Обоснование и разработка программно-математического комплекса идентификации качества динамических процессов при резании в автоматизированном режиме

• Автор: Свиридов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА; ПОДХОДЫ К ИССЛЕДОВАНИЮ
И МОНИТОРИНГУ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Подходы к исследованию динамических систем
1.2. Оптимизация при резании
1.3. Методы исследования нелинейных систем
1.4. Методы исследования стохастических систем
1.5. Подходы к реализации мониторинга операции обработки заготовок
и износа инструмента
1.6. Цель и задачи исследования
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ
РЕЗАНИИ
2.1. Подход к формированию модели динамики лезвийной
обработки
2.2. Модель динамики лезвийной обработки
2.3. Уравнения движения динамической системы резания
2.4. Квазистационарные динамические процессы
2.5. Оценки качества динамических процессов
2.6. Специальные критерии оценки динамики процесса резания
2.6.1. Метод замороженных коэффициентов и метод замороженных
реакций
2.6.2. Интеграл функции Грина
2.6.3. Статистика Херста
2.6.4. Критерий соотношения значимых и незначимых амплитуд

2.5. Выводы
3. ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ КРИТЕРИЯ ПРИ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ
3.1. Исследование чувствительности расчетных моделей критерия
качества спектра
3.1.1. Имитационное моделирование
3.2. Разработка программно-математического комплекса для исследования чувствительности критериев оценки качества
спектра и оценки качества динамических процессов при резании
3.3. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СПЕКТРА ПРИ КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ РЕЗАНИИ И ПРИ ЗНАЧИМЫХ ВОЗМУЩЕНИЯХ
4.1. Экспериментальные исследования по идентификации качества
процесса резания
4.2. Практическая реализация работы
4.3. Исследование критерия качества спектра при значимых
возмущениях при обработке
4.4. Методика идентификации качества динамических процессов при
резании
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Возрастающая роль технологического обеспечения машиностроительных производств в различных отраслях промышленности открывает новые возможности по повышению качества производимой продукции. Особое внимание в этом направлении уделяется при производстве прецизионных изделий. Потенциальные возможности числового программного управления и формообразующих подсистем современных станков не удается использовать в полной мере в связи с отсутствием достоверной информации в реальном времени о качестве процесса резания и динамического состояния технологического оборудования. Кроме того, при этом также отсутствует хорошо апробированный математический аппарат для формирования управленческих решений в автоматическом или автоматизированном режиме.
Трудности получения достоверной информации о процессе резания в реальном времени для всего спектра реализуемых гибких технологий связаны с многорежимностыо обработки, нестационарно стыо (квазистационарностыо) процесса резания, наличием нелинейных элементов в формообразующих узлах станков. В связи с этим, необходимо обеспечить исследователей, разработчиков систем управления и мониторинга современным программно-математическим комплексом, который позволил бы в реальном времени в условиях многорежимной обработки и при смене технологий в автоматизированном режиме получать достоверную информацию о качестве динамических процессов при резании. Исходя из производственных условий, качество динамического процесса, как это установлено в работе, оценивается наилучшим образом по интегральным показателям, которые характеризуют изменения динамического состояния станка и тенденцию этого изменения.
Исследования показали, что наиболее удобным с точки зрения регистрации физических процессов, протекающих при резании, и возможности применения в многономенклатурном автоматизированном производстве

— = а(Х,1)+Ъ(Х,1У (1.39)

где V - случайная функция, представляющая собой белый шум в строгом смысле.
Одним из широко используемых представлений стохастической системы в виде дифференциального уравнение, является стохастической дифференциальное уравнение Ито [10]. Это уравнение записывается в следующем виде
ск(() = а[х(/),/]с/? + ^[х(0э]^^(0 (1-40)
Также в интегральном виде уравнение Ито выглядит следующим образом
х(() - х0 +1 ах(г),тУт +1 Ьх(т), т)31¥(т) (1-41)

где <ЛТ(т) - случайный винеровский процесс. Второй интеграл в уравнении (1.41) должен представлять собой интеграл Ито. Это интеграл от произвольной функции по времени (7(У и 1¥(^ - винеровский процесс, который имеет вид
г ( п
= Пт X ^-ОИО-ГСм)] (1.42)
«-><» ( 1 = 1 /
где под щ^-Нт понимаем среднеквадратичный предел.
Также существуют условия существования и единственности уравнения (1.40) на интервале [/0,7]. Суть этих условий заключается в следующем:
1. Условие Липшица: существует АТ, такое, что
|а(х,0-а(у,0| + |К*Л)-6(.У,0| ^ Кх-у (1-43)
для всех х, у и / на интервале [/о, 7]
2. Условие роста: существует К такое, что т7е[/0,г] выполняется условие
а(х,1)2 +Ь(х,1)2 <^2(1 + |д:|2) (1.44)