Автоматизация контроля и управления технологическим процессом высокоточной обработки деталей на основе теории нечеткой логики

• Автор: Милостная, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.1 Особенности функционирования автоматизированных систем контроля и управления.

1.2 Анализ математических моделей управления точностью обработки деталей

1.2.1 Системы предельного регулирования

1.2.2 Системы оптимального управления

1.3 Анализ автоматизированных систем управления машиностроительным оборудованием и методов контроля.

1.4 Принципы построения математических моделей систем управления

1.5 Операционные системы реального времени для систем ЧПУ

1.6 Выводы.
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДАМИ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.
2.1 Математическая модель возмущающих воздействий
2.2 Математическая модель силы резания.
2.2.1 Нечеткая математическая модель прогнозирования силы резания с функцией обучения .
2.2.2 Нечеткая математическая модель коррекции режимов резания с функцией самонастройки.
2.3 Математическая модель выбора параметров управления.
2.4 Обобщенный алгоритм функционирования математической модели управления точностью обработки деталей.
2.5 Выводы.
ГЛАВА 3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
3.1 Анализ и синтез автоматизированных систем контроля и управления точностью обработки деталей
3.1.1 Синтез системы контроля и управления на основе лазерных датчиков.
3.1.2 Синтез системы управления на основе ультразвуковых датчиков.
3.1.3 Синтез системы управления на основе термопар.
3.2 Прогнозирование точности обработанных поверхностей деталей
3.3 Синтез систем управления компенсирующих смещение шпиндельных узлов
3.4 Синтез вспомогательных систем управления точностью технологического процесса
3.5 Обеспечение высокой достоверности полученных результатов от преобразователей информации.
3.6 Инженерная методика расчета параметров технологических процессов
3.7 Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ П РОЦЕССОМ ВЫСОКОТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.
4.1 Аппаратнопрограммный комплекс для проведения испытаний системы контроля и управления точностью обработки деталей.
4.1.1 Сравнительный анализ технологического процесса обработки деталей
4.2 Теоретические и экспериментальные характеристики автоматизированной системы контроля и управления тонностыо технологического процесса обработки деталей.
4.2.1 Сравнительный анализ технологического процесса обработки деталей
4.2.2 Корреляционный анализ технологического процесса обработки деталей
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем предложены в , 4, , математическая модель управления точностью обработки деталей, в , , 3, 2, методика определения параметров режима резания и возмущающих воздействий, действующих на объект управления в режиме реального времени, в , 5, , , , , 6 структурные схемы, основные принципы определения размера контролируемой поверхности детали и алгоритм функционирования АСКиУ ТП. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа содержит 8 страниц основного текста, в том числе рисунков, таблиц, список использованных источников из 6 наименований и 1 приложения на 3 страницах. Одной из наиболее характерных тенденций автоматизации современного производства является применение средств вычислительной техники для управления технологическими процессами на всех иерархических уровнях, обеспечивающих гибкость производства, высокую надежность управляющих систем. Центральное место среди всех направлений развития автоматизации технологических процессов ТП занимает задача управления точностью обработки деталей. От решения этой задачи зависит увеличение эффективности процессов обработки на станках с числовым программным управлением ЧПУ. Важной составной частью любого технологического процесса являются методы контроля хода производственного процесса и качества готовой продукции 1, 2, 3, 4. Для построения автоматизированных систем управления ТП необходимо учитывать следующие требования получение информации о протекании процесса обработки деталей с целью выявления внешних факторов, действующих на объект управления ОУ, и дальнейшего устранения этих воздействий путем внесения в управляющую программу сигналов коррекции 5, 6, 7. Следовательно, основной целью автоматизации ТП и методов их управления является непрерывное поддерживание требуемой функциональной зависимости между переменными состояниями и управляющими воздействиями в условиях воздействия ОУ с внешней средой, то есть при наличии как внутренних, так и внешний возмущающих воздействий. К ОУ приложено два типа воздействий управляющие воздействия р0 и возмущающие , состояние объекта характеризуется переменной переменные в основном являются векторными функциями 8, 9, , . ОУ 3
Рис. Изменение регулируемой величины Р0 происходит за счет управляющего воздействия л I, а также за счет возмущающего воздействия , Возмущающим называется воздействие, которое нарушает требуемую функциональную зависимость между переменными состояниями и управляющими воздействиями. Воздействия, предназначенные для компенсации влияния возмущающих воздействий или для изменения управляемой величины переменных состояний в соответствии с заданным законом, называются управляющими , , . В первом случае обслуживающий персонал, располагающий информацией о задаче управления, включается в процесс управления, но воздействует только на управляющий элемент, который через силовой элемент действует на ОУ. Во втором случае перед автоматизацией контроля стоит только задача сбора информации о состоянии объекта управления. В третьем случае автоматизированные системы управления представляют собой наиболее качественный вид автоматизации, сочетающий первые два вида. Го есть в этом случае происходит управление над ОУ без участия оператора. В процессе работы на ОУ оказывают влияние возмущающие воздействия, вследствие чего управляемая величина отклоняется от требуемого значения. Таким образом, задачей автоматизированной системы контроля и управления АСКиУ является обеспечение соответствия управляемой величины заданному значению путем передачи на объект управления необходимого управляющего воздействия , . Управление по возмущению, когда управляющее воздействие на ОУ формируется в зависимости от величины задающего воздействия и одного или нескольких внешних воздействий на него. Управление по отклонению, когда управляющее воздействие на ОУ формируется в зависимости от отклонений действительного значения управляемой координаты от заданного значения. Комбинированное управление, когда управляющее воздействие на ОУ формируется в зависимости отклонения действительного значения управляемой координаты от заданного значения и величины одного или нескольких внешних воздействий на ОУ. Управление с эталонной математической модель ЭММ, в которой требуемые свойства ОУ задаются в ЭММ.