И.А. Штефан Компьютерное управление

30

~I

~I

(i −1) +

α∆x

I

(i);

x

= x

∆x

I

~I

(i −1);

(i) = x(i) − x

~II

~II

(i)

II

I

(i

−1));

∆x0

= ∆x0

(i −1) +α(∆x

(i) −∆x0

~II

~I

~II

(i);

x

(i) = x

(i) +∆x0

∆x

II

(i)

= ∆x

I

~II

(i) −∆x0

(i −1);

~III

~III

(i −1) +α{∆x

II

III

∆x0

(i) = ∆x0

(i) −∆x0

(i −1)};

~III

~II

~III

(i);

x

(i) = x

(i) +∆x0

~III

α

~II

~III

∆x0

(i) =

[2β∆x0

(i)

+(4 −3α)∆x0 (i)];

2β2∆t

~III

α2

~III

(3.19)

δx

(i)

=

∆x0

(i),

2

2

β

∆t

∆x

III

(i)

~ III

(i)

2

~III

(i)

∆x 0

α

δx

ЭСI

β2∆t2

~I

4-3α

(i)

∆xI (i)

ЭСI

∆x0

2β

α

~III

(i)

∆x

2β2∆t

x(i)

~I

(i)

~III

ЭСI

x

(i)

x

~II

(i)

x

~I

(i)

x

Рис. 3.3. Схема фильтра ЭСIII слоистой структуры

31

Начальные условия для фильтра ЭСIII слоистой структуры определяют на основе выражений

~I

(10) = S(10) −

β

∆t∆S(10)

+

β

(1+ β)

2

x

α

2α2

∆t δS(10);

~III

(10) =

β

∆t∆S(10) +

β(1+3β)

2

(3.20)

∆x0

α

2α2

∆t δS(10);

~III

(10) =

β

2

2

∆x0

α

2

∆t

δS(10).

3.Оценить качество сглаживания исходного сигнала фильтрами ЭСII и ЭСIII слоистой структуры на основе оценок (3.8), (3.10), (3.11), (3.12). Сделать вывод о влиянии числа слоев фильтра на качества сглаживания сигнала.

4.Построить временные ряды исходного и полезного сигналов, а также сглаженных сигналов фильтрами ЭСI, ЭСII, ЭСIII на одном рисунке.

3.5.Оформление контрольной работы

В пояснительной записке приводят таблицы расчета всех оценок качества сглаживания и сглаженные значения оценок сигнала, скорости и ускорения его изменения, получаемые на ЭВМ с помощью Microsoft Excel по различным фильтрам, а также графики оценок сглаживания и временные ряды исходного и полезного сигналов, а также сглаженных сигналов. При оформлении контрольной работы обязательно указывается вариант контрольной работы, цель исследования в каждой задаче, выводы по каждой задаче и список используемой литературы.

4.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

4.1.Основная литература

1.Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. - М.:

Мир, 1984. – 541 с.

2.Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер.с англ. - М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.

32

3.Острем К. Системы управления с ЭВМ / К. Острем, Б. Виттенмарк: Пер.с англ. - М.: Мир, 1987. – 480 с.

4.Теория автоматического управления: Учеб. для машиностр. спец. вузов / В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов, Ю.М. Соломенцев, Н.М. Султан-Заде, А.Г. Схиртладзе; Под ред.Ю.М. Соломен-

цева – 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1999. – 268 с.

5.Микропроцессорное управление электроприводами станков с ЧПУ / Э.Л. Тихомиров, В.В. Васильев, Б.Г. Коровин, В.А. Яковлев. - М.: Машиностроение, 1990. – 320 с.

6.Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием. – М.: Машиностроение, 1991. – 512 с.

7.Палк К.И. Системы управления механической обработкой на станках. - Л.: Машиностроение, 1984. – 215 с.

4.2.Дополнительная литература

8.Восстановительно-прогнозирующие системы управления: Учеб. пособие / В.П. Авдеев, В.Я. Карташов, Л.П. Мышляев, А.А. Ершов. - Кемеров. гос. ун-т. - Кемерово, 1984. – 90 с.

9.Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы: Учеб. пособие / В.В. Солодовников, В.Г. Коньков, В.Д. Суханов, О.В. Шевяков; Под ред. В.В. Солодовникова. -

М.: Высш. шк., 1991. – 225 с.

10.Плютто В.П. Практикум по теории автоматического управления химико–технологическими процессами. Цифровые системы: Учеб. пособие / В.П. Плютто, В.А. Путинцев, В.М. Глумов. – М.: Химия, 1989. – 168 с.

11.Островлянчик В.Ю. Автоматический электропривод постоянного тока горнометаллургического производства. - Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1997. – 383 с.

12.Авдеев В.П. Натурно-математическое моделирование в системах управления: Учеб. пособие / В.П. Авдеев, С.Р. Зельцер, В.Я. Карташов, С.Ф. Киселев. – Кемеров. гос. ун-т. – Кемерово, 1987. – 84 с.

13.Фритч В. Применение микропроцессоров в системах управле-

ния: Пер. с нем. - М.: Мир, 1984. – 464 с.

14.Дядюков А.Н. Адаптивные системы сбора и передачи информации. Основы теории / А.Н. Дядюков, Ю.А. Онищенко, А.И. Сенин. - М. Машиностроение, 1988. – 288 с.

