Синтез адаптивных систем оптимального управления мехатронными станочными модулями

• Автор: Лютов, Алексей Германович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 388 с. : ил.

1.1.Общая характеристика современных и перспективных систем управления МСМ

1.2.Анализ особенностей ПР как объекта управления

1.3.Методология оптимизации систем управления ПР в условиях неопределенности

1 .Характеристика существующих подходов к синтезу систем управления ПР в условиях неопределенности

1.4.1. Методы управления динамическими системами в условиях неопределенности

1.4.2. Задачи и методы синтеза локальных подсистем управления ПР в условиях неопределенности

1.4.3. Оптимизационные методы синтеза динамических систем

1.4.4. Задачи и методы совмещенного синтеза САУ ПР

1.4.5. Задачи и методы параметрического управления ПР

1.4.6. Задачи и методы координированного управления выходными координатами ПР

1.4.7. Задачи и методы оптимизации программ управления статической оптимизации САУ ПР
1.5.Постановка задач исследования Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ОГГГИМИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПР В УСЛОВИЯХ СТРУКТУРНОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
2.1.Постановка задачи оптимизации в условиях интервальной параметрической неопределенности
2.2.Решение задачи оптимизации в условиях интервальной неопределенности
2.3.0пределение базовых передаточных функций объекта с интервальной параметрической неопределенностью
2.4. Определение компенсационной части регулятора квазиопти
мальной системы
2.5.Обеспечение устойчивости синтезируемой системы управления
2.6.Синтез квазиоптимальных интервальных систем управления
2.7.Синтез квазиоптимальных систем управления в условиях структурнопараметрической неопределенности
2.8.Исследование эффективности предложенного метода синтеза
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. СОВМЕЩЕННЫЙ СИНТЕЗ ЛОКАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПР В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
3.1.Критерий оптимизации динамических процессов с мультипликативной функцией затрат на управление
3.2.Методика оптимизации локальных систем управления с использованием функционалов с мультипликативной функцией затрат
3.3.Постановка задачи синтеза, определение структуры и начальных параметров основного контура локальной подсистемы
3.4.Приведение дифференциальных уравнений системы к эквивалентным уравнениям
3.5.Синтез контура самонастройки оптимальной локальной подсистемы управления
З.б.Исследование эффективности предложенного метода при управлении ПР
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ НЕЙРОСЕТЕВЫХ АЛГОРИТМОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПР В УСЛОВИЯХ ИНТЕРВАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
4.1.Реализация регулятора параметрического управления РПУ в нейросетевом базисе
4.2.Постановка задачи синтеза нейросетевого РПУ
4.3.Синтез регулятора параметрического управления на основе многослойной динамической нейронной сети с перекрестными связями.
4.4.Разработка процедуры обучения нейрорегулятора
4.5.Методика синтеза обобщенного настраиваемого объекта с нейросетевым РПУ
4.6.Исследование эффективности нейросетевого алгоритма параметрического управления ПР
Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА НЕЙРОСЕТЕВЫХ АЛГОРИТМОВ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМИ КООРДИНАТАМИ ПР
5.1.Координированное управление однотипными локальными подсистемами
5.2.Нейросетевые алгоритмы коордированного управления
5.3.Координированное управление неоднотипными локальными подсистемами
5.4.Примеры синтеза координированного управления для неоднотипных подсистем
Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ПР НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
6.1.Постановка задачи экстремального управления процессом резания
6.2.Разработка модели знаний о ПР
6.3.Идентификация обучение модели знаний о ПР
6.4.Разработка структуры системы экстремального управления ПР
б.З.Исследование эффективности разработанных алгоритмов
Выводы по шестой главе
ГЛАВА 7. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ПР
7.1.Реализация разработанных алгоритмов управления на базе микропроцессорных УЧПУ типа СЫС
7.1.1. Определение задач и места ПАУ в ПО УЧПУ
7.1.2. Разработка структуры данных и процедур ПАУ
7.2.Реализация микропроцессорной САУ процессом резания на базе УЧПУ типа СМС 2РМ
7.2.1. Определение функций ПАУ и организация связи с базовым
ПМО УЧПУ 2РМ
