1.2.2.2. Порядок анализа процесса резания металла как объекта управления

Целью анализа ПР как ОУ является разработка его структурной схемы и подготовка к принятию решения о выборе типа системы автоматического управления (САУ) выходной координатой ОУ.

Анализ ПР как ОУ осуществляют в несколько этапов:

1) определение состава возможных выходных координат ОУ (Y₁…Y_n);

2) выбор выходной координаты, количественно характеризующей ход ПР (Y);

3) выполнение математического описания ОУ, определяющего связи между выходной координатой Y и воздействиями X, f, F. Математическое описание может быть взято, например, из литературы [1, 3] или на основе математической обработки результатов экспериментов и получения эмпирических уравнений связей.

4) определение ограничений, в условии которых должен производиться ПР;

5) определение состава управляющих координат (X₁ … X_n);

6) выбор управляющей координаты (X), оказывающей самое эффективное воздействие на выходную координату при соответствующих ограничениях;

7) определение состава возмущений (f₁ … f_n);

8) определение диапазона изменения возмущений (f₁ … f_n);

9) определение отклонения выходной координаты при совместном действии возмущений (ΔY=Δ_Р);

10) определение диапазона изменения управляющего воздействия (ΔX), с целью компенсации действия возмущений;

11) определение заданной точности регулирования выходной координаты (Δ_З);

12) разработка структурной схемы ОУ;

13) принятие решения о типе САУ, которая может реализовать цель управления объектом.

1.2.2.3. Принятие решения о типе системы автоматического управления, которая может реализовать цель управления объектом

Принятие решения о типе САУ, которая может реализовать цель управления объектом, осуществляется в несколько этапов.

1. По техническому заданию определяется значение статической точности поддержания выходной координаты САУ Δ_З% при минимальном задании величины выходной координаты и действии всех возмущений, то есть в каких пределах допускается отклонение выходной координаты от минимального заданного значения при совместном действии всех возмущений в статическом режиме.

2. Определяется фактическая величина отклонения выходной координаты от минимального заданного значения при совместном действии всех тех же возмущений в статическом режиме – Δ_Р%.

3. Сравниваются Δ_З% и Δ_Р%. Если Δ_Р% больше Δ_З%, то необходимо применение замкнутой САУ (САР).

4. Если точность измерительной системы выше требуемой статической точности поддержания выходной координаты Δ_З%, то возможно применение статической САР. В этом случае коэффициент разомкнутой системы K_РС, определяется по выражению:

, (1)

где Δ_П% – точность измерения минимального значения выходной координаты измерительным устройством;

K_РС – расчётное значение коэффициента разомкнутой системы, обеспечивающего заданную точность САР при заданном диапазоне изменения возмущений.

Если и при расчетном значении K_РС не удается добиться устойчивости САР, то необходимо создать внутренние контуры САР, компенсирующие действие части возмущений, и (или) применить контуры адаптации.

5. Если в техническом задании регламентируется динамическая ошибка δ выходной координаты в переходных режимах, то необходимо применить астатическую САР. В этом случае статическая ошибка Δ_З%, если возмущение поступает в структурную схему после интегратора, равна точности измерителя выходной координаты, а динамическая ошибка определяется по выражению:

, (2)

где δ – заданное значение ошибки в динамических режимах;

–заданное значение максимальной скорости изменения управляющей координаты;

K_РС – коэффициент разомкнутой САР, обеспечивающий заданное значение δ при заданном .

При невозможности стабилизации САР с расчетным значением K_РС, необходимо применить внутренние контуры, компенсирующие часть возмущений, и (или) применить контуры адаптации, так же, как и в статической САР.

Дальнейшее решение задач по синтезу САР произвести в соответствии с параграфом 1.1, п.п. 3, 4, 5, 6, 7.