Разработка алгоритмов и систем стабилизации процесса копировального шлифования на основе принципа локализации

• Автор: Мучкин, Владислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 227 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Анализ проблемы управления копировальным шлифованием

и постановка задач исследования II

1.1. Погрешности при обработке криволинейных деталей. II

1.2. Управление формообразованием.

1.3. Управление упругими перемещениями .

1.4. Возможности станков с числоеым программным управлением

1.5. Принципы управления нестационарными объектами. .

1.5.1. Адаптивное управление .

1.5.2. Системы эквивалентные адаптивным.

1.5.3. Принцип локализации и управление по векто
ру скорости .
1.6. Постановка задач исследования .
2. Математическое описание технологического объекта. . .
2.1. Конструкция гидрокопироЕального станка
2.2. Структурная схема контура ограничения ошибки . .
2.3. Математическая модель привода задающей подачи. .
2.4. Математическая модель гидравлической следящей системы
2.5. Структурная схема контура стабилизации мощности.
2.6. Обоснование Еыбора мощности привода главного движения в качестве управляемой величины
2.7. Математическая модель привода главного движения.
2.8. Математическая модель процесса шлифования. .
2.9. Выводы.
3. Синтез непрерывной системы управления
3.1. Синтез регулятора контура мощности .
3.1.1. Свойства закона управления по старшей
ПРОИЗЕОДНОЙ
3.1.2. Преобразование уравнений объекта управления к каноническому еиду
3.1.3. Выбор уравнения желаемых .динамических СЕОЙОТЕ.
3.1.4. Разделение движений в оистеме управления по старшей производной на основе метода интегральных многообразий
3.1.5. Разделение движений по корням характеристического уравнения замкнутой системы . .
3.1.6. Расчет регулятора мощности при управлении
по п. й производной
3.1.7. Раочет регулятора при управлении по
И. производной
3.1.8. Расчет регулятора сбыстрыми корнями желаемого уравнения
3.1.9. Раочет регулятора при учете запаздывания.
3.2. Синтез регулятора контура ограничения ошибки . .
3.3. Разработка структур системы управления двумя выходными величинами
3.3.1. Обсуждение задачи управления .
3.3.2. Система управления с переключением
контуров
3.3.3. Система управления с регулировкой уровня ограничения.
3.4. Выеоды.
4. Синтез дискретной системы управления на основе принципа
локализации
4.1. Анализ особенностей дискретной системы управления. НО
4.2. Дискретная модель объекта управления
4.3. Анализ дискретной системы при малыхТ.
4.3.1. Влияние числителя дискретной передаточной функции объекта управления
4.3.2. Коррекция дискретного контура локализации.
4.4. Анализ дискретной системы управления методом
разделения движений .
4.4.1. Области расположения корней разнотемповой дискретной системы
4.4.2. Преобразование характеристического уравнения дискретной системы и разделение
движений.
4.4.3. Последовательность расчета дискретного регулятора.
4.4.4. Результаты моделирования дискретной системы управления на основе принципа локализации .
4.5. Учет неидеальностей в реальной системе прямого
цифрового управления
4.5.1. Влияние малых инерционностей объекта управления.
4.5.2. Влияние запаздывания .
4.5.3. Сценка влияния погрешностей вычисления и квантования по уровню .
4.5.4. Частотные характеристики прогнозирующего фильтра. Влияние помех
4.6. Выводы.
5. Разработка и экспериментальные исследования САУ
процессом копировального шлифования .
5.1. Способ измерения актишой мощности.
5.2. Описание электричеокой части сиотемы
управления.
5.3. Экспериментальные исследования САУ на гидро
копи роЕальном станке .
5.3.1. Исследование контура ограничения ошибки.
5.3.2. Исследование контура стабилизации
мощное ти
5.3.3. Исследование двухконтурной системы . . .
5.3.4. Сценка елияяия автоматического управления на точность и производительность шлифования кулачков
Заключение
Список литературы


