Курсовая работа: Синтез адаптивной системы управления процессом токарной обработки

Таким образом, передаточная функция КУ имеет вид:

Таким образом структурная схема процесса резания имеет следующий вид:

где subsystem «ДВИГАТЕЛЬ»:

Переходный процесс данной системы представляет следующий вид:

Перерегулирование:

5 Анализ устойчивости скорректированной системы

ЛАХ имеет вид:

ЛФХ имеет вид:

Из графиков видно, что САР является устойчивой, так как ЛФХ пересекает позже, чем ЛАХ пересекает 0 (логарифмический критерий устойчивости). Система имеет запасы устойчивости по фазе , по модулю дБ.

6 Построение АдСУ

Процессы механообработки, как и большинство других технологических процессов, подвержены существенным внутренним и внешним сигнальным и параметрическим возмущениям. Одним из эффективных подходов к построению систем управления такими процессами является реализация их в классе адаптивных систем.

При точении большинства конструкционных сталей и сплавов показатели степени имеют значение: ; ; . При практически применяемых скоростях резания для этих материалов значение термоЭДС Е лежит в пределах 10-30 мВ, т.е. .

Приняв практически возможные пределы ; ; ; . При ; получим изменение коэффициента усиления процесса резания:

Таким образом, коэффициент передачи процесса резания может изменяться более чем в 100 раз. Кроме рассмотренных факторов на изменение КПР могут оказывать влияние и другие факторы: изменение условий среды, в которой происходит обработка (изменение свойств СОЖ), 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 АдСУ, инвариантную к изменению коэффициента передачи объекта управления.

Инвариантность к изменению коэффициента передачи объекта управления можно обеспечить введением в основной контур управления сигнала, обратно пропорционального изменению этого коэффициента. Применим систему с эталонной моделью. В данном случае АдСУ по типу контура адаптации – с замкнутым контуром адаптации; по способу адаптации – с прямой адаптации (т.к. мы знаем математическую модель процесса резания); по характеру настройки основного контура системы – СНС.

Структурная схема синтезированной адаптивной системы управления процессом резания приведена на следующей странице.

Адаптивная система управления процессом резания

При отсутствии возмущений и выключенном контуре адаптации:

При увеличении KПР в 2 раз на 5 секунде и отключенном контуре адаптации:

При увеличении KПР в 2 раз, включенных возмущениях на 5 секунде и включенном контуре адаптации:

При увеличении KПР в 10 раз на 5 секунде и отключенном контуре адаптации:

При увеличении KПР в 10 раз, включенных возмущениях на 5 секунде и включенном контуре адаптации:

Заключение

В ходе данной курсовой работы была синтезирована адаптивная систему управления процесса резания по температуре. Проанализировав полученные в результате моделирования на ЭВМ в пакете MatLabпереходные процессы, выяснили, что система при введении возмущения и при отключенном контуре адаптации становится неустойчивой. При подключении контура адаптации система не теряет устойчивость, а возвращается в исходное состояние, скачкообразные возмущения быстро отрабатываются.