Управление  конструкциями.  Начало.

   Управляемые конструкции определяются как системы автоматического управления напряженно-деформированным состоянием конструкций (САУ НДС).
  Традиционные конструкции трактуются с позиции теории управления как преобразователи, связи, распределительные устройства, регуляторы, но без обратной связи.
 
  1. Назначение управляемых конструкций
  Управление конструкциями имеет целью подчинения их НДС желаемым требованиям на различных стадиях функционирования конструкций. Концепция традиционного проектирования на самые невыгодные комбинации нагрузок и воздействий, которые практически проявляются весьма редко, во многих случаях неэффективна как с позиций материалоемкости, так и достижения высоких технологических и эксплуатационных характеристик конструкций. Защита конструкций от аварийных ситуаций также не всегда обеспечивается. Необходимы конструкции, которые могли бы адаптироваться к изменяющимся внешним воздействиям. Эту проблему решают управляемые конструкции. Управление позволяет по-новому решать задачи прочности, жесткости, в том числе, например, геометрической стабилизации формы оболочки антенны, устойчивости, гашения колебаний, исключения аварийных ситуаций, а также технологические задачи, например, при металлообработке в связи с деформативностью инструмента, оснастки и изделия или при прокате металла.
  Наиболее успешно формирование желаемого НДС на различных стадиях функционирования конструкции может осуществляться в системе автоматического регулирования (САУ). При этом управляемая конструкция должна включать в свою структуру, кроме собственно конструкции, управляющий модуль и элементы прямой (сенсоры, измерители, наблюдатели) и обратной связей.
  При автоматическом управлении информация от конструкции через элементы прямой связи поступает в управляющий модуль, в котором вырабатывается управляющее решение и по обратной связи с помощью актуаторов реализуется изменение НДС управляемой конструкции.
 
  2. Принципы создания управляемых конструкций
  Принцип обучаемости конструкций имеет своими истоками стадии экспериментальной доводки создаваемых механизмов и аппаратов, их обкатку и контрольные испытания с последующей корректировкой. Для управления конструкциями стадия обучения становится одной из основных на базе серии экспериментальных опытов и теоретических расчетов, составляющих обучающую выборку для нейроуправления конструкциями.
  Энергетический принцип исходит из того, что для управления НДС конструкции необходим приток энергии, поэтому источник энергии рассматривается как составная часть САУ НДС. С этой целью может быть использованы преобразование части энергии внешнего воздействия на конструкцию, а также перераспределение внутренней энергии деформации системы.
  Принцип динамического противодействия основывается на создании дополнительного динамического процесса, с помощью которого можно желаемым образом противодействовать вынужденным колебаниям упругой конструкции. Необходимый приток энергии для функционирования процесса противодействия осуществляется из внешнего источника или за счет внутреннего перераспределения энергии деформирования системы. Приток дополнительной энергии в систему может реализовываться с помощью подсистемы, взаимодействие которой с основной создает желаемые параметры процесса колебаний.

   Окончание следует.

  Н.П. Абовский, Л.В. Енджиевский

  .