3.4. Особенности режима переключения

Система ССР при устойчивой непрерывной части W_HЧ(p) или даже устойчивой в целом всей системе ССР непрерывного типа может оказаться неработоспособной при .дискретном измерении R. Возникающие при этом в системе режимы работы обуславливаются переключением квантователя KB колебательной составляющей радиуса R_Nкл(t), сравнимой с его установившиеся значением. Это приводит, к преждевременным переходам системы на следующие уровни дискретизации или даже предыдущие, если колебания радиуса на уровне N становятся равными дискретному значению радиуса R_n-1 на предыдущем уровне. В последнем случае система может начать колебаться в двух смежных уровнях N или начать двигаться в сторону уменьшения или увеличения R, в то время как алгоритм её работы будет требовать противоположного изменения R.

Таким образом, система ССР будет работоспособной, если в результате колебаний радиуса на уровне N не будет R_n попадать в смежные уровни дискретизации, характеризующиеся значениями радиуса R_n-1 и R_n+1, за исключением случая пересечения уровня N+1 установившимся значением R_N (t).

Д ля выполнения уcловия непересечения уровня R_n-1 значением R_N (t) достаточно потребовать монотонного и непрерывного изменения R_N (t), т.е. чтобы его первая производная R_NV (t), описываемая (3.45), была знакоопределённой функцией

R_NV(t)>0 при K_R>0

R_NV(t)<0 при K_R<0 . (3.78)

Приняв во внимание (1.40), неравенства (3.78) могут быть записаны в другой форме

(3.79)

Экстремальные значения (3.45) принимает при

(3.80)

С учетом действия экспоненты достаточно исследовать (3.45) при , т.е. при

При F=0 оценку работоспособности системы ССР удобнее производить с помощью неравенства (3.79) подстановкой в соответствующие выражения, описывающие , значений из (3.80).

В ыполнение условия непересечения уровня R_N+1 неустановившимся значением радиуса при движении системы на уровне N необходимо расширить c учётом того, что практически процесс изменения R_N (t) к моменту пересечения следующего уровня дискретизации может содержать колебательную составляющую R_NКЛ (t). Допустимая амплитуда R_NКЛ (t) по отношению к установившемуся значению радиуса R_NУ (t) определяется значением и зависит от конкретных требований к системе, т.е.

(3.81)

Таким образом, (3.81) устанавливает соотношение между колебательной составляющей радиуса, т.е. той частью выражения, описывающего R_NV (t) (см. например (3.43), (3.55), которая содержит члены с тригонометрическими функциями и частью, не содержащей таких членов).

Выполнение требований, налагаемых неравенствами (3.78), (3.79), (3.81), обеспечивает работу систем ССР в соответствии о основным соотношением режима ССР (1.1) при дискретном измерении радиуса обработки.

3.5. Выводы

1. Дискретное измерение радиуса обработки в системах ССР позволяет значительно упростить их конструкцию за счёт уменьшения аппаратурного состава, причём для дополнительного упрощения систем при сохранении заданной погрешности стабилизации скорости резания шаг дискретизации радиуса при его возрастании следует увеличивать,

2. АПР система по сравнению с ПДС (АППР) системой ССР обладает при прочих равных условиях лучшими показателями качества в динамическом режиме, которые однако при увеличении радиуса обработки имеют тенденцию к ухудшению и становятся равными показателям качества ПДС (АППР) системы на максимальном радиусе. Динамика ПДС (АППР) системы ССР как при действии возмущающего воздействия, так и без него зависит от радиуса обработки весьма незначительно. Влияние технологических параметров таких, как скорость резания и скорость поперечной подачи на динамику систем ССР при дискретном измерении радиуса значительно снижается по сравнению с непрерывными системами.

3. Анализ особенностей режима переключения при дискретном измерении радиуса обработки позволил определить ограничения, налагаемые на динамические процессы в системах ССР, обеспечивающие их работу в соответствии с алгоритмом стабилизации скорости резания.

4. Системы ССР в зависимости от шага дискретизации радиуса могут рассматриваться как непрерывные или дискретные в зависимости от технологических параметров и параметров системы управления при выполнении определённых условий, налагаемых на непрерывную часть системы.

5. Полученные заражения, описывающие процессы в системах ССР в установившемся и динамическом режимах работы, позволяют производить полный анализ указанных систем, а также в определённой мере и их синтез. Поскольку обеспечивают определение значений отдельных параметров систем с целью получения заданных показателей качества с учётом параметров процесса резания.

ГЛАВА ЧЕТВЁРТАЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ

Системы ССР в зависимости от типа главного привода станка подразделяются на системы с регулируешь приводом главного движения и главным приводом, содержащим нерегулируемый электродвигатель, сочленённый с автоматической коробкой скоростей (АКС). В общем случае системы ССР имеют три функциональных блока: блок определения текущего радиуса обработки, арифметическое устройство, вычисляющее сигнал управления угловой скоростью шпинделя, и регулятор соотноше­ния скоростей, поддерживающий постоянным соотношение скорос­тей шпинделя и додач. Иногда системы ССР дополняются систе­мами, стабилизации мощности резания [55, 68], что повышает, экономические показатели работы оборудования.

Наиболее универсальными системами ССР являются системы, предназначенные для работы со станками, оснащёнными УЧПУ, которые при ряде упрощений их конструкции могут быть исполь­зованы и на универсальных токарных станках. Рассмотрению конструкций таких систем и посвящена в основном данная глава.