Иногда попользуются приближенные методы коррекции программы 9, задающей траекторию ДЕйжения инструмента, с целью компенсации составляющих погрешности от упругих деформаций и динамических погрешностей исполнительных органов подачи. При таком подходе достоверность расчетов определяется точностью технологических формул и точностью определения априорных данных. Реализация программ коррекции в наиболее общем Еиде часто затруднена необходимостью решения сложной нелинейной задачи. С появлением микроЭВМ и микропроцессоров возможности систем ЧПУ расширились на столько, что в них стали встраивать адаптиЕНые алгоритмы управления ,0,6,3. ЧПУ шлифовальных стэнкое имеют ряд особенностей обусловленных большой зависимостью режимов резания от многочисленных факторов. Высокие требования к точности и качеству обработки, большое разнообразие технологических требований явились причиной того, что оистемы ЧПУ здесь стали применяться значительно позже. Известны е настоящее время системы ЧПУ для процессов врезного круглого шлифования 0,0,3. В адаптивной системе, описанной в 3, реализован алгоритм вычисления нестационарного коэффициента режущей способности шлифовального круга с целью изменения параметров регулятора в зависимости от его величины. Подобный принцип адаптации применен в серии станкоЕ шлифовальной группы с ЧПУ, разработанных в ЭНИМСе ,5. Е том числе системы ЧПУ со свободным программированием алгоритмов на основе микроЭВМ 8. Разработанный фирмой ТоуЛа программируемый командоаппарат может быть использоЕан на шлифовальных станках для обработки деталей типа коленчатых Балов, кулачкоЕ, поршней. Применение е адаптивных системах ЭВМ позволяет существенно расширить и усложнить алгоритмы предельного регулирования без значительного увеличения затрат и необходимости в специальной аппаратуре. Особенно эффективна реализация алгоритмов адаптивного управления е системах ЧПУ станков от встроенной миниЭВМ система С С . Однако е некоторых работах 0, отмечается, что несмотря на простоту идеи адаптивного управления реализация ее затруднена изза ряда еще не решенных проблем. Зная динамические свойстЕа технологического объекта, нужно разработать адекватные им эффективные алгоритмы управления, обладающие одновременно простотой в реализации, позволяющие избежать вычисления сложных функций и применения нелинейных операций. Проблема управления в условиях неполной информации об объекте породила класс сиотем, называемых самонастраивающимися или адаптивными ,,,,2,3,0,9. Характерной чертой этих систем является наличие двух контуров ооноеного, выполняющего задачу управления еыходными координатами, и вспомогательного контура адаптации, осуществляющего подстройку параметров регулятора с целью стабилизации динамических характеристик системы. Закон управления формируется как функция измеряемых координат у. С Ру,Ц 1. Вместе с этим разрабатываются и находят применение е сложных автоматизированных системах и непараметричеокие методы адаптации ,. Адаптивные системы пригодны для управления широким кругом процессов при значительной априорной и текущей неопределенности структуры, параметров объектов и возмущений. Однако получаемые структуры систем управления даже в простейших случаях на столько сложны, что возможность их аналитического исследования становится достаточно проблематичной 2,0. В этих условиях применяются методы моделирования, приводящие к итерационным процедурам проектирования. Реализация адаптивных систем управления значительно облегчилась с появлением современных средств вычислительной техники. Основным ограничением на применимость адаптивных регуляторов является скорость изменения параметров объекта. При высокой скорости контур самонаотройки не успевает отслеживать изменение параметров, что приводит к неработоспособности системы 9. Сложность реализации адаптивных систем и ограничения по скорооти адаптации делают нецелесообразным их применение для управления процессом копировального шлифования. Для управления более простыми техническими объектами, структура которых заранее известна и заданы границы изменения переменных параметров, целесообразно применять системы, близкие по своим свойствам к адаптивным.