Алгоритмы логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки в условиях неопределенности

• Автор: Зарипов, Альберт Рифович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Оглавление

Список основных сокращений

Введение.
1. Современное состояние автоматического управления процессом механообработки деталей

1.1. Особенности и задачи управления процессом механообработки

1.2. Особенности нестационарности и неопределенности процесса резания

1.3. Параметры качества управления процессом резания.

1.3.1. Особенности управления силой резания

1.3.2. Особенности управления температурой резания.

1.3.3. Требования к датчикам информационноизмерительной системы технологического процесса.

1.4. Анализ методов управления процессом резания.

1.5. Концепция применения логического управления режимами резания
1.6. Выводы и результаты по главе
2. Методика синтеза алгоритмов управления режимами процесса механообработки
2.1. Основные принципы перехода к логическому управлению.
2.2. Методика синтеза алгоритма управления режимами резания
2.3. Задача взаимодействия контуров управления силой и температурой резания
2.4. Представление алгоритма ситуационного управления моделями теории конечных автоматов.
2.5. Выводы и результаты по главе
3. Синтез алгоритмов логического управления температурно
силовыми режимами процесса механообработки.
3.1. Синтез алгоритма управления температурой резания
3.1.1. Логический блок управления
3.1.2. Параметрический блок управления.
3.1.3. Диаграмма переходов для блока логического управления по температуре резания.
3.2. Синтез алгоритма логического управления силой резания.
3.2.1. Логический блок управления
3.2.2. Параметрический блок управления.
3.2.3. Диаграмма переходов для блока логического управления по силе резания
3.3. Задача двухпараметрического управления
3.4. Выводы и результаты по главе
4. Численное моделирование работы алгоритмов логического управления
4.1. Система логического управления температурносиловым режимом процесса резания и основные его подсистемы.
4.1.1. Синтез подсистемы управления температурой резания.
4.1.2. Синтез подсистемы управления силой резания
4.2. Сравнительный анализ работы систем управления.
4.3. Результаты численного моделирования.
4.3.1. Моделирование при ступенчатом возмущении
4.3.2. Моделирование нарастающего возмущения.
4.3.3. Моделирование режима прерывистого резания.
4.4. Выводы и результаты по главе
Заключение.
Список литературы


Основным инструментом разрабатываемой методики синтеза является теория конечных автоматов, как средство представления работы дискретных устройств, как средство, позволяющее осуществить описание в доступной графи-чески-визуальной форме с дальнейшей реализацией в виде программы. Таким образом, разработка методики синтеза алгоритмов логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки в условиях неопределенности позволит решить актуальную проблему, имеющую важнейшее научное как теоретическое, так и практическое значение, позволяющее перейти на новый принципиальный уровень управления ПР. Решаемые в диссертации вопросы являются составной частью исследований, проводимых кафедрой автоматизации технологических процессов (АТП) Уфимского государственного авиационного технического университета в рамках проекта РФФИ № АТ-ТСГФ. Цслыо работы является разработка алгоритмов логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки в условиях неопределенности, обеспечивающих в реальном масштабе времени управление для формирования требуемых эксплуатационных свойств обрабатываемых поверхностей. Разработать методику синтеза алгоритмов логического управления процесса механообработки при обработке деталей в условиях неопределенности. Разработать модели и алгоритмы управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки при раздельном и взаимосвязанном управлении в классе логических алгоритмов управления. Оценить эффективность работы разработанных алгоритмов логического управления температурно-силовым режимом процесса механообработки на основе математического моделирования. Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, теории автоматического управления, дискретной математики, теории резания, теории конечных автоматов. Методика синтеза алгоритмов логического управления, в основу которого заложены элементы теории конечных автоматов, реализующие разработанный алгоритм взаимодействия различных управляющих и управляемых параметров. Модели и алгоритмы взаимосвязанного логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки в условиях неопределенности. Анализ результатов математического моделирования работы алгоритмов логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки и рекомендации по их использованию. Новизна методики синтеза алгоритмов управления процессом механообработки заключается в представлении технологических параметров в интервальных шкалах, что позволяет описать технологический процесс резания через конечно-автоматные модели, обеспечивающий управление режимами работы станочной системы в реальном масштабе времени. Новизна разработанных моделей систем логического управления по температуре и силе резания заключается в использовании ситуационного управления, оперирующего понятием «состояние» и возможностью формирования управляющего воздействия, позволяющего в условиях неопределенности процесса резания, связанных с изменением во времени физико-химических свойств материала детали и инструмента, обеспечить требуемое качество и точность обрабатываемой поверхности. Новизна алгоритмов логического управления температурно-силовыми режимами процесса механообработки заключается в идентификации его текущего состояния и оперативного управления этим процессом, позволяющего обеспечить требуемое качество обрабатываемой поверхности изготавливаемых деталей. Разработанная методика' синтеза алгоритмов логического управления позволит обеспечить формирование требуемого температурно-силового режима, влияющего на качество обработанной поверхности изготавливаемых деталей. Предложенные алгоритмы автоматического управления позволят обеспечить требуемое быстродействие системы управления многосвязным объектом по каналу температуры и силы резания, отражающееся на качестве и точности обработки. Результаты моделирования, в ходе которого определены области и условия эффективного применения алгоритмов логического управления в процессе механообработки в металлорежущих станочных системах.