Повышение производительности процесса резания на основе адаптивной системы с применением аппарата искусственных нейронных сетей

• Автор: Щербаков, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор систем управления процессом резания

1.1. Системы адаптивного предельного управления.

1.2. Системы адаптивного оптимального управления

1.3. Место работы в системе ЧПУ типа РСЫС.

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Система стабилизации износа режущего инструмента.

2.1. Определение состояния инструмента

2.2. Фильтрация показателей состояния инструмента.

2.3. Выбор управляемых параметров процесса резания

2.4. Выбор устройства принятия решений
2.4.1. Искусственный нейрон
2.4.2. Искусственная нейронная сеть
2.4.3. Выбор архитектуры искусственной нейронной сети
2.5. Общая архитектура системы регулирования износа режущего
инструмента.
2.6. Выводы.
Глава 3. Определение критерия оптимальности и выбор управляемых параметров
3.1. Качество обработки и производительность как управляемые
показатели технологического процесса
3.2. Структурная схема системы управления.
3.3. Критерии оптимизации режима металлообработки.
3.4. Выводы.
Глава 4. Разработка методики повышения производительности процесса резания с использованием аппарата искусственных нейронных сетей
4.1. Плоскость производственных характеристик станка
4.2. Ограничения на управляемые параметры технологического
процесса металлообработки
4.3. Определение мгновенной глубины резания
4.4. Определение состояния системы управления процессом
резания
4.4.1. Определение оптимального состояния системы
4.5. Коррекция управляемых параметров процесса резания.
4.5.1. Определение оптимального узла координатной сетки
4.5.2. Определение величин приращений управляемых
параметров
4.6. Использование теории планирования эксперимента для создания
обучающей выборки
4.7. Общая архитектура системы управления процессом
резания.
4.8. Выводы
Глава 5. Практическая реализация системы адаптивного оптимального управления
5.1. Исследование возможности применения компонентного подхода для создания системы адаптивного оптимального управления
5.2. Представление системы адаптивного оптимального управления в виде набора компонентов и их взаимодействийИЗ
5.3. Использование внешних библиотек, реализующих работу искусственных нейронных сетей.
5.4. Интеграция разработанной системы адаптивного оптимального управления в Vi.
5.5. Использование системы адаптивного оптимального управления
5.6. Выводы.
Заключение
Общие выводы по работе,
Список литературы


СосонкинаВ. Л.| и д. Мартинова Г. Теоретические и практические результаты, полученные автором, использованы в учебном процессе МГТУ «Станкин». ГЛАВА 1. Протекание любого процесса во времени в реальных условиях обусловливается действием множества факторов, влияющих на ход процесса и имеющих, как правило, случайный характер. Так детерминировать процесс, чтобы все факторы, определяющие его протекание в любой момент времени, были бы учтены заранее, невозможно. Как правило, используются статистические методы оценки влияния какого-либо фактора на протекание технологического процесса, что делает возможным предсказать поведение процесса лишь с определённой долей вероятности. Классическая схема управления процессом резания представлена на рисунке 1. Рис. Как видно из рисунка 1. Поэтому для обеспечения корректного протекания процесса резания приходилось занижать режимы резания. Чтобы обеспечить протекание процесса согласно заданным требованиям, необходимо воздействовать на процесс управления всякий раз при проявлении отклонения (или тенденции отклонения) в ходе протекания процесса. Любая система управления приводится к достаточно простой схеме. Она состоит из двух основных частей: объекта управления и управляющего устройства. В зависимости от задач, решаемых объектом управления, различны и управляющие устройства, но принципы взаимосвязей между объектом управления и управляющим устройством остаются одинаковыми для самых различных систем управления. Для того чтобы вести управление, необходима информация о состоянии объекта управления, вернее, информация о значении того показателя (или ряда показателей), по которому ведётся управление. Этот показатель (в теории управления его часто называют выходной величиной) может меняться по своему значению уже хотя бы потому, что на объект управления воздействует множество факторов, так влияющих на него, что в результате может меняться его режим, а значит, и выходная величина. Эти факторы (их называют возмущающими) изменяются по случайным законам, так что предвидеть их значение, а значит и степень их влияния не представляется возможным. Очевидно, что и выходная величина носит случайный характер и несёт в себе информацию о состоянии объекта и о ходе процесса. Эта выходная величина поступает на управляющее устройство, там перерабатывается в соответствии с определённой логикой и по тракту управления поступает в виде некоторых управляющих сигналов на объект управления. Сами управляющие посылки являются также неожиданными и потому представляют собой второй поток информации - от управляющего устройства к объекту управления. Система управления, таким образом, представляет собой некоторой замкнутый контур, в котором происходит непрерывная циркуляция информации; от объекта управления к управляющему устройству и от управляющего устройства к объекту управления. Данная ситуация представлена на рисунке 1. Рис. При выполнении обработки на станке с ЧПУ данная схема управления может быть представлена следующим образом (рис. Металлорежущий станок с ЧПУ совместно с процессом обработки и установленными на станке двигателями рабочих механизмов является объектом управления. В устройство управления входят приводы рабочих механизмов и система ЧПУ, датчики механических перемещений рабочих органов станка и режимов обработки. Рис. Системы, в которых параметры регулятора меняются вслед за изменением параметров объекта, таким образом, чтобы поведение системы в целом оставалось неизменным и соответствовало желаемому, называют адаптивными системами [], [], []. Поскольку системы адаптивного управления представляют собой комплекс, состоящий из целого ряда различных устройств, каждое из которых способно исказить информацию, при создании систем необходимо не только учитывать статические и динамические характеристики отдельных устройств, но в ряде случаев и принимать специальные меры для повышения качества работы системы в целом [], []. В классическом виде система адаптивного управления может быть представлена блок-схемой, показанной на рис. Рис.