33

15.Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. - М.: Высш.

шк., 1989. – 320 с.

16.Подлипенский В.С. Элементы и устройства автоматики: Учеб. для вузов / В.С. Подлипенский, Ю.А. Сабинин, Л.Ю. Юрчук; Под ред. Ю.А. Сабинина. - СПб.: Политехника, 1995. – 477 с.

17.Проектирование специализированных информационновычислительных систем: Учеб. пособие / Ю.М. Смирнов, Г.Н. Воробьев, Е.С. Потапов, В.В. Сюзев; Под.ред. Ю.М. Смирнова - М.: Высш.

шк., 1984. - 359 с.

18.Бендат Дж. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ.

/Дж. Бендат, А. Пирсол. - М.: Мир, 1989. – 540 с.

19.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1986.-512 с.

20.Грибанов Ю.И. Погрешности и параметры спектральнокорреляционного анализа / Ю.И. Грибанов, В.Л. Мальков. – М.: Радио и связь, 1984.- 160 с.

21.Карташев В.Г. Основы теории дискретных сигналов и цифровых фильтров. – М.: Высш. шк., 1982.-109 с.

22.Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов. – М.: Информатика и компьютеры, 1999. – 330 с.

23.Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. – Л.: Энергоатомиздат., 1985. – 248 с.

24.Прангишвили И.В. Микропроцессоры и локальные сети микро ЭВМ в распределенных системах управления. – М.: Энергоатомиз-

дат,1985. – 272 с.

25.Голант А.И. Системы цифрового управления в химической промышленности / А.И. Голант, Л.С. Альперович, В.М.Васин. – М.:

Химия,1985. – 256 с.

26.Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов. – Л.: Энергоатомиздат; Ленингр. отд-ние, 1990. – 192 с.

27.Гусев И.Т. Устройства числового программного управления: Учеб пособие для вузов / И.Т. Гусев, В.Г. Елисеев, А.А. Маслов. – М.:

Высш. шк., 1986. – 296 с.

28.Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства / Пер. с англ.

– М.: Машиностроение, 1989. – 488 с.

29.Островский М.Я. Системы управления оборудованием гибких производственных систем: Учеб. пособие / М.Я. Островский, В.М. Тисенко, А.И. Федотов. - Л.: Изд-во ЛПИ, 1986. – 88 с.

34

30.Волчкевич Л.И. Комплексная автоматизация производства / Л.И. Волчкевич, М.П. Ковалев, Н.М. Кузнецов. – М.: Машиностроение, 1983. – 269 с.

31.Башарин А.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ: Учеб. пособие для вузов / А.В. Башарин, Ю.В. Постников. – Л. Энергоатомиздат; Ленингр. отд-ние, 1990. – 512 с.

32.Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: Практ. Пособие: В 14 кн. Кн. 14. Современный электропривод станков с ЧПУ и промышленных роботов / О.П. Михайлов, Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев; Под. ред. Б.И. Черпакова. –

М.: Высш. шк., 1989. – 111 с.

4.3.Перечень методических указаний по проведению практических занятий

1.Расчет позиционных систем ЧПУ: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Управление процессами и объектами в машиностроении» для студентов направления подготовки 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» / Сост: И.А. Штефан, И.А. Хуснутдинов, И.В. Чичерин; Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 1999. – 14 с.

2.Натурно-математическое моделирование систем управления: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Проектирование систем управления» для студентов направления подготовки 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» / Сост: И.А. Штефан, И.В. Чичерин, А.Н. Голованенко; Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2000. – 12 с.

35

СОДЕРЖАНИЕ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ...................................................................................	1
1. ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО
В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ...........................................................................	1
1.1. Цель преподавания дисциплины..........................................................	1
1.2. Задачи изучения дисциплины...............................................................	1

1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения

данной дисциплины......................................................................................

1

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ЕЕ ИЗУЧЕНИЮ.....................................................................................	2
2.1. Введение.................................................................................................	2
2.2. Приобъектная измерительная подсистема..........................................	3
2.3. Оценивающая подсистема....................................................................	5
2.4. Регулирующая и задающая подсистемы .............................................	9
2.5. Исполнительная подсистема...............................................................	13
2.6. Практические занятия, их наименование и объем в часах...............	15
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ .......................................................................	15
3.1. Цель работы..........................................................................................	15
3.2. Выбор варианта контрольной работы................................................	15
3.3. Методические указания.......................................................................	16
3.4. Порядок выполнения контрольной работы.......................................	16
3.5. Оформление контрольной работы .....................................................	31
4. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................	31
4.1. Основная литература...........................................................................	31
4.2. Дополнительная литература...............................................................	32

4.3. Перечень методических указаний по проведению	практических
занятий.........................................................................................................	34

36

Составители

Иван Адольфович Штефан Виктор Иванович Штефан

КОМПЬЮТЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 210200 – «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)»

Редактор Е.Л.Наркевич

ИД № 06536 от 16.01.02.

Подписано в печать16.12.02. Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,1 Тираж 60 экз. Заказ ГУ Кузбасский государственный технический университет.

650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет.

650099, Кемерово, ул. Д.Бедного, 4 а.