泄情绪去吸毒结果毁了自己的一生,甚至还伤及家人;于是就有了因发泄情绪去网吧玩英雄联盟结果整天沉寂于各英雄的刀光剑影一蹶不振。如今我只想对大家说:发泄可以,但必须刹得住车,不仅是对发泄而言,而且生活中许多的小事还必须要自己能够控制自己,刹得住车。
开车时如果刹不住车,可能就会车破人亡;爱情上如果刹不住车,可能失去你的爱人,甚至是宝贵的爱情;事业上如果刹不住车,可能失去自己的公司,甚至是所有家财;生活中如果刹不住车,就等于慢性自杀,这样比车破人亡死得更惨。
刹车控制器 篇5
目前电磁刹车是一种在各种钻机上广泛使用的新型辅助刹车。它利用电磁感应原理进行无磨损制动, 具有力矩大, 使用寿命长, 操作维护简单等优点。下钻时通过改变刹车励磁电流即可调节制动力矩, 控制钻具下钻速度。控制和改变励磁电流是通过改变司钻控制开关角度来调节可控硅导通角的大小, 从而控制电磁刹车线圈中的直流电流的大小, 实现刹车力矩从零到最大值连续变化。目前国内生产电磁刹车的厂家有4、5家, 使用的司钻控制开关从原理到外形、尺寸基本一样, 完全通用, 全部是输入电压220伏输出电压18伏的差动变压器, 以前因为技术和成本方面的考虑无法降低输入电压, 刹车的操作者就用手经常直接接触220伏电压的控制手柄。这个刹车控制开关安装在钻台的司钻控制台上, 全部为铁金属制作, 工作条件简陋恶劣, 经常受污水、油、泥浆等的污染, 井队生产时即变下雨也是同样操作, 而且电磁刹车控制开关又无法按照移动或手动电器设备要求达到相应的绝缘能力和安全电压水平, 不能满足国标GB3805-83的有关电气设备安全电压规定。因此使用这种控制手柄有很大的安全隐患。按照电磁刹车使用情况电压应当不能超过36伏安全电压。
2 技术方案
基本设计思路是改变控制开关铁芯结构以及其上缠绕的线圈匝数和连接方式, 使得输入电压从220电压降为24V时, 其输出电压与原控制开关保持不变仍然是的18V, 后面的控制环节需要保持不变, 同样可以控制电磁刹车中电流大小。
具体实施方式是220V的输入电压经过一个隔离变压器转变成24V的安全电压, 然后再送到改造的新型刹车控制开关上, 见附图一。这种开关外形和原有的控制开关完全一样, 但是里面的核心部分重新经过设计, 导磁的动铁芯头上焊接一块不导磁的不锈钢, 作用是保证中位时开关没有电压输出兼手柄活动时导向作用。在这个铁芯上有三个线圈依次排列, 其中线圈1和3在两头, 匝数一样都是21000匝, 中间线圈2有6200匝。线圈1和3如图所示相连, 两个线圈输出线圈, 其头作为输出端。在线圈2通入24V电压时在动铁芯上形成涡流, 线圈1与线圈3的匝数相同形成的感应电式大小相等方向相反, 总的没有电势输出。刹车主回路中可控硅不到通, 电磁刹车线圈内没有磁场, 刹车制动力矩为零;当动铁芯移动位置时, 线圈1与线圈3之间产生电势差, 输出0到18伏的交流电, 从而控制可控硅的导通角的变化, 电磁刹车内的直流电流相应从零到最大值的连续变化, 刹车力矩也从零到最大值连续变化。线圈1和线圈3经过计算和实际检验后设计21000匝, 目的是为了增大阻抗, 限制电流, 防止烧毁线圈。
3 应用效果
通过在电磁刹车制造厂家实际用于刹车测试结果和通过监测控制开关电压和刹车直流电流看出该司钻控制开关效果完全满足电磁刹车的使用需求, 与未改造前的输入电压220V司钻控制开关各方面使用效果一致, 做到了即降低控制开关输入电压为安全电压24V, 又能保证原刹车控制系统不变, 非常方便全面替代原刹车控制开关, 为井队安全生产, 保障职工人身安全创造有利条件。
