Проведение эксперимента и статистическая обработка его результатов
При планировании эксперимента весьма важно определить параметр, который необходимо оптимизировать.
Параметр оптимизации – это средняя скорость движения поршня, так как это определяет производительность и надежность привода. На параметр оптимизации оказывают влияние различные факторы. [3]
Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент определенное значение.
В зависимости оттого, является ли фактор переменной величиной, которую можно оценить количественно, или он – это некоторая переменная, которая характеризуется качественными свойствами, факторы подразделяют на количественные и качественные.
Основные факторы, наиболее влияющие на процесс работы пневмопривода это dпд и dот.
На основе имеющейся априорной информации можно определить основной (нулевой) уровень факторов, с которого начинается построение плана эксперимента. Основной уровень факторов является наилучшей комбинацией факторов, при которой обеспечивается оптимальная работа механизма.
Проведем планирование факторного эксперимента 3, т.е. будем варьировать два независимых (некоррелированных) фактора на трех уровнях. Для каждого фактора необходимо выбрать три уровня, на которых он будет варьироваться в процессе эксперимента.
Применение планирования на трех уровнях позволяет описать процесс квадратичной моделью, включающей и взаимодействие факторов и позволяющей определить направление движения к оптимуму (градиент).
Таким образом, окончательная таблица уровней факторов будет иметь вид:
Таблица 1
Уровень |
|
|
Нижний |
0.004 |
0.004 |
Средний |
0.008 |
0.008 |
Верхний |
0.012 |
0.012 |
|
0.004 |
0.004 |
,
м
,
м
х
Матрица планирования полного факторного эксперимента представлена в таблице 2:
Таблица 2
Номер опыта
|
|
Х2 |
V, м/с |
1 |
+1 |
+1 |
0,6547 |
2 |
-1 |
+1 |
0,3631 |
3 |
+1 |
-1 |
0,4134 |
4 |
-1 |
-1 |
0,2734 |
5 |
+ |
0 |
0,6060 |
6 |
- |
0 |
0,2704 |
7 |
0 |
+ |
0,6269 |
8 |
0 |
- |
0,3277 |
9 |
0 |
0 |
0,5784 |
10 |
0 |
0 |
0,590 |
11 |
0 |
0 |
0,563 |
Исходные данные для проведения эксперимента:
Входные данные по расчету и оптимизации двух стороннего пневмопривода
1. ШАГ ПЕЧАТИ ПО ВРЕМЕНИ, [ с ] = .0025
2. ШАГ СЧЕТА ПО ВРЕМЕНИ, [ с ] = .00001
3. ДИАМЕТР ПОРШНЯ ЦИЛИНДРА, [ м ] = .04
4. ДИАМЕТР ШТОКА ЦИЛИНДРА, [ м ] = .016
5. ДИАМЕТР ОТВЕРСТИЯ ПОДВОДА ВОЗДУХА, [ м ] = .008
6. ДИАМЕТР ОТВЕРСТИЯ ОТВОДА ВОЗДУХА, [ м ] = .008
7. ХОД ПОРШНЯ, [ м ] = .08
8. НАЧАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ПОЛОСТИ НАПОЛНЕНИЯ, [ м^3 ] = .00001
9. НАЧАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ПОЛОСТИ ОПОРОЖНЕНИЯ, [ м^3 ] = .00001
10. ДАВЛЕНИЕ МАГИСТРАЛИ, [ MПa ] = .5
11. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА, [ H ] = 400
12. МАССА ПОДВИЖНЫХ ЧРАСТЕЙ,[ кг ] = 10
13. КОЭФФИЦИЕНТ РАСХОДА ВОЗДУХА = .2
14. ЖЕСТКОСТЬ ПРУЖИНЫ, [ H/м ] = 0
15. НАЧАЛЬНОЕ СЖАТИЕ ПРУЖИНЫ, [ м ] = 0
16. КОЭФФИЦИЕНТ СКОРОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ,[H*с/м] = 0
17. ПУТЬ ТОРМОЖЕНИЯ, [ м ] = 0 ────────────────────────────────────────────────────────────────
ВРЕМЯ ДО НАЧАЛА ДВИЖЕНИЯ, Тнд = 3.857961E-2 [ с ]
ПО СТАТИЧЕСКИМ ФОРМУЛАМ:
Время наполнения до начала движения - 5.156849E-3
Время опорожнения до начала движения - 3.849255E-2
6 6 11 2
2 3 4 5 6
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
+1.0 +1.0
-1.0 +1.0
+1.0 -1.0
-1.0 -1.0
+1.1476 0.0
-1.1476 0.0
0.0 +1.1476
0.0 -1.1476
0.0 0.0
0.0 0.0
0.0 0.0
0.6547 0.3631 0.4134 0.2734 0.6060
0.2704 0.6269 0.3277 0.5784 0.590
0.563
0.0006