1 Работа.

s/(a0 s²+a1 s+a2) 1/s

(t) a(t) n

Ко 2 - й работе.

Ищем управление без постоянной составляющей в виде:

(t) = (Pkcos(t))+(Tksin(t))

n

 (Tk/(T2k)) = A0  0, 5

к=1

Чем меньше задаём быстродействие системы, тем меньше гармоник надо использовать, то есть тем меньше вычислительных ресурсов надо использовать.

Синтез программного управления для модели в пространстве состояний (л. р. № 5).

J2

V(t) C

Двигатель

.

X1 0 Км/J1 -1/J1 0 X1 0

.

X2 -Ke/Lя -Rя/Lя 0 0 X2 1/Lя

. = + (t)

Х3 С 0 0 -С Х3 0

.

Х4 0 0 1/J2 0 X4 0

V My n1 n2

1/Rя/(TяP+1) Km 1/I1P C/P 1/J1P

Ke

X1 – скорость первой массы,

X2 – ток якорной цепи,

Х3 – упругий момент,

X4 – скорость второй массы.

0

Q = 0

0

1

Km, Ke – конструкция постоянного двигателя,

Rя – скорость якорной цепи,

Тя – электрическая постоянная,

Lя – магнитная постоянная.

J1 – момент индукции вала двигателя,

J2 – момент индукции механической, приведённой к валу двигателя,

С – жёсткость кинематической цепи, приведённая к валу двигателя.

1) На структурную схему подаём

Получаем

V(t) = ?

T1

J =  [n*(t) – n(t)]² dt  

0

J1 = 0,001611 кгмм J2 = 0,001 кгмм

С = 2 Нм/рад Km = 0,322 Нм/А

Ке = 0,4377 Вс/рад Rя = 2,5 Ом

Тя = 0,013 с Lя = ТяRя

.

Х = АХ + ВV (1) Х(0) = 0

Y = QХ

. .

-А1Y/qr + C2Y/qr = [A2 – A1C3^Т]X1+(C1C3 – C2)X1+BV (*)

-1/q1[A1]Ak + k/q1[C1]Bk =[A2 – A1C3^Т][Aik] +

+ [C1C3^Т – C2]k[Bik] + [B]Pk (**)

-[A1]Bk/q1 – k/q1[C1]Ak = [A2 – A3C3^Т][Bjk] –

- k[C1C3^Т – C2][Ajk] + [B]Tk

[x] = [A2kA3kB2kB3kPkTk] (***)

Уравнение (1) преобразуется к уравнению (*).

Где N – номер любой фазовой координаты входящей в выход системы.

(Выход системы м. б. линейного колебания фазовых координат).

А1, А2, С1, С3 имеют вид.

Подставляя в уравнение (*) все координаты в форме тригонометрических гармоник, получаем систему алгебраических уравнений (**).

Решение которой даёт нам вектор (***).

Таким образом, решая систему алгебраических уравнений м. б. построено множество программных управлений гарантируемое по необходимости вычисленным ресурсам, т. е. числу гармоник участвующих в синтезе. В качестве условий распределения выступает значение среднеквадратичного функционального характера степени приближённости реальной траектории к назначенной.

В качестве условия решаемости задачи выступает условие (t)  0

Где 0 – допустимое значение управления.

Общие сведения о станках и системах ПУ.

Классификация станков (металлорежущих и металлообрабатывающих).

• По различным признакам.

1. По технологическому назначению.

а) Токарные – для обработки наружной и внутренней поверхности

деталей типа «тел вращения», для нарезания резьб.

б) Сверлильно-расточные – для сверления и растачивания деталей.

в) Фрезерные – для обработки корпусных деталей различных конфигураций.

г) Шлифование – для обработки деталей.

• Круглошлифовальных.

• Плоскошлифовальных.

• Шлицешлифовальных.

• Внутришлифовальных.

д) Электрофизические.

• Электроэрозионные.

• Лазерные.

• Электрохимические.

е) Многоцелевые – для сверлильно – фрезерно – расточной обработки призматических и плоских деталей, а также токарной обработке типа «тел вращения» с последующей обработкой (обрабатывающий центр).

2. По способу (принципу) смены инструмента.

• С ручной сменой.

• С автоматической сменой (револьверная головка).

• С автоматической сменой в магазине.

3. По способу смены заготовок (деталей).

• С ручной сменой.

• С автоматической сменой (с автоматическими манипуляторами – промышленными роботами).

• Станки ГПМ – гибкие производственные модули (станок с автоматической сменой инструмента).

4. Типы.

• Прессы и оборудование для обработки листовых материалов.

• Зубообрабатывающие станки.

Характеристики станков с ЧПУ.

1. Класс точности.

П – повышенной точности.

В – высокой точности.

А – особо высокой.

С – особо точные (прецизионные).

2. Тип системы ЧПУ (указывается в нашем модуле станка).

Ф1 – с цифровой индикацией положения рабочих органов.

Ф2 – с позиционными системами.

Ф3 – с контурной системой программного управления.

Ф4 – универсальные и позиционные – контурные.

Ц – с логическим управлением (цикловые).

3. Конструктивные особенности обозначаются в наименовании моделей.

Р - со сменой инструмента револьверной головки.

М - со сменой инструмента револьверной головки из магазина.

4. Основные параметры.

Dmax – для токарных станков ( растачивания).

Dmax сверл. – для сверления.

5. Наличие устройств автоматической загрузки заготовок.

6. Число управляемых (по программе) координат, в том числе одновременно управляемых координат.

7. Габариты станка и масса.

Системы координат станков с ЧПУ.