摘要:原电磁刹车控制开关不能满足操作者安全使用要求因此改变原有电磁刹车控制手柄的内部电气结构和线圈设计方案, 使的控制开关的输入电压可以从220V的高压降为24V安全电压, 根本上消除安全隐患, 保障使用者的安全。
刹车控制器 篇6
1 模糊推理系统的设计
该控制器的输入论域为[-0.8,0.2],输出范围为[-1.5,1.5]。
MATLAB软件中的模糊逻辑工具箱拥有一个图形化的用户界面,通过该界面可以方便直接地修改和管理模糊推理系统。在MATLAB工作环境中执行命令“fuzzy”,即可打开模糊推理系统编辑器[1]。
1.1 隶属度输入函数
隶属度函数的输入部分用模糊集合表示。隶属度输入函数最终曲线如图1所示。
由图1可看出,在-0.8附近时为负大(mf1);-0.4附近为负中(mf2);0附近时为中(mf3);0.1附近为正中(mf4);0.2附近为正大(mf5)。
1.2 隶属度输出函数
隶属度函数的输出部分用模糊集合表示。同理,隶属度函数最终输出曲线如图2所示。
由图2可以看出,在-1.4附近为负大(mf1);-0.7附近为负中(mf2);0附近为中(mf3);0.7附近为正中(mf4);1.4附近为正大(mf5)。
1.3 模糊规则的设定
在模糊规则编辑器中进行规则设定,这样输入输出就可以形成对应关系,便于进行模糊推理和判断。本设计采用的控制规则见表1。
2 模糊逻辑控制器在ABS系统中的应用
本设计描述了一个防抱死刹车系统(ABS)的简单模型。模型“absbrake.mdl”仿真了一辆汽车在急刹车情况下的动力学特性。
在MATLAB软件工作环境中,通过执行命令“simulink”,即可进入simulink库里面,选择“Fuzzy Logic Toolbox”里面的“Fuzzy Logic Controller”,即模糊逻辑控制器[2]。把模糊逻辑控制器拖入absbrake.mdl控制系统模型的设计界面中,代替其中原来的bang—bang控制器(图3中的方形标注位置)。
双击控制器(图3中的圆形标注位置),在弹出的属性设置对话框中填入此控制器在Workspace中所需对应的目的模糊推理系统,即填入保存的文件即可。这样就导入了上面讲述的模糊规则,在进行模糊推理时作为判别的依据。
3 仿真结果
在MATLAB软件工作环境中,依次点击:File→Export→To Workspace,可以把此模糊推理系统(***.fis)送入工作区,以便设计中的模糊逻辑控制器调用。
双击图3中的圆形标注处即可运行仿真,得到如图4、图5所示的仿真图形。
由仿真结果可以看出,运用模糊推理系统设计的模糊逻辑控制器得到了较好的控制效果,能够很好地完成所要求的任务。
4 结语
ABS是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。它既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车制动方向的稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
摘要:设计了一个模糊逻辑控制器,应用于防抱死刹车系统(ABS)的模型中。根据模糊控制中的方法与策略,利用MATLAB软件中模糊逻辑工具箱进行模型设计。仿真了一辆汽车在急刹车情况下的动力学特性,结果表明,运用模糊推理系统设计的模糊逻辑控制器得到了较好的控制效果,能够很好地完成所要求的任务。
关键词:模糊控制,MATLAB软件,防抱死刹车系统,仿真
参考文献
[1]魏巍.MATLAB控制工程工具箱技术手册[G].北京:国防工业出版社,2004.
