- •Содержание
- •1.Задание
- •2.Введение
- •3.Анализ технологического процесса как объекта управления
- •4.Определение структуры основного контура системы
- •5.Определение математической модели оу и управляющего устройства основного контура.
- •5.1. Передаточная функция объекта управления.
- •5.2. Математическая модель управляющего устройства основного контура
- •5.3. Передаточная функция датчика обратной связи.
- •5.4. Передаточная функция регулятора силы резания.
- •6. Обоснование необходимости применения адаптивного управления.
- •7.Выбор класса адаптивной системы управления
- •8.Разработка структурной схемы АдСу
- •9. Анализ графиков переходных процессов.
- •Заключение.
- •Список использованной литературы
- •Уфа-2005
5.Определение математической модели оу и управляющего устройства основного контура.
5.1. Передаточная функция объекта управления.
Математическая модель объекта управления, в данном случае процесса резания, отражает взаимосвязи сил резания и регулирующего воздействия. Также она должна учитывать изменение жесткости заготовки, износ режущего инструмента, изменение припуска. Регулирование силовыми координатами процесса резания обычно осуществляется изменением сечения среза. Наиболее чувствительны силы резанья к изменению глубины резанья. Но это параметр связан с припуском на обработку и его изменение возможно при много проходной обработке. Изменение глубины резанья обычно осуществляют многоступенчато, а в пределах одного прохода регулирование силовой координаты осуществляется изменением подачи инструмента на оборот заготовки.
Таким образом, в основном управляющим воздействием для динамического звена «процесс резания» в САУ силовыми координатами являются линейная скорость подачи инструмента (суппорта), а выходными координатами – составляющие силы резанья или упругой деформации системы СПИД.
Главная составляющая силы резания определяется по формуле:
где Ср - коэффициент пропорциональности, определяемый при постоянных условиях резания.
Кр - обобщённый поправочный коэффициент , учитывающий влияние на силу резания других факторов , не вошедших в рассматриваемое выражение (прочность или твёрдость рассматриваемого материала , геометрию инструмента, СОЖ) и равный произведению коэффициентов.
Показатели степеней лежат в пределах:
X=0 - 0.1 ; Y=0.65 - 0.75 ; Z=0.9 – 1.
Передаточную функцию процесса точения можно представить в виде:
где Т1, Т2 – постоянные времени процесса точения,
Кпр – коэффициент процесса точения.
Передаточную функцию процесса точения возьмем из курсовой работы по ТАУ: КПР=1100; Т1=0.318 с; Т2=0.032 с.
Таким образом , передаточная функция процесса резания выглядит следующим образом:
.
5.2. Математическая модель управляющего устройства основного контура
Управляющим устройством является привод подач. В качестве привода используется высокомоментный двигатель постоянного тока, управление которым осуществляется с помощью тиристорного преобразователя.
Передаточную функцию привода подач также выберем из курсовой по ТАУ:
.
5.3. Передаточная функция датчика обратной связи.
Датчик обратной связи представляет собой пропорциональное звено с коэффициентом передачи:
.
5.4. Передаточная функция регулятора силы резания.
Передаточная функция регулятора силы представляет собой апериодическое звено первого порядка:
Основной контур стабилизации силы резания выглядит следующим образом:
Рис. 3.Контур стабилизации силы резания.
В данной системе необходимо стабилизировать силу резания на уровне FZ=900 Н. Ошибка регулирования ε должна быть не более 5%, перерегулирование — не более 10%.
Переходный процесс системы без регулятора силы и без действия возмущений имеет следующий вид:
Переходный процесс системы с регулятором силы резания (без действия возмущений):