4. Обоснование необходимости применения адаптивного управления

Обычные (неадаптивные) системы управления рассматриваются, исходя из следующих предпосылок:

• характер возмущающих воздействий на СУ известен;

• структура и параметры ОУ и СУ неизменны.

Однако в действительности:

• характеристики внешних и внутренних воздействий на СУ могут существенно отличаться от принятых при расчете;

• свойства ОУ могут изменяться непредвиденным образом под действием внешних и внутренних факторов.

Все эти отличия на практике приводят к расстройке системы, отклонению от расчетных режимов работы, ухудшению показателей качества управления, потере устойчивости. Задача управления усложняется.

Управление такими объектами возможна в том случае, если тем или иным способом организовать получение и использование оперативной информации о происходящих в ОУ изменениях. Это и есть адаптация.

АдСУ можно представить состоящей из двух частей:

1. Основной СУ, образованной контуром: УУ_о – ОУ – ОС (решает задачи в соответствии со своим назначением).

2. Контур адаптации УУ_а (осуществляет настройку основного контура, изменяя его параметры или структуру с целью обеспечения необходимого качества процессов управления при изменяющихся условиях работы). Контур адаптации – второй уровень управления.

Коэффициент передачи процесса резания может изменяться в большое количество раз. На изменение К_ОУ могут оказывать влияние и другие факторы: изменение условий среды, в которой происходит обработка, изменение физико-химических свойств обрабатываемого и инструментального материала.

При таких вариациях коэффициента передачи процесса резания обычные САУ температурой резания с постоянными параметрами корректирующих и управляющих элементов не смогут обеспечить требуемые условия точности в изменяющихся условиях процесса резания.

Для обеспечения требуемых свойств системы необходимо синтезировать структуру АдСУ, инвариантную к изменению коэффициента передачи объекта управления.

5. Выбор класса адаптивной су

Инвариантность к изменению коэффициента передачи объекта управления можно обеспечить введением в основной контур управления сигнала, обратно пропорционального изменению этого коэффициента. В предлагаемой системе управления процессом резания коррекция по изменению коэффициента передачи объекта управления осуществляется с помощью контура адаптации, формирующего величину изменения коэффициента передачи объекта управления (система приведена на рисунке 6).

Рисунок 6 – Адаптивная система управления с коррекцией по изменению коэффициента передачи процесса резания

6. Синтез адаптивной системы управления (расчет элементов контура адаптации)

Передаточная функция модели электропривода в данном случае состоит из передаточных функций двигателя, преобразователя электрического и передаточного устройства (Wд, Wпэ и Wпу соответственно).

Передаточная функция модели электропривода:

W_М.ЭП=W_Д *W_ПЭ *W_ПУ.

W_М.ЭП=1,538/(0,0029*p^2+0,13*p+1) * 22/(0,142*p+1)(0,341*p+1) * *0,044/(0,008*р+1).

Передаточная функция модели процесса резания:

W_М.ПР=*0,37*S^-0,63 = 0,5