刹车控制器 篇7
1 内容与方法
1.1 评价内容
主要包括总体布局及设备布局、建筑卫生学、职业病危害因素分布及对劳动者健康的影响程度、职业病危害防护用品、职业健康监护、职业卫生管理措施及落实情况等内容。
1.2 评价依据
《中华人民共和国职业病防治法》《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》《工业企业设计卫生标准》 (GBZ 1-2010) [1]、《工作场所有害因素职业接触限值》 (GBZ 2-2007) [2]、《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》 (GBZ 159-2004) [3]、《工业企业噪声控制设计规范》 (GB/T50087-2013) [4]、《工作场所有毒物质测定》 (GBZ/T 160-2013) [5]、《工作场所物理因素测量第8部分:噪声》 (GBZ/T 189.8-2007) [6]、《工作场所空气中粉尘测定第1部分:总粉尘浓度》 (GBZ/T192.1-2007) 等职业卫生法律、法规、标准和规范[7]。
1.3 评价方法
根据建设项目的具体情况, 一般采用现场调查、职业卫生检测、检查表分析法、职业病危害作业分级等方法进行综合分析以及定性和定量评价, 必要时可采用其他评价方法。
2 结果
2.1 工艺流程
汽车刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成, 其中隔热层是由不传热的材料组成, 摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成。本项目底板为外购, 引进机械手操作, 设备自动化程度高, 主要生产工艺流程见图1。
2.2 职业危害因素识别
通过对生产工艺过程分析和现场调查, 本项目各工序可能存在的职业病危害因素主要有甲苯、甲醇、氢氧化钾、噪声、粉尘 (含其他粉尘、氧化铝、石墨、重晶石、蛭石、滑石粉等) 、高温、工频电场等。见表1。
2.3 主要职业病危害因素检测结果
本项目在满负荷正常生产情况下连续检测3 d, 按照国家有关标准和规范, 对各操作岗位接触的职业病危害因素进行采样检测。
2.3.1 粉尘检测结果
混料岗位使用的重晶石、蛭石、滑石粉均经现场检测二氧化硅含量为8.76%。经检测, 各粉尘作业岗位均符合国家职业卫生接触限值。见表2。
2.3.2 化学因素检测结果
经检测和计算, 氢氧化钾、甲醇、甲苯结果均未超过工作场所有害因素接触限值, 见表3。
2.3.3 噪声检测结果
经检测, 各噪声作业岗位均符合国家职业卫生接触限值。见表4。
2.3.4 其他
经检测, 本项目各高温岗位WBGT指数范围为26.7~27.0℃。工频电场检测结果范围为0.102~0.108 kv/m, 检测结果合格。
2.4 健康监护结果
在建设项目试生产前组织了新上岗员工针对接触的职业病危害因素 (噪声、粉尘、甲苯、甲醇) 规范开展了上岗前职业健康检查, 体检项目包括一般情况、内科、外科、耳鼻喉科、血尿常规、问诊、心电图、肝功能、肺功能、生化检验、B超、电测听、X光射片等。企业该项目上岗体检率为100%, 体检结果未发现职业禁忌证, 见表5。
2.5 职业病危害控制
2.5.1 防尘设施
抛丸机设隔离密闭抛丸间, 同时自带单体除尘器, 风量为6 000 m3/h;混料间配料、投料均设置侧吸除尘罩, 风量为45 000 m3/h;搅拌机受料口设置除尘密闭罩, 收集机械手投料时逸散的粉尘, 风机风量为45 000 m3/h;压机粉料为输送泵压送, 为了消除压送产生的正压, 在模具上设置除尘密闭罩, 收集逸散的粉尘, 风量为45 000 m3/h;打磨间设机械手自动化运行, 整体密闭, 同时抛光轮采取局部密闭罩, 仅留出需要打磨部分, 密闭罩吸风方向沿迎着粉尘产生方向, 风量为36 000 m3/h;喷粉设密闭喷粉间, 自动化运行, 配套单体除尘器;清扫设除尘软管;对于水平布置的除尘管道, 设置清扫孔, 定期清灰。
2.5.2 防毒设施
配胶间设通风柜, 同时墙体设置轴流风机;涂胶间密闭、隔离操作, 同时涂胶处设密闭罩, 风量为5 000 m3/h;各类热处理炉、烤漆炉均设置密闭罩, 从而降低有毒气体的扩散。
