6. Обоснование необходимости применения адаптивного управления.

Система стабилизации силы резания представлена на рис.3.

Данная схеме обеспечивает лишь устойчивость системы при отсутствии параметрических возмущений или при их весьма маленьком воздействии. На практике с течением времени могут меняться параметры объекта управления. Данная система не может обеспечить требуемое качество переходного процесса при значительных возмущениях, поэтому необходимо синтезировать адаптивную систему управления, способную компенсировать действие параметрических возмущений.

В данной схеме сила резания может быть стабилизирована с достаточно высоким качеством лишь в небольших пределах изменения k_p. Однако, k_p может изменяться за один проход в десятки и даже сотни раз. Как видно из графиков переходных процессов, в таких условиях обычная система стабилизации с неизменными параметрами не может справиться с задачей регулирования. Уже при сравнительно небольших изменениях коэффициента резания переходные процессы принимают колебательный характер.

Очевидна необходимость синтеза адаптивной системы управления, инвариантной к изменению значения коэффициента резания.

7.Выбор класса адаптивной системы управления

По типу контура адаптации выбираем замкнутую систему. По способу адаптации различаются адаптивная система управления с прямой и непрямой адаптацией. Так как математическая модель процесса точения известна, то адаптивная система управления должна приблизить движение реальной системы управления к движению «эталонной модели», т.е. выбираем адаптивную систему управления с прямой адаптацией. Задача системы адаптации – стабилизация качества. По характеру настройки устройства управления основного контура выбираем самый простой тип адаптивной системы управления – самонастраивающуюся.

Рис. 4.

8.Разработка структурной схемы АдСу

Структурная схема адаптивной системы управления с коррекцией по изменению коэффициента передачи процесса резания представлена на рисунке:

Рис.5

9. Анализ графиков переходных процессов.

Рис. 6. Переходный процесс в системе без контура адаптации при изменении коэффициента резания в 7 раз.

Рис. 7. Переходный процесс в системе с контуром адаптации при изменении коэффициента в 7 раз.

Рис. 8. График изменения сигнала коррекции.

Рис. 9. Переходный процесс в системе при действии синусоидальных возмущений.

Из графиков переходных процессов видно, что при отключенном контуре адаптации при скачкообразном изменении коэффициента резания система приобретает колебательный характер. При включенном контуре адаптации уменьшается перерегулирование и значительно сокращается время стабилизации. При действии синусоидальных возмущений (ω=0.2, А=5) изменения на графике переходного процесса практически незаметны.

Заключение.

В процессе выполнения курсовой работы был рассмотрен процесс точения, как объект управления. Мы выяснили, от чего в наибольшей степени зависит сила резания, а также рассмотрели факторы, влияющие на значение коэффициента резания, и поставили задачу проектирования системы управления приводом подачи, которая была бы инвариантна изменению коэффициента резания и других параметров внутри объекта управления. Такими параметрами могут быть износ инструмента, глубина резания, твердость материала заготовки, а также температура окружающей среды, свойства охлаждающей жидкости, изменение геометрии инструмента, загрязнения, износ механизма подачи и др. В результате была синтезирована простейшая система адаптивного управления, которая, тем не менее, полностью удовлетворяет поставленным задачам. Полученная система устойчива, и отрабатывает любые теоретически сколь угодно большие изменения коэффициента резания. Все элементы контура адаптации физически реализуемы, а данные, поступающие в контур (значения скорости и силы), могут быть легко получены с помощью тахогенератора и магнитоупругого преобразователя.