Для всех станков с ЧПУ принята единая (правая) с. к. при этом оси x, y, z – определяют направление перемещения инструмента относительно неподвижных деталей станка x’, y’, z’ – указывают направление движения заготовки относительно неподвижных частей станка.

Это относится к декартовым координатам (прямоугольные).

Круговые перемещения.

А – вокруг оси Х А’ – вокруг оси Х’

B – вокруг оси Y B’ – вокруг оси Y’

C – вокруг оси Z C’ – вокруг оси Z’

Инструменты Заставки

В понятие «круговые перемещения» не входят вращение шпинделя несущего инструмента.

Если на станке имеются рабочие органы для перемещения инструмента по осям параллельным первичным, то вводят вторичные оси (u, v, w), третичные оси (Р, Q, R) – движение параллельное вторичным осям (U, V, W).

Сспециальные оси для угловых (круговых) движений (O, E)

Некоторые правила разметки координат.

Ось z – связана с вращающимся элементом станка.

Ось x  z и x параллельно плоскости установки заготовки.

Если таких направлений два то за Х принимают движение большее перемещения, ось Y – должна составлять правую систему координат.

Y

B -B

A

X

-C 0 -A

C

Z

Начало системы координат (центр 0) совмещаем с нулевой точкой станка.

В этом положении (в нуле станка) рабочие органы, перемещающие заготовку находятся в наибольшем удалении друг от друга.

При программировании вводят «исходную точку станка».

Эта точка задания относительно нулевой точки станка и используется для начала работы по управляющей программе.

При наладке станков или при пере налаживании вводят фиксированную точку станка – относительно нулевой и используют для определения положения рабочего органа станка.

В таких точках устанавливают «нули» датчиков положения.

В паспортах станков всех типов указывается координаты, закреплённые за конкретными РО, направление осей координат, начало отсчётов, по каждой из осей и пределы возможных диапазонов перемещений.

Всё это абсолютные системы координат.

Вводят ещё и относительные системы координат (локальные)

• Система координат детали – для расчёта опорных точек траектории движения расчётной точки инструмента.

• Система координат инструмента – для задания положения режущей части инструмента относительно державки (приспособления крепления инструмента).

Такая система координат через базовые точки позволяет обеспечивать заданную точность при переустановке заготовки и смене инструмента. А также при расчёте траекторий при подготовке программы.

Основные понятия.

Число одновременно управляемых координат – оно характеризует возможность станка обрабатывать сложные пространственные поверхности.

Общее число управляемых координат характеризует возможность обработки заготовки без дополнительных перестановок.

Главное движение – обеспечивает перемещение инструмента относительно заготовки. Требует наиболее установленной мощности привода и большой диапазон изменения скоростей и сил обработки.

С целью понижения мощности приводы главного движения снабжают многоступенчатыми редукторами, позволяющими тем самым понизить напряжение.

Подача – перемещение рабочих органов станка по осям, осуществляемая приводом подач. Диапазон изменения привода подач очень велик. Обеспечивается заданная контурная скорость обработки.

Подчинённое программное управление – в управлении программой задаётся конечное положение рабочих органов по соответствующим осям, а так же могут задаваться средние скорости перемещения.

Контурное – задаётся закон движения по каждой из координат.

Классификация систем ЧПУ.

Системы ЧПУ делятся на следующие классы.

1. NC – типа (Numerical Control) системы с жёсткой реализацией алгоритмов, в которых покадровое чтение управления программы на протяжении цикла обработки каждой детали. Программоноситель – перфолента.

2. SNC – типа (Storid Numerical Control) – система с однократным чтением управляющей программы перед обработкой партии одинаковых деталей, жёсткой реализации алгоритма.

3. CNC (Computer NC) – на базе микроЭВМ. Программно реализуется алгоритм управления.

4. HNC (Handlid NC) – системы с ручным управления программ на пульте.

5. DNC (Direct NC) – системы программного числового управления группой станков на одной ЭВМ.

6. VNC (Voice NC) – системы с речевым вводом команд.

1. Реализация на базе ламп и реле. Программы – магнитная лента. Задание переменных РО станка соответствует фазе аналогового сигнала. Отсутствие числового контроля исключает возможность изменения управления программ оператором и удлиняет цикл ТПП.

2. Системы на базе транзисторов (NC типа). Программный носитель – перфолента. Нет операторов памяти для хранения всех управляющих программ. Жёсткая логика.

3. Системы – на базе интегральных схем малой и средней степени интеграции. Системы NC – типа.

4. Системы на базе БИС и МП (CNC типа). Обработка информации и управление на микроЭВМ.

а) Архитектурные.

• уровень интеграции

• число процессов

• способы организации интерфейсов

• быстродействие

• возможность параллельных вычислений

• организация прерываний

• синхронизация

б) Организация памяти.

• типы ЗУ

• объёмы ОЗУ, ПЗУ, ВЗУ

• типы программоносителей

• возможность наращивания памяти

• энергопотребляемость памяти

• устройство ввода

в) Организация локальных сетей.

• устройство связи

• скорость передачи информации

• помехозащищённость

г) Вычислительные погрешности расчётов.

3. Характеристики подсистемы воспроизведения траекторий.

а) Типы контроллеров приводов.

б) Типы измерительных преобразователей.

в) Типы силовых преобразователей.

г) Способы реализации устройств электроавтоматики.

4. Пользовательские характеристики.

а) Входные языки.

• ключ используемой грамматики.

• возможности автоматизации программ.

• уровни классификаций пользователя.

б) Характеристики пульта оператора.

• графический ввод.

• речевой ввод.

в) Характеристики дисплея.

• наличие меню.

• наличие плоской или объёмной графики.

• цветовые характеристики.

г) Погрешности отображения информации.

Функции устройств ЧПУ.