2.5.3 防噪声设施
抛丸机、打磨机分别设密闭隔声间, 内部覆盖多空吸声材料;终检岗位贴膜纸吸附风机设置消声器;空压机单独布置在空压机房内, 配套隔声外壳、消声装置;办公室设置隔声玻璃, 整体密闭、无明显缝隙;使用低噪声的电动叉车代替内燃机叉车。
2.5.4 防高温设施
压机线屋顶设置通风气窗, 布置动力风机, 进行热压通风;压机、热处理均设置绝热保温设施, 减少热传递;生产车间设置空调系统, 在员工需要停留的工作点上进行岗位送风, 同时送风管道采取隔热措施;车间办公室采用单体空调进行调节。
2.5.5 防工频设施
采用金属密闭设备。
2.5.6 个人防护用品
公司在配置和使用个人防护用品方面, 遵循了国家有关法律法规的要求, 配备有防护围裙、袖套、长款丁腈手套、防护眼镜、防毒半面罩、耳塞、安全鞋等个人职业病防护用品。个人防护用品的质量、数量、配置方式、地点符合公司职业病危害特点, 符合GBZ/T 11651-2008《个体防护装备选用规范》的相关要求。
2.5.7 辅助用室调查
本项目卫生等级为3级, 公司现有厂区配置了卫生间、男、女更衣室、浴室、食堂、哺乳室等辅助用室。企业原有设置的辅助卫生用室基本能够扩建后的实际生产需要, 因此符合GBZ 1-2010《工业企业设计卫生标准》的要求。
2.5.8 职业卫生管理情况
为消除生产过程中的各类职业危害, 保护员工身体健康, 公司根据相关法律的要求, 企业设ESH为职业卫生管理机构, 并设专职的职业卫生管理人员2名。企业制定了包括:《危险因素识别》《健康监护程序》《个人防护用品程序》《承包商EHS管理》《化学品管理》《听力保护》《环境职业健康和安全管理体系不符合、纠正与预防措施管理程序》《预防性维护指导书》《职业病危害因素监测评价制度》《职业病危害告知制度》《培训计划》《职业健康检查与诊疗制度》《应急准备和响应程序》等操作规程。企业各岗位还制定了岗位安全卫生操作规程, 明确了各岗位的安全卫生操作规范。同时企业还制定有《受限空间作业操作规程》、配置了快速检测分析仪。
2.5.9 应急预案
企业制定了《事故应急救援预案》中明确可能发生的急性危害事故, 包括甲苯等有机溶剂泄漏导致的中毒以及化学性灼伤等。同时建立了应急救援组织体系, 明确了应急救援组织体系中各相关部门及人员的责任和权限, 规则规定了在发生紧急事态后, 各相关部门应采取的应急措施。制度同时规定每年至少进行一次事故应急救援演习, 以检查应急救援设施、应急救援保障是否到位。
3 讨论
3.1 评价
综合分析现场职业卫生学调查情况, 职业病危害因素检测结果及职业健康监护结果、职业病危害防护设施、个人防护用品、应急救援措施、职业卫生管理等方面基本符合要求, 各项措施可行有效。本项目的主要职业病危害因素为:甲苯、甲醇、氢氧化钾、噪声、粉尘 (含其他粉尘、氧化铝、石墨、重晶石、蛭石、滑石粉等) 、高温、工频电场。根据《建设项目职业病危害风险分类管理目录 (2012) 版》的有关规定, 本项目属于职业病危害较重的项目。本项目的关键控制点为:底板抛丸、涂胶间配胶、上胶环节;混料间的配料投料口;压制时热处理、打磨、喷粉环节;终检和维修岗位。
3.2 建议
(1) 根据规范完善职业健康监护档案, 需包括员工职业史、对应岗位危害因素检测结果、员工健康监护结果、处理情况等。对所有接触职业危害因素的岗位进行1年1次的在岗体检, 在高温季节对高温接触员工进行高温体检; (2) 通风除尘系统定期维护, 检查与检测包括以下内容:排风罩、管道及风机有无磨损、凹陷等损失及损伤程度;管道及排风机中尘埃的堆积状态;管道的连接部位有无松弛;连接电机与风机的皮带的工作状态;吸气以及排气的能力等; (3) 涂胶工配胶时可能存在偶尔的皮肤接触, 若敏感个体接触所用胶水, 可能导致接触性皮炎等, 应予关注; (4) 鉴于所测部分岗位噪声强度达到84d B (A) , 建议针对这些岗位加强员工健康教育, 增强职业防护意识。巡检岗位噪声强度超过85 d B (A) , 员工巡检时需佩戴NRR值为24的圣诞树型耳塞, 合理安排巡检时间与次数, 最大可能降低噪声接触时间。
参考文献
[1]中华人民共和国卫生部.GBZ 1-2010工业企业设计卫生标准[S].北京:人民卫生出版社, 2010.
