Структурная схема оптимального управления.

В любой системе оптимального управления заложена математическая модель физического процесса, протекающего в объекте управления. Возможны 2 пути создания такой модели:

1. Вне системы управления

2. Внутри системы управления

Возможен и смешанный вариант, когда основные соотношения выводятся вне системы, а уточнения этих соотношений - внутри системы. При создании модели вне системы, она создается проектировщиком и закладывается в виде алгоритмов и программ в ЭВМ. Создание ММ вне системы имеет место тогда, когда имеется определенный опыт в изучении объектов управления. Системы с построением модели внутри используют для плохо формализуемых процессов, определить поведение которых заранее сложно.

Показатели эффективности функционирования асу тп.

Поскольку АСУТП – это оптимальные системы, т. е. решают вопросы оптимизации, то нужно задать критерии оптимальности. Этот критерий называют целевой функцией и по нему оценивают АСУТП. Целевая функция представляет собой аналитическую зависимость между критерием оптимизации и подлежащими оптимизации факторами.

Стоимостные критерии оптимизации:

1. Себестоимость единицы продукции.

2. Наименьшие затраты .

Cп – полная себестоимость единицы продукции; Nг – годовой выпуск продукции. - полная себестоимость.

3. Максимальная прибыль

Временные критерии оптимизации:

1. Минимальное штучное время.

2. Максимальная производительность.

3. Объемная производительность .

Качественные:

1. Требуемая точность обработки.

2. Шероховатость и волнистость поверхности.

Критерий технологической надежности – это способность обеспечивать в течение заданного промежутка времени выпуск детали с установленными требованиями по точности и шероховатости. Технологическая надежность привязана к технологическому времени, в течение которого объект должен нормально функционировать. Наиболее слабым звеном в системе СПИД является инструмент, поэтому различают следующий критерий оценки функционирования АСУТП с точки зрения надежности инструмента:

1. Критерий износа инструмента (минимум массы изношенных площадок инструмента). Минимальный износ задней поверхности резца.

2. Критерий учитывающий силы резания (минимум результирующей или составляющей сил резания).

3. Мощность резания (так же зависит от сил).

4. Критерий учитывающий температуру в зоне резания и ее влияние на температурные деформации в системе СПИД (минимум температурных деформаций).

Большинство функций тесно связаны с режимами обработки детали, поэтому большинство АСУ ТП являются системами управления режимами резания.

Связь различных целевых функция между собой

Случай обработки резанием одним инструментом:

Себестоимость обработки складывается из:

• Непроизводственные затраты, приходящиеся на одну деталь

Х- стоимость одной минуты работы.

­– время простоя.

• - стоимость машинного времени.

• - время на смену инструмента.

- стоимость инструмента.

Для напайного инструмента: y = стоимость инструмента делим на число переточек +1. Для инструмента с многогранными пластинами: y = стоимость пластины + стоимость державки и делим на число режущих граней.

Кроме перечисленных статей затрат в себестоимость могут входить и другие затраты независящие от режимов резания. К ним относятся затраты на СОЖ, на материал и др.

Если исключить затраты не зависящие от режимов резания то получаем:

Увеличение скорости обработки уменьшает время на обработку и одновременно снижает стойкость инструмента, поэтому существуют оптимальные режимы.

Производительность обработки обратно пропорциональна времени обработки.

Значение скоростей по себестоимости и производительности разные.

Прибыль

Д - доход от одной детали.

С - себестоимость одной детали.

Таким образом, факторы снижающие себестоимость детали и увеличивающие производительность обработки, увеличивают и прибыль в единицу времени, однако при многоинструментой обработке задача усложняется, так как один и тот же фактор может по разному влиять на разные целевые функции.