, (1.4.19)
где – коэффициент пропорциональности между пусковым моментом двигателя и приложенным к его якорю напряжением.
Из уравнений (2.4.4), (2.4.3) и (2.4.5) выразим входное напряжение усилителя следующим образом:
Uвх=knq-km, (1.4.20)
тогда выходное напряжение усилителя
Ua=knkyq-kmky, (1.4.21)
при этом пусковой момент двигателя
Мn=knkykdUq – kmkykdU, (1.4.22)
где К0= knkykdU – передаточный коэффициент системы;
F1= kmkykdU – коэффициент успокоения, вносимого тахогенератором.
Получим
Мn=K0q – F1. (1.4.23)
Подставив (2.4.24) в (2.4.18), получим
Мвр=К0q – F1 - F
или
Мвр=К0q – (F+F1). (1.4.24)
Уравнение равновесия моментов двигателя запишется в следующем виде:
К0q – (F+F1)= +Мст (1.4.25)
Производя замену aвых=aвх – q, получим
Это выражение представляет собой дифференциальное уравнение движения следящей системы с принимающим тахогенератором.
Важнейшим показателем, характеризующими поведение система, является ошибка слежения q. Получим выражения для статической и динамической установившихся ошибок.
Так как статическая ошибка qст оценивается по окончании движения, т.е. при неподвижных входном и выходном валах, примем . Из этого следует, что . А так как в состоянии покоя системы ее ошибка должна быть постоянна, то и .
Отсюда получим
К0qст=Мст (1.4.26)
откуда
qст=. (1.4.27)
Полагая, что входной и выходной валы движутся с одинаковой постоянной скоростью W=Wуст=const, примем . А так как в установившемся режиме ошибка слежения постоянна, то и . Отсюда получим
К0q=(F+F1)Wуст+Мст, (1.4.28)
но q=qст+ qdy. (1.4.29)
Следовательно,
К0(qст+qdy)=(F+F1)Wуст+Мст, (1.4.30)
отсюда
qст+qdy= (1.4.31)
или, учитывая формулу (2.4.27),
qdy= (1.4.32)
2. Расчетно-конструкторская часть
Аппараты искусственной вентиляции легких по классификации медицинских аппаратов ГОСТ Р50444 – 92 относятся к изделиям класса А, вероятность безотказной работы которых задается равной 0,99 в течение заданной наработки.
Целью данного расчета является анализ данных по надежности микроконтроллера, входящего в состав блока управления аппаратом искусственной вентиляции легких «Спирон – 201», а так же подбор надежных элементов для управления аппаратом.
Значения интенсивностей отказов, режимы работы и поправочные коэффициенты по справочникам [2,3,4] элементов схемы КФБН.941200.731 Э3 приведены в таблице 2.1.1.
Так как было применено дублирование соединителей и дорожек монтажных их вероятность безотказной работы рассчитывается по формулам:
Pс(t) = 1 – (1 – e-λс t)2 (2.1.1)
PД(t) =1 – (1 – e-λД t)2 (2.1.2)
Вероятность безотказной работы остальных элементов микроконтроллера определяется уточненным средне – групповым методом по формуле:
, (2.1.3)
где li- интенсивность отказов элемента.
Вероятность безотказной работы всего микроконтроллера будет рассчитываться по формуле (2.1.4).
Pобщ(t) = Pc(t)· Pд(t)·P(t) (2.1.4)
1. Рассчитаем вероятность безотказной работы в течение заданной наработки.
Коэф-т нагрузки Кн
Температура рабочая Т,о С
Микросхемы:
КР580ВВ55А
КР580ВИ53
К555ЛА3
К580ГО324
К555ИД7
К580ВМ80А
КР580ВВ51А
КР580ВМ52
К580ВК28
К170АР2
К170УР2
К555АР3
К555ЛЕ1
КР537РУ8А
К555ИР22
КР580В555А
КР580ВА87
К1816ВЕ35
К580ВР43
D1
D2
D3
D4
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12, D13
D14
D15
D16
D17
D18
D26
D21
D24
D25
D28
1
2
0,1
0,5
40
0,2
Кварц:
18 мГц
6 кГц
B1
B2
0,07
1,5
0,105
Резисторы:
Млт – 0,25
R1-R17
17
0,04
2,5
1,7
Диоды:
КД 522 Б
V1 – V2
0,8
1,19
0,238
0,476
Конденсаторы:
К50–35
К10–7В
С2, С3, С8, С28
С21
С1, С4, С5, С9-С27, С29, С30
5
24
0,135
0,035
0,56
0,27
0,35
6,48
Соединители:
Х1-Х10
10
0,05
0,4
Выводы:
Пайка
507
0,004
0,045
2,028
Провода:
Дорожки монтажные
439
0,015
6,585
Pc(2000) = 1 – (1-е-0,000005·2000)2 = 0,9999
Рд(2000) = 0,9998
Р(2000) = е-Λ·2000 = 0,977, где Λ = ∑λi = 16,4· 10-6
Робщ(2000) = 0,9999·0,9998·0,967 = 0,967
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