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[3]中华人民共和国卫生部.GBZ 159-2004工作场所空气中有害物质监测的采样规范[S].北京:人民卫生出版社, 2006.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 50087-2013工业企业噪声控制设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2013.
[5]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160-2013工作场所空气中有毒物质测定[S].北京:人民卫生出版社, 2013.
[6]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 189.8-2007工作场所物理因素测量第8部分:噪声[S].北京:中国标准出版社, 2007.
刹车控制器 篇8
2009年5月8日收到变结构控制的快速性和鲁棒性非常适合工作环境复杂的飞机防滑刹车系统,但是抖振问题的存在已成为变结构控制应用的主要障碍,越来越多的学者正在研究抖振的消除方法[1]。本文采用变结构控制方法设计了飞机刹车系统控制器,并采用Ambrosino切换函数法和改进指数趋近律法来抑制抖振。
1 刹车系统变结构控制器设计
1.1 滑模切换面的定义
滑模切换面设计的目的在于保证系统的稳定性和满足性能指标要求的动态特性,保证系统状态一旦进入滑模面便能沿其稳定地趋向状态原点。设计的任务是选择滑模函数s=0。
本文中,飞机防滑刹车控制系统控制的目标是,维持滑移率保持在最佳值σp恒定不变。滑移率的公式为:
(1)式中:x1为飞机速度,x2为机轮角速度,Rvb为机轮滚动半径。
因此在整个刹车控制过程中,要调节机轮的刹车力矩使飞机机轮的滑移率σ=σp恒定不变,其跟踪误差为零,即使x1和x2保持比率
针对刹车系统的控制目标,可以定义系统的滑模切换面为:
1.2 等价控制力矩的计算
等价控制的几何意义在于:在切换面s = 0上的控制力矩是间断的,可能是正向的力矩,也可能是反向的力矩。我们用某种意义下的平均值代替此切换控制,使系统沿着s = 0的切换面上走,这样才能保证滑动模态的产生。
对于系统在滑模面的运动,它恒满足:
由于
展开
滑动动力学即由(4)式决定,根据
从(5)式中即可解得系统等价控制为
1.3 切换面的可达性证明
当系统状态不在切换面上或偏离切换面时,需要在总体控制信号中加入另一个控制项,驱动系统状态到达或返回切换面。
这里,可以定义控制器的输出即制动力矩为
u=ueq-uh·sgn(s) (7)
若切换面可达,则须满足条件为:
以下证明所定义的切换面是可达的。
由(5)式和(7)式得
令
则
即
1.4 刹车系统变结构控制律设计
通过以上对滑模切换面、等价控制的设计以及切换面可达性证明,由(6)式、(7)式可得飞机防滑刹车系统变结构控制律为
2 Ambrosino切换函数法削弱抖振
2.1 Ambrosino切换函数法
抖振的问题是变结构控制系统的固有问题,它的存在将严重影响控制器的控制效果,甚至对整个系统造成损害。因此设计变结构控制器必须考虑削弱抖振的问题。
如(7)式所述,制动力矩可以选定为:
u=ueq-uhsgn(s)。
在切换面附近邻域,由于惯性与滞后的影响,在滑动运动上通常有一个抖振的叠加分量;另一方面切换开关的非线性,也将引起抖动。抖振不仅会损坏系统的可执行元件,而且还会引起自激运动,从而导致系统的不稳定。削弱抖振可以有多种方法供选择,本文采用Ambrosino切换函数法来削弱变结构控制中的抖振情况。用
来代替sgn(s)函数,其中,δ>0。
从(12)式可以看出,当δ=0时,fsw(s)与sgn(s)完全相同;当δ增大时,fsw(s)函数的斜率变得平滑了。实际上,δ调整控制输入已使动态系统的状态变量进入变结构控制的切换面。δ在满足大于零的条件下,其取值越小达到滑动模态的时间越短,因此变结构控制的鲁棒性越高。
