АТП – 307

ИФ УГАТУ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3

1. КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА САУ………………………………..……5

2. ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ САУ……………………7

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ САУ…………………………8

4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ………………………14

5. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОБЪЕКТА…………………….15

6. СИНТЕЗ САУ……………………………………………………………..16

7. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА…..18

8. ВЫВОД…………………………………………………………………….20

9. ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………...................22

10. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………..………..…………23

ВВЕДЕНИЕ

Совершенствование технологии и повышение производительности труда относится к важнейшим задачам технологического процесса. Эффективное решение этих задач возможно при внедрении систем автоматического управления и регулирования как отдельными объектами и процессами, так и производством в целом. Поэтому изучение основ автоматического регулирования и управления предусматривается в настоящее время при подготовке студентов практически всех инженерных специальностей.

В изучении курса нам были представлены автоматические системы, которые в течение достаточно длительного времени нужным образом изменяют (или поддерживают неизменными) какие – либо физические величины (координаты движущегося объекта, скорость движения, электрическое напряжение, частоту, температуру, давление и пр.) в том или ином управляемом процессе.

Характерным для незамкнутой системы является то, что процесс работы системы не зависит непосредственно от результата ее воздействия на управляемый объект. Естественным дальнейшим усовершенствованием АС является замыкание ее входа (контрольные приборы) со входом (источник воздействия) таким образом, чтобы контрольные приборы, измерив некоторые величины, характеризующие определенный процесс в управляемом объекте, сами служили бы одновременно и источником воздействия на систему, причем величина этого воздействия на управляемый объект от требуемых значений. Таким образом возникает замкнутая система.

В замкнутой АС имеется полная взаимозависимость работы всех звеньев друг от друга, изменение внутренних параметров системы и внешних возмущений сказывается значительно меньше на регулируемом объекте, чем в разомкнутой АС.

Принципиальная особенность: автоматически сравнивается действительное значение регулируемого параметра с заданным. Разность этих значений приводит в действие данную систему так, чтобы в процессе ее работы рассогласование автоматически сводилось к нулю или к достаточно малой величине.

Современная сложная автоматическая система должна выполнять две задачи:

1) обеспечить требуемой точностью изменение выходной величины системы в соответствии с поступающей извне входной величиной, играющей роль программы. При этом необходимо преодолеть инерцию объекта управления и других элементов системы, а также компенсировать искажение, возникающее вследствие неточного знания характеристик отдельных элементов и нестабильности их параметров. Иногда это называется управлением в узком смысле или слежением.

2) при заданном значении входной величины система должна, по возможности, нейтрализовать действие внешних возмущений, стремящихся отклонить выходную величину системы от предписываемого ей в данный момент значения. В этом смысле говорят о задаче регулирования или стабилизации.

В этой курсовой работе наглядно прослеживается решение этих двух задач на примере САУ для управления гидросуппортом шлифовального станка.

В данной работе проанализирована САУ гидросуппорта шлифовального станка и синтезирована новая система с заданными показателями качества.

1. Конструктивная схема сау

САУ предназначена для автоматического регулирования (стабилизации) размера обрабатываемой детали.

Рис. 1. Конструктивная схема САУ

Бесцентрово-шлифовальный станок состоит из шлифовальной бабки со шлифовальным кругом 1, подвижной бабки 2 с ведущим кругом 3, привода подачи, состоящего из электродвигателя 4, редуктора 5 и винта 6. Деталь 8 в зоне обработки базируется на наклонной поверхности ножа 7 и поверхности ведущего круга 3 и ей сообщается продольное движение подачи (перпендикулярно плоскости чертежа).

Таким образом, диаметр шлифуемого изделия 8 определяется расстоянием между ведущим кругом 3 и шлифовальным кругом 1 на уровне, определяемом ножом 7. Это расстояние в процессе работы станка может меняться, как в результате изменения силы резания, износа шлифовального круга, так и других факторов.

САУ размера обрабатываемой детали включает в себя преобразователь перемещения 9 (например, индуктивный датчик перемещения), усилитель 10, сравнивающее устройство 11 и тиристорный усилитель преобразователь 12. Тиристорный усилитель преобразователь 12 предназначен для питания управляемого двигателя 4 (например, двигатель постоянного тока).

При работе системы на вход сравнивающего устройства 11 подается напряжение U_З, соответствующее требуемому размеру обработки детали 8 в определенном масштабе. На другой вход устройства сравнения

поступает напряжение u₀, пропорциональное действительному размеру детали 8. Это напряжение вырабатывается преобразователем напряжения 9 и усилителем 10. Напряжение U ошибки через усилитель 12 воздействует на управляемый двигатель 4, который через редуктор 5 и винт 6 перемещает подвижную бабку 2 в ту, либо в другую сторону с целью устранения ошибки.

Пусть, например, диаметр шлифуемого изделия по какой-либо причине возрастает. В результате напряжения от преобразователя 9 выходное напряжение U_О усилителя 10 увеличивается и нарушается условие равновесия системы, т.е. ошибка U увеличивается. Двигатель 4 вращается и перемещает подвижную бабку 2 вперед, в направление уменьшения диаметра шлифуемого изделия.

В качестве объекта управления в САУ входит процесс резания в замкнутой технологической системе станка.

2. Описание функциональной схемы сау

Схема системы автоматического регулирования шлифуемого изделия на бесцентрово-шлифовальном станке приведена на рис. 2. САУ стабилизирует силу резания. В САУ необходимо ввести элементы:

Рис.2. Функциональная схема САУ

У – электронный усилитель

Д – двигатель постоянного тока

Р – механический редуктор

ХВ – ходовой винт

ПР – процесс резания.

УСС – эквивалентная упругая система станка

ТП – тиристорный преобразователь

Момент двигателя главного движения пропорционален силе резания и определяет ток в цепи питания, т.е преобразователь тока в цепи питания асинхронного двигателя, вырабатывает сигнал пропорциональный силе резания. В результате этот сигнал поступает на вход сравнивающего устройства и сравнивается с входным заданным сигналом. В результате на вход электронного усилителя поступает сигнал ошибки, который вызывает изменение напряжения питания двигателя постоянного тока, а следовательно и скорость подачи стола.