Файл: И.А. Штефан Комбинированное управление процессом резания на фрезерном станке.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
6
соответствует коэффициент c p = 825 [7], используемый при расчете коэффициентов передачи ks и kt . За номинальные значения во всех вариантах приняты: глубины резания t30 = 0,2 мм; подачи So = 0,5 мм/об. В
качестве датчика обратной связи используется датчик У1 [8], имеющий коэффициент передачи kд=0,125 в/Н.
Таким образом, исходными данными для моделирования системы комбинированного управления на фрезерном станке приняты: c p = 825;
t30= 0,2 мм; So = 0,5 мм/об; kд=0,125 в/Н, а также данные, зависящие от номера варианта и приведенные в табл. 3.2.
где Pz ном – номинальное (требуемое) значение силы резания; uдо - сиг-
нал с датчика обратной связи в нулевой момент времени.
3. Выбрать типовой регулятор (2.9) или (2.11) в соответствии с заданным вариантом по данным из табл. 3.2 с учетом формул расчета построенных параметров регуляторов (2.10) и (2.12). Качество регулирования необходимо оценивать по прямым оценкам качества регулирования [5]: статистической ошибке ∆ст; времени регулирования tр; пе-
ререгулированию σ . Кривые переходного процесса необходимо построить с использованием алгоритма, полученного на основе разностных уравнений.
4. Промоделировать алгоритм комбинированного управления по данным табл. 3.2 в соответствии с заданным вариантом при 20 итерациях с учетом работы компенсатора и без него. В качестве регулятора использовать выбранный выше типовой регулятор. Эффективность функционирования системы произвести:
- по средне модульной ошибке
∆u = |
1 |
п |
|
∆u(i) |
|
, |
|
|
|||||
|
∑ |
|
|
|||
|
||||||
|
пi =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где ∆u(i) = u(i) −uд(i −1); n = 20 ;
- по среднеквадратичной ошибке
σст = |
1 |
n |
|
∑∆u2 (i) ; |
|
|
n i =1 |
|
- по максимально возможной ошибке
∆umax = max{∆u(1) ,KK, ∆u(n) }
(3.1)
(3.2)
(3.3)
7
Таблица 3.2
Исходные данные
№ |
Pz ном, |
То, |
Tt , |
D , |
B , |
uдо, |
tтр |
вар. |
Н |
с |
с |
мм |
мм |
в |
|
1 |
1000 |
1,1 |
1,2 |
60 |
50 |
97,25 |
0,01 |
2 |
800 |
1,0 |
1,1 |
50 |
60 |
76,00 |
0,05 |
3 |
825 |
1,1 |
1,0 |
65 |
40 |
80,40 |
0,025 |
4 |
850 |
1,15 |
1,15 |
80 |
45 |
83,14 |
0,015 |
5 |
875 |
1,0 |
1,2 |
50 |
36 |
85,13 |
0,03 |
6 |
900 |
1,2 |
1,0 |
40 |
32 |
87,36 |
0,04 |
7 |
950 |
1,15 |
1,2 |
100 |
50 |
99,18 |
0,005 |
8 |
1000 |
1,2 |
1,15 |
125 |
55 |
104,7 |
0,035 |
9 |
1050 |
1,25 |
1,0 |
60 |
60 |
108,6 |
0,045 |
10 |
1100 |
1,0 |
1,25 |
50 |
50 |
112,67 |
0,01 |
11 |
925 |
1,3 |
1,3 |
50 |
50 |
88,2 |
0,005 |
12 |
975 |
1,2 |
1,4 |
60 |
50 |
100,0 |
0,004 |
13 |
1025 |
1,0 |
1,2 |
70 |
65 |
99,2 |
0,012 |
14 |
1075 |
1,4 |
1,1 |
80 |
70 |
101,3 |
0,015 |
15 |
1020 |
1,2 |
1,3 |
60 |
60 |
98,9 |
0,011 |
16 |
910 |
1,1 |
1,2 |
60 |
55 |
87,6 |
0,008 |
При учете работы компенсатора предполагается, что глубина резания изменяется по линейному закону, т.о. имеется линейный тренд вида:
t3 (i) = t30 +i∆tkтр, |
(3.4) |
где kтр – коэффициент линейности изменения глубины резания. При
моделировании системы комбинированного управления с компенсатором рассматриваются два случая: глубина резания изменяется по линейному закону (3.4); глубина резания не только изменяется по линейному закону, но и подвержена действию случайных помех, т.е.
~ |
(i) = t3 (i) +η(i) , |
(3.5) |
t3 |
где η(i) – случайная ошибка, распределенная по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием.
8
Результаты моделирования представить в виде трех кривых изменения величины Pz (i) c оценкой эффективности работы системы по
формулам (3.1) ÷(3.3).
5. Оформить и защитить отчет по лабораторной работе.
4.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Какие факторы влияют на точность обработки на фрезерном
станке?