2.2 刹车系统变结构控制律实现
引入Ambrosino切换函数代替以上符号函数后的控制律为
(13)式中,
2.3 变结构控制器参数的调整
根据仿真时对参数调整的经验及式(13)的方程,主要调整的是kη和δ的值。kη决定系统响应速度,该值变大响应速度变大,将引起抖振和鲁棒性增强,该值变小响应速度变小kη在不同的跑道上有不同值,一般随着结合系数的减小而减小。δ值决定影响系统敏感性,当其变小时,系统鲁棒性强并引起抖振,当其变大时,将减弱鲁棒性和削减抖振。
2.4 系统仿真及结果分析
在MATLAB7.1/SIMULINK环境下,对某型飞机的防滑刹车系统在干跑道情况下进行仿真。仿真采用变步长方式,ode45算法,飞机速度初值x(0)=[72.2 180.6]。在采用Ambrosino函数消除抖振的方法中,取δ=0.05,kη=100,仿真结果如图1。同时给出了采用一般变结构的仿真结果进行对照,如图2。
从图2可以看出,飞机刹车系统采用一般变结构控制方法时,滑移率和结合系数都有抖振现象存在,将仿真图局部放大后,滑移率和结合系数的抖振非常明显,如图2(c)和图2(d)。说明刹车系统在工作过程中会围绕滑模面作反复穿越运动,产生刹车机构磨损和刹车不平稳的负面效果。
从两个仿真的对比中可以看出,控制器非线性部分的切换函数用Ambrosino光滑函数代替后,抖振基本消除。未消除抖振时,控制器非线性部分只存在两个作用相反的大力来回切换作用,必然引起系统抖动。但引进光滑函数后,这种将系统拉回滑模面的力可以随着s的大小变化而适当变化,这样就可以大大削弱抖动。
从图1(a)可以看出,在干跑道上应用变结构控制时,刹车系统在0.36 s到达最佳滑移率0.117,并基本保持恒定。从图1(b)可以看出,干跑道变结构控制的结合系数能够跟随滑移率很快到达最大值0.8,并基本保持恒定。飞机速度下降到0.3 m/s时,飞机防滑刹车系统工作9.29 s,刹车距离为340 m。仿真说明,采用变结构控制方法的飞机刹车系统能够快速达到最佳工作状态,并且运行比较稳定,刹车效率较高。但是在图1(a)中可以看出,在飞机速度下降到一定程度后,滑移率有下降趋势。
3 改进指数趋近律法消弱抖振
3.1 指数趋近律研究
产生抖振的原因:一是由于系统的惯性;二是运动点以一定的速度冲向切换面,导致运动点在滑模切换面附近来回抖动。因此,很好地设计运动点趋近律,既保证运动点快速趋近切换面,又减小运动点到达切换面附近时的速度,这样有利于削弱抖振。1989年Chan S. P. and Gao W. B 提出了指数趋近律[2]
考虑下面一类单输入线性系统
取切换函数
s=Cx (16)
(16)式对时间求导
由(17)式解得
u=(CB)-1(-CAx-εsgn(s)-Ks) (18)
控制系统采用一般的指数趋近律(14)式,如果增加常数ε,正常运动阶段收敛速度加快,但滑动模态阶段的抖振将加强;如果减少常数ε,滑动模态阶段的抖振减弱,但正常运动阶段收敛速度变慢。因此,抖振和快速性是一对矛盾。一般的指数趋近律通常是根据保证正常阶段的快速性和减少滑动模态的抖振进行折衷而确定常数的,没有很好地解决这对矛盾。为了既保证系统的响应速度,又要减少系统滑模切换面上的抖振,下面对一般的指数趋近律进行改进。
3.2 指数趋近律的改进
一般的指数趋近律(14)式由两项组成,其中
本文改进的指数趋近律表达式为:
因为
所以,改进的指数趋近律依然满足滑动模态存在性和到达条件。式(14)微分方程的解:
式(19)微分方程的解:
两种趋近律的曲线s(0)均取8,其中ε=1,K=6。如图3,从图可以看出,在正常运动阶段改进方法的趋近速度明显快于一般的指数趋近律,而到达滑动模态区的速度又较慢,抖振明显削弱甚至基本消除,一般的指数趋近律存在较大的抖振。这样看来,改进的指数趋近律既保证快速性又削弱了抖振,效果优于一般的指数趋近律控制策略。
