№73-13
Вдосконалення моделі динаміки тиску в масці моторизованого фільтрувального респіратора як об'єкта керування
Д.В. Славінський1, В.В. Ткачов1, О.О. Бойко1, Ю.І. Чеберячко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 73:144-153
https://doi.org/10.33271/crpnmu/73.144
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Вдосконалення імітаційної моделі моторизованого фільтрувального респіратора, обґрунтування необхідності планування та проведення додаткових експериментів. Визначення параметрів та підтвердження адекватності імітаційної моделі до об’єкта керування – моторизованого фільтрувального респіратора.
Методика досліджень. Дослідження виконувалися на експериментальному зразку шляхом активного експерименту. Для отримання статичної характеристики послідовно збільшували керуючий сигнал – швидкість обертання вентилятора з кроком 200 об/хв та реєстрували дійсне значення – тиск в масці респіратора. На підставі даних експерименту побудована статистична характеристика та визначена залежність коефіцієнта посилення моделі до керуючого впливу. Перевірка отриманої моделі на адекватність до об’єкта керування виконана за критерієм адекватності Фішера.
Результати дослідження. За результатами дослідження встановлено, що статична характеристика моторизованого фільтрувального респіратора, як об’єкта керування, за каналом «швидкість обертання вентилятора – тиск в масці» є нелінійною, а коефіцієнт посилення лінійно залежить від значення керуючого впливу. На підставі аналізу отриманих даних вдосконалено імітаційну модель моторизованого фільтрувального респіратора.
Наукова новизна. Встановлено, що статична характеристика моторизованого фільтрувального респіратора у визначеному діапазоні керуючого сигналу є нелінійною та коефіцієнт посилення лінійно залежіть від швидкості обертання крилатки вентилятора.
Практичне значення. изначено залежність коефіцієнта посилення від швидкості обертання крилатки вентилятора. Адекватність вдосконаленої імітаційної моделі до об’єкта керування складає 92%. Вдосконалена імітаційна модель моторизованого фільтрувального респіратора дозволяє виконувати дослідження режимів роботи з метою визначення вимог до керування процесом подачі повітря до маски та подальшого синтезу системи керування з використанням регуляторів різного типу.
Ключові слова: моторизований фільтрувальний респіратор, імітаційна модель, дослідження, коефіцієнт посилення, критерії якості моделі.
Перелік посилань
1. Профілактика виробничого травматизму та професійних захворювань за 2022 рік (2023). Фонд соціального страхування України. Статистичні дані. http://www.fssu.gov.ua/fse/control/main/uk/publish/article/985104
2. Board on Health Sciences Policy; Institute of Medicine. The Use and Effectiveness of Powered Air Purifying Respirators in Health Care: Workshop Summary.(2015). Washington (DC): National Academies Press (US)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK294217/
3. Assigned Protection Factors: for the Revised Respiratory Protection Standard. (2009). OSHA. https://www.osha.gov/Publications/3352-APF-respirators.html
4. Licina, A., & Silvers, A. (2021).Use of powered air-purifying respirator(PAPR) as part of protective equipment against SARS-CoV-2-a narrative review and critical appraisal of evidence. American Journal of Infection Control, 49(4), 492-499.
https://doi.org/10.1016/j.ajic.2020.11.009
5. Determination of air flow resistance of breath responsive, powered air-purifying respirators (PAPR’s) standard testing procedure (STP). (2005). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) https://www.cdc.gov/niosh/npptl/stps/pdfs/RCT-APR-0065-508.pdf.
6. Potchileev, I., Doroshenko, M., & Mohammed, A.N. (2023). Positive Pressure Ventilation.Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK560916/
7. Monjezi, M., & Jamaati, H. (2021). The effects of face mask specifications on work of breathing and particle filtration efficiency. Medical Engineering & Physics, 98, 36–43.
https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2021.10.004
8. Шаруда, В.Г., Ткачов, В.В., & Бубліков, А.В. (2015). Дослідницька частина в кваліфікаційній роботі магістра: навч. посіб. Національний гірничий університет. https://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/146617/CD642.pdf
9. Slavynskyi, D. (2023). Determination of the model of a powered air-purifying respirator for researching its operational modes. Collection of Research Papers of the National Mining University, 72, 172–185.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.172
10. Лазарєв, Ю. Ф. (2011). Моделювання динамічних систем у Matlab. Електронний навчальний посібник. НТУУ "КПІ".
11. Documentation goodness Of Fit. Mathworks. Help Center (n.d.). https://www.mathworks.com/help/ident/ref/goodnessoffit.html
