
- •Реферат
- •Глава 1. Системы автоматического управления и их особенности 9
- •Глава 2. Моделирование работы суэп 23
- •Глава 3. Математическое описание и моделирование работы нелинейного устройства управления с перекрестной связью 62
- •Глава 4. Экспериментальные результаты 88
- •Введение
- •Глава 1. Системы автоматического управления и их особенности
- •1.1. Обзор и анализ структур и элементов линейных приводов подачи с швп станков с чпу
- •1.2. Анализ структур суэп
- •1.3. Обзор и анализ управляющих элементов в суэп
- •1.3.2. Стандартный уэ прямой связи
- •1.3.3. Управляющий элемент перекрестной связи
- •1.4. Выводы по главе
- •Глава 2. Моделирование работы суэп
- •2.1. Описание экспериментального оборудования
- •2.2. Реализация обратной связи по положению
- •2.3. Реализация обратной связи по току
- •2.4. Структурная схема и математическое описание электромеханической части привода подачи
- •2.5. Чувствительность параметров модели
- •2.6. Настройка пид-регулятора
- •2.6.1. Настройка пид-регулятора по оси х
- •2.6.2. Настройка пид-регулятора по оси у
- •2.6.3. Балансировка параметров между осями х и у
- •2.7. Моделирование управляющего элемента прямой связи
- •2.7.1. Настройка параметров уэ по оси х
- •2.7.2. Настройка параметров уэ по оси y
- •2.7.3. Балансировка параметров уэ прямой связи для осей х и у
- •2.8. Моделирование работы уэ с перекрестной связью (кпс)
- •2.8.1. Переменные коэффициенты усиления кпс при линейной обработке
- •2.8.2. Переменные коэффициенты усиления кпс при круговой обработке
- •2.8.3. Реализация кпс
- •Глава 3. Математическое описание и моделирование работы нелинейного устройства управления с перекрестной связью
- •3.1. Генерация траектории перемещения
- •3.1.1. Линейная интерполяция
- •3.1.2. Круговая интерполяция
- •3.1.3. Кусочно-линейная интерполяция
- •3.2. Генерация кинематических профилей
- •3.2.1. Определение и квантование длин перемещения
- •3.2.2. Корректировка значений ускорения и рывка
- •3.3. Математическое описание динамики фрезерного станка
- •3.3.1. Система ошибок замкнутого контура
- •3.3.2. Анализ стабильности
- •3.3.3. Формулировка управления
- •Глава 4. Экспериментальные результаты
- •4.1. Обработка квадрата (сторона 100 мм)
- •4.2. Обработка контура типа ромб
- •4.3. Обработка окружности (радиус 100мм)
- •Заключение
- •Список использованных источников
3.3.1. Система ошибок замкнутого контура
Система
ошибок с разомкнутым контуром для
может быть получена путем вычисления
производной по времени уравнения (85) и
предварительного умножения результирующего
выражения на
следующим образом
|
(85) |
После использования уравнения (70), уравнения (84) и уравнения (85), может быть получено следующее выражение
|
(86) |
где
произведение матрицы линейной регрессии
а вектор неизвестных констант
,
введенный в уравнение (79), задается
следующим выражением:
|
(87) |
и
вспомогательное выражение
определяется как:
|
(88) |
Используя
предыдущие уравнения можно разработать
следующую верхнюю границу для
:
|
(89) |
где
− известная положительная ограничивающая
константа. Основываясь на уравнении
(86) и последующем анализе стабильности,
спроектирован следующим образом:
|
(90) |
В
уравнении (90),
обозначают положительные постоянные
коэффициенты усиления управления, а
обозначает неадаптивную оценку, которая
генерируется из следующего дифференциального
уравнения:
|
(91) |
где
− постоянная диагональная матрица
коэффициентов адаптации, а
обозначает начальную наилучшую оценку
неизвестных параметров в
.
Система ошибок с замкнутым контуром
для
может быть получена после замены
уравнения (90) в уравнение (86) следующим
образом:
|
(92) |
где
обозначает несоответствие адаптивной
оценки, определяемое следующим образом:
|
(93) |
3.3.2. Анализ стабильности
Теорема
1: При условии, что коэффициент усиления
управления
выбран в соответствии со следующим
достаточным условием
|
(94) |
где
,
закон управления, приведенный в
уравнении(25), обеспечивает глобальное
асимптотическое управление отслеживанием
в том смысле, что:
|
(95) |
Доказательство:
обозначим
следующую неотрицательную функцию
Ляпунова
|
(96) |
Производная по времени уравнения (96) может быть записана следующим образом
|
(97) |
Основываясь на уравнении (89), для уравнения (97) может быть разработано следующее неравенство
|
(98) |
где
был введен в уравнении (94). Следующее
выражение может быть получено после
заполнения квадратов на заключенных в
квадратные скобки членах в уравнении
(98)
|
(99) |
При условии, что выбрано в соответствии с достаточным условием, приведенным в уравнении (94), может быть разработано следующее неравенство
|
(100) |
для
некоторой положительной константы
.
Из уравнений (96) и (100) мы можем заключить,
что
;
следовательно,
.
Выражения в уравнениях (96) и (100) также
могут быть использованы для вывода о
том, что
.
Учитывая, что
,
методы линейного анализа могут быть
использованы для доказательства того
что
,
из уравнения (85). Поскольку
,
уравнение (93) можно использовать для
доказательства того, что
.
Предположение о том, что
может использоваться вместе с уравнением
(82) и уравнением. (83) чтобы сделать вывод
о том, что
.
Основываясь
на этих фактах, уравнения (89) - (92) могут
быть использованы для доказательства
того, что
.
Поскольку
(т.е. достаточное условие для того, чтобы
и
были равномерно непрерывными) и
,
лемма Барбалата может использоваться
для доказательства результата в уравнении
(95). Поскольку
является однозначным преобразованием,
уравнения (68) и (69) могут быть использованы
для доказательства того, что если
результат в уравнении (95) получен, то
|
|