7.2.2. Разработка алгоритмов и организация выполнения быстрой задачи ПАУ
7.2.3. Разработка алгоритмов и организация выполнения медленной основной задачи ПАУ
7.2.4. Разработка алгоритмов формирования управляющих воздействий локальных подсистем скоростью резания и подачей инструмента
7.2.5. Разработка алгоритма регулятора основного контура САУПР
7.2.6. Микропроцессорная САУ ПР для управления токарным
станком ТЛ на базе устройства ЧПУ 2РМ
7.3.Выбор и обоснование технических средств для реализации интеллектуальных алгоритмов управления ПР
Выводы по седьмой главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Чернышева, РПО Электромеханика, ЛНПО Электронмаш, ОАО САВМА, ФГУП УАП Гидравлика, ОАО УМПО, ОАО СтерлитамакМ. Т.Е. МСМ. Кроме этого, материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс в Уфимском государственном авиационном техническом университете, где используются при чтении соответствующих курсов лекций в частности, по направлению Автоматизация и управление и специальности Автоматизация технологических процессов и производств, в курсовом и дипломном проектировании. Результаты диссертационной работы нашли отражение при написании монографии, изданной в МАИ, а также учебного пособия с грифом Министерства образования РФ, изданного в УГАТУ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных, всероссийских, региональных научнотехнических конференциях, симпозиумах и семинарах с по г. Уфа, Проблемы внедрения достижений научнотехнического процесса в области автоматизации и механизации производственных процессов Уфа, Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств Тольятти, Физическая оптимизация, управление и контроль процессов обработки резанием Уфа, Оптимальная температура основа современной теории и практики механообработки Уфа, Конструкторскотехнологическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий Москва, Разработка и внедрение автоматических производственных систем Севастополь, Опыт эксплуатации станков с ЧПУ и средств их оснащения Севастополь, Физическая оптимизация, управление и контроль процессов обработки резанием Уфа, Технологические проблемы производства летательных аппаратов и двигателей Казань, Технология и оборудование современного машиностроения Уфа, Модели механики сплошной среды С Петербург, Информационные и кибернетические системы управления и их элементы Уфа, Технология и оборудование современного машиностроения Уфа, Проблемы авиации и космонавтики и роль ученых в их решении Уфа, Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве Н. Новгород, Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов Рыбинск, Интеллектуальное управление в сложных системах Уфа, Новые технологии управления движением технических объектов Новочеркасск, Проблемы трансфера технологий УфаПатрас, Технологии третьего тысячелетия С. Петербург, Аэрокосмичекие технологии образование на рубеже веков Рыбинск, Системный анализ в проектировании и управлении С. Мехатроника, автоматизация, управление Уфа, выездном заседании головного совета Машиностроение МО РФ Уфа, . По теме диссертации опубликовано работ, в том числе 1 монография, 1 учебное пособие с грифом Министерства образования РФ, статьи, 5 научнотехнических отчетов. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений, изложенных на 8 страницах и содержит рисунков, таблиц, библиографический список из 5 наименований. Во введении обосновывается актуальность исследуемой проблемы синтеза адаптивных систем оптимального управления МСМ и повышения эффективности управления ПР в условиях неопределенности, формулируется цель и задачи диссертационной работы, дается краткая характеристика ее основных разделов и полученных результатов. В первой главе дается общая характеристика современных и перспективных систем управления МСМ. Рассматриваются особенности ПР как объектов управления, выявляются основные факторы, оказывающие влияние на показатели качества и эффективности САУ ПР. Проведен анализ существующих подходов к синтезу САУ ПР в условиях неопределенности. Показывается, что одной из наиболее существенных проблем при построении высококачественных систем управления ПР является неопределенность характеристик объекта управления и внешних воздействий, обусловленных такими факторами, как изменение режимов работы оборудования, нестабильность характеристик материала заготовок и режущего инструмента, нестабильность характеристик и износ оборудования, износ режущего инструмента и т. Излагаются общие принципы построения многорежимных многоканальных САУ ПР в классе многоуровневых систем.