- •Курс лекций по дисциплине: «Теория автоматического управления»
- •Динамическая система станка и ее основные элементы
- •Основные понятия и определения
- •Режимы работы системы
- •Обобщенная функциональная схема системы автоматического управления
- •Принципы управления
- •Классификация сау
- •Классификация саУпо свойствам в установившемся режиме.
- •Классификация сау по характеру внутренних динамических процессов
- •Классификация по виду внешних воздействий
- •Математическое описание линейных систем.
- •Статика систем управления
- •Динамика систем управления
- •Способы линеаризации систем автоматического управления
- •Операторный метод в тау
- •Основные свойства операторных преобразований, на примере оператора Лапласа.
- •Уравнение динамики в операторной форме
- •Уравнение динамики в стандартной форме
- •Типовые воздействия в тау
- •Частотные характеристики
- •Амплитудно-фазовая частотная характеристика
- •Логарифмические частотные характеристики.
- •Виды соединения систем. Правила преобразования структурных схем
- •Типовые динамические звенья.
- •Позиционные звенья
- •Механический колебательный контур
- •Интегрирующие звенья
- •Дифференцирующие звенья
- •Процесс резания как динамическое звено сау
- •Технические средства тау
- •Устойчивость линейных систем автоматического управления
- •Критерии устойчивости
- •Критерии Гурвица
- •Критерий Рауса
- •Частотные критерии устойчивости
- •Критерий Михайлова
- •Критерии Найквиста
- •Запасы устойчивости
- •Определение запасов устойчивости при лчх
- •Суждение об устойчивости систем по их структурной схеме
- •Управляемость и наблюдаемость систем автоматического управления.
- •Качества процесса управления Качество. Прямые и косвенные оценки качества
- •Прямые оценки качества переходного процесса
- •Косвенные оценки качества
- •Синтез систем ау
- •Применение обратных связей для улучшения динамических свойств системы
- •Применение лчх для синтеза сау
- •Применение лчх для синтеза.
- •Синтез систем с использованием лачх при последовательной коррекции
- •Синтез систем с помощью лачх при параллельной коррекции
- •Линейные импульсные системы Типы и основные элементы импульсных систем
- •Дискретное преобразование Лапласа.
- •Общая схема цифровых систем
- •Чпу станками. Системы чпу
- •Интерполяторы и их функции
- •Классификация систем чпу
- •Адаптивное управление технологическими процессами
- •Выбор источника информации по протеканию процесса
- •Управление точностью, за счет изменения размера статической настройки
- •Управление динамической настройкой станка
- •Управление износом инструмента
- •Нелинейные системы
- •Типовые однозначные нелинейности
- •Типовые неоднозначные
- •Фазовые методы исследования нелинейных систем
- •Виды особых точек
- •Автоколебательный режим
Дискретное преобразование Лапласа.
Z – преобразование
Преобразование по Лапласу для импульсной функции
Т – период чередования импульсов
S – комплексная переменная
Введем: , тогда
Следовательно: 12.5
12.5’
Это математическое преобразование импульсной функции, которая называется Z-преобразованием.
Применение Z-преобразования позволяет ввести понятие Z-передаточной функции импульсной системы, как отношение Z-изображений выходного и входного сигнала системы, таким образом Z-передаточная функция является аналогом передаточной функции непрерывной системы в применении к импульсным системам. Использование Z-преобразования позволяет выполнять анализ импульсных систем, используя методы, разработанные для непрерывных систем.
12.6
В этих условиях к импульсным системам, так же применимы понятия критерий устойчивости и ЛЧХ.
Использование аппарата Z-преобразования позволяет так же анализировать свойства нелинейных импульсных систем.
Общая схема цифровых систем
С динамической точки зрения цифровая система представляет из себя сочетание группы непрерывных элементов с установками позволяющими преобразовывать непрерывный сигнал в дискретный и наоборот.
Преобразователь непрерывного сигнала в дискретный представляет из себя устройство, состоящее из многоуровнего элемента, осуществляющего преобразования непрерывного сигнала на входе в непрерывный ступенчатый сигнал на выходе, а так же идеальный импульсный элемент.
Преобразователь дискретного сигнала в постоянный – это многоуровневый преобразователь с фиксатором нулевого порядка, таким образом представленная схема превращается в:
- формирователь непрерывного сигнала системы.
Поскольку формирователь создает непрерывный ступенчатый сигнал, он может быть отнесен к непрерывной части системы.
- приведенная непрерывная часть системы.
При использовании современных многозарядных импульсных элементов, эффектом квантования по уровню можно пренебречь. В этих условиях цифровая система может с достаточной точностью рассматриваться, как система с АИМ.
Чпу станками. Системы чпу
В современном станкостроении и Ме-обработке широко применяются системы, в которых величина каждого хода исполнительного органа задается с помощью чисел – это системы ЧПУ. Каждой единице информации, в такой системе, соответствует дискретное перемещение исполнительного органа на определенную величину, эта величина называется разрешающей способностью или ценой импульса.
В определенных пределах исполнительный орган можно переместить на любую величину, кратную цене импульса, требуемое количество импульсов .
Число импульсов N записывают в определенной системе кодирования на носителе информации. Число N является программой определяющей величину размерной информации.
Под ЧПУ станков понимают, управление по программе заданной алфавитно-цифровым кодом, движением исполнительного органа станка скоростью его перемещения последовательностью цикла обработки, режимом резания и некоторыми дополнительными вспомогательными функциями.
Система ЧПУ это совокупность специальных устройств, методов и средств для реализации ЧПУ станком. Устройство ЧПУ (УЧПУ) – это часть системы ЧПУ, предназначенная для выдачи управляющих воздействий исполнительным органом станка в соответствии с управляющей программой (УП).
Обобщенная схема системы ЧПУ.
ЧД – чертеж детали
СПП – система подготовки программы
СТП – система технологической подготовки
СУ – считывающее устройство
ЦМ 1, 2, 3 – целевые механизмы
ДОС 1, 2, 3 – датчики обратной связи
Конкретный вид системы ЧПУ зависит от вида программы носителя, способа кодирования информации и метода её передачи.
УЧПУ размещают, либо рядом со станком, либо непосредственно на станке, в виде пультов. Двигатели приводов подач станков с ЧПУ имеют специальную конструкцию, они работают с конкретными устройствами ЧПУ и являются неотъемлемой частью таких устройств.
Управляющие программы и способы их записи.
Все данные, необходимые для обработки заготовки УЧПУ, получают из управляющей программы, в которой содержится два вида информации: геометрическое и технологическое. Геометрическая информация содержит координаты опорных точек, через которые должна проходить траектория движения инструмента; технологическая информация содержит сведения о скоростях, подачах, номерах используемого инструмента. УП записывается на программоносителе, а в оперативных системах ЧПУ её вводят непосредственно с пульта станка.
Различают два вида записи УП: декодированное и кодированное. В случае декодированной записи, информация о необходимом перемещении записывается в виде соответствующего числа единиц записи. При кодированной записи, информация о требуемых перемещениях исполнительных органов, записывается в алфавитно-цифровом виде.
Преимущества систем с кодированным:
Малый объем программо носителя
Удобство хранения
Отсутствие ограничений на число и содержание технологических команд
Длина программы зависит не от длительности обработки детали, а от сложности её конфигурации и других факторов, влияющих на характер траектории перемещения инструментов
Возможна корректировка УП с пульта УЧПУ