- •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
|
|