- •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
Выбор источника информации по протеканию процесса
Требования источников информации:
Комплексность
Непрерывность информации
Минимальное время запаздывания
Для того чтобы судить о фактическом протекании процесса, необходимо использовать физические величины, связанные с характеристиками процесса. Эти величины называются, переменные состояния, это могут быть:
силовые характеристики: N – мощность; P – сила резания; М – крутящий момент.
Величины, характеризующие точность работы: - точность
- упругие перемещения в технологической системе
в зоне резания -
Уровень вибрации: A, f
- вектор состояния
На характер протекания процесса влияют внешние возмущения. Основными возмущающими факторами являются:
Колебание припусков (непостоянство размеров исходной заготовки) – Z;
Непостоянство твердости заготовки – НВ;
Переменная жесткость технологической системы -
Износ инструмента - и т.д.
Вектор возмущения: .
Для организации управления ходом протекания технологического процесса, используются переменные управления, в качестве которых чаще всего используют:
Скорость подачи: S
Скорость вращения:
Размер статической установки: Ас
Изменение жесткости технологической системы: j
Угла в плане:
Введение вибрации: А
Запишем это все в виде вектора управления – U.
В соответствии с требованиями, которые предъявляют к рез-м обработки и возможностями технологического оборудования на переменные состояния Т и переменные управления U, накладываются ограничения. При черновой обработке эти ограничения связаны с: силовыми характеристиками процесса по условию прочности оборудования или его технологическими возможностями.
При организации управления, с использованием адаптивных систем, обычно выбирается главная переменная управления, за счет которой достигается основное регулирование процесса. При этом переменная управления должна быть выражена через переменные состояния, регистрируемые в ходе технологического процесса. Таких состояний может быть несколько. Пример:
;
Если при достижении допустимого значения мощности другие переменные состояния выходят на предельно допустимый уровень, то переменную направления назначают из предельно допустимого её значения. В этом случае значение становится постоянной величиной. А min значение переменной могут быть обусловлены возможностью протекания процесса (например: возможностью стружкообразования), в этом случае при достижении предельного значения, она также будет оставаться неизменно постоянной, обеспечивающей данное условие.
Управление точностью, за счет изменения размера статической настройки
В процессе обработки возникает неизбежное нарушение взаимного положения заготовки и инструмента, достигнутой в ходе статической настройки оборудования. Для восстановления их относительного положения в адаптивных системах, часто предусматривается принудительное смещение инструмента или заготовки.
Ас – управляющая величина.
Система двух контурная для систематических и случайных факторов.
В случае, когда преобладающим явлением систематически действующий фактор (упругие перемещения), адаптивное управление может быть построено по принципу одноконтурной системы, без использования датчика обратной связи.
Пример: