bigpo.ru
добавить свой файл
1 2 ... 4 5

  1. Экспериментальные исследования в мехатронных системах
  2. Часть 1
  3.  

  4. Овсянников Сергей Всеволодович, Бошляков Андрей Анатольевич, Кузьмина Ангелина Олеговна

 
  • Введение


 

Экспериментальные исследования занимают главенствующее место среди всех способов получения информации о внутренних взаимосвязях в мехатронных системах. Процесс проектирования любого мехатронного устройства или системы связан с их экспериментальными исследованиями и многочисленными разнообразными испытаниями. Под экспериментом принято понимать совокупность действий, осуществляемую посредством материальных средств исследования с целью получения новой информации об изучаемом объекте путем построения информационной модели, характеризующей различные его стороны и проявления. Разновидностью экспериментов являются испытания, проводимые с целью контроля нахождения параметров объекта в допустимых пределах. Постоянное усложнение технических задач требует научного планирования эксперимента, чтобы уменьшить затраты на его проведение и получить при этом достоверную информацию. В настоящем учебном пособии рассматриваются экспериментальные исследования и испытания для определения основных характеристик мехатронных систем.

Первая часть учебного пособия посвящена вопросам классификации научных методов исследования в целом и эксперимента, как их составной части, экспериментальному определению статических и динамических характеристик мехатронных систем, экспериментальному определению характеристик случайных процессов в мехатронных системах.

  1. Методы исследований мехатронных систем

  1. 1.1. Классификация научных методов исследования



Все многообразие научных методов исследований можно условно разбить на три большие группы:

  • Теоретические

  • Теоретико-эмпирические

  • Эмпирические
  • 1.1.1. Теоретические методы


Можно выделить четыре основных теоретических метода:

  • Метод формализации

  • Метод аксиоматизации

  • Метод идеализации

  • Метод восхождения от абстрактного к конкретному.

Метод формализации. Метод базируется на представлении содержания и структуры изучаемого объекта в знаковой форме с помощью искусственных языков и символов. Этот метод широко используется при исследовании мехатронных систем, например, в виде использования различного рода операторных преобразований (Фурье, Лапласа.), описания свойств мехатронных систем с помощью передаточных функций и т.д.

Метод аксиоматизации. Метод основан на использовании в исследовании некоторых логических аксиом (постулатов), на основании которых все остальные результаты получаются чисто логическим путем, посредством доказательств.

Метод идеализации. Метод основан на изучении объекта путем наделения его некоторыми идеальными свойствами. Этот метод широко используется при исследовании мехатронных систем, например, в случае описания мехатронной системы в целом или отдельных ее частей как линейных или нелинейных объектов.

Метод восхождения от абстрактного к конкретному. Метод основан на получении результатов исследования путем перехода от логического изучения абстрактного расчлененного объекта к его целостному конкретному представлению.
  1. 1.1.2. Теоретико-эмпирические методы


Можно выделить четыре основных теоретико-эмпирических метода:

  • Метод абстрагирования

  • Метод анализа и синтеза

  • Метод индукции и дедукции

  • Метод моделирования.

Метод абстрагирования. Метод основан на мысленном отвлечении от несущественных свойств исследуемого объекта и изучении в дальнейшем наиболее важных его сторон на модели. Этот метод является обязательным при исследовании мехатронных систем.

Метод анализ и синтеза. Метод основан на различных способах расчленения изучаемого объекта на элементы и отношения (анализ), а также соединения в единое целое отдельных элементов (синтез). Этот метод является одним из основных при исследовании и проектировании мехатронных систем.

Метод индукции и дедукции. Метод основан на получении результатов исследований на базе процесса познания от частного к общему (индукция) и от общего к частному (дедукция).

Метод моделирования. Метод используется для изучения объекта путем замены его моделью, отражающей структуру, связи, отношения, и т.п. Результаты исследования интерпретируются на реальный объект. Этот метод является чрезвычайно эффективным инструментом при исследовании и проектировании мехатронных систем.
  1. 1.1.3. Эмпирические методы


Можно выделить четыре основных эмпирических метода:

  • Метод наблюдения

  • Метод измерения

  • Метод сравнения

  • Метод эксперимента.

Метод наблюдения. Метод базируется на фиксации и регистрации параметров и показателей свойств изучаемого объекта. Широко используется при исследовании мехатронных систем.

Метод измерения. Метод состоит в формировании численной оценки исследуемого параметра объекта. Широко используется при исследовании мехатронных систем.

Метод сравнения. Метод позволяет определить различия или общность исследуемого объекта с аналогом (эталоном).

Метод эксперимента. Метод основан на исследовании изучаемого объекта в искусственно созданных для него условиях. Условия могут быть натуральные и моделированные. Метод предполагает использование ряда других методов – в том числе эмпирических. Широко используется при исследовании и проектировании мехатронных систем. Дальнейшее изложение настоящего материала связано исключительно с различными аспектами использования именно этого метода.


следующая страница >>