3.3 刹车系统改进指数趋近律实现
根据指数趋近律方法,定义制动力矩为:
u=ueq-εs2sgn(s)-ks (23)
根据(6)式可得等效控制:
(24)式中,
3.4 系统仿真及结果分析
仿真中,取ε=0.01,k=100,其他参数同2节,仿真结果如图4。
4 结论
从图4(a)中可以看出,在干跑道上采用改进指数趋近律的变结构控制时,刹车系统在0.12 s到达最佳滑移率0.117并保持稳定,比采用Ambrosino切换函数的变结构控制方法快了0.24 s,而且克服了后者在刹车末尾阶段滑移率下降的不足。
飞机速度下降到0.3 m/s时,飞机防滑刹车系统工作9.212 s,刹车距离为335 m,比采用Ambrosino切换函数法少5 m。可以看出,采用改进指数趋近律比使用Ambrosino切换函数法的刹车系统效率更高,这主要得益于在刹车起始阶段采用指数趋近律方法能够更加快速的到达滑模面。
参考文献
[1]Koshkouei A J,Zinober A S.Sliding mode observers for a class of nonlinear systems.Proceeding of the American Control Conference,2002:2106—2111
[2]Wang C H.Fuzzy linear pulse-transfer function-based sliding-mode control for nonlinear discrete-time systems.IEEE Trans on Fuzzy Sys-tems,2002;(10):187—197
该车为何老“刹车”? 篇9
故障排除:根据故障现象, 首先用V.A.S5052清除故障码, 然后上路试车, 故障现象仍然存在, 车速在12km/h左右时上述各指示灯点亮, 且感觉行驶时加油“吃力”, 挂入D档后怠速时车子不能前行, 有明显的“拖刹”的感觉。
用V.A.S5052检查, 发现了以下故障码:“01-05715-请阅读ABS控制单元故障记忆 (偶然发生的) ”、“03-00526-制动灯开关不正常信号 (偶然发生的) ”、“03-01316-请读取制动控制单元故障记忆 (偶然发生的) ”。
用举升机将汽车举升起来, 经检查发现4个车轮均制动抱死, 致使车轮不能转动。等待约10min后, 4个车轮能正常转动了 (说明该车制动系统有“拖刹”现象) 。针对导致加速滞后的故障原因, 我们开始进行有针对性的检查。
首先, 为了排除制动液有杂质造成系统堵塞的因素, 更换了全车制动液, 排除空气后试车, 故障依然存在。检查4个制动钳的回位情况, 均无异常, 但为了保险起见, 还是更换了4个新的制动钳, 但经试车故障仍未排除。
再次向车主进行问诊, 得知该车经常是在热车的情况下出现此故障的, 因而怀疑可能是ABS控制单元受热后工作状况不稳定, 造成液压回流阀堵塞, 使系统不能卸压。于是, 抱着试一试的想法, 更换了ABS总泵。经过试车, “故障一去兮不复返”。又用V.A.S5052进行了检测, 无故障码存储, 我们以为故障已得到彻底解决, 于是将车交给用户。
交车近20天后, 车主来电反映该车在行车中又出现一次指示灯常亮的现象。进厂检查, 上述故障现象依然存在, 但要试车很久才会出现。经过分析, 判定还是液压系统有故障, 只能更换制动总泵了。更换制动总泵后试车, 故障排除。
维修心得:该车的故障可以说是典型的复合型故障, 对于复合型故障, 在排除了其中的一个故障原因后, 往往会忽视另外的可能导致同类故障现象的因素。例如在本例故障中, 主要是由于ABS控制单元控制回油阀打开滞后, 造成回油缓慢, 所以有“拖刹”现象。但开始时我们却忽视了温度升高后, 制动总泵内的活塞橡胶密封件膨胀, 也会导致回油不畅, 造成制动不回位, 从而产生“拖刹”现象, 只不过这种故障原因的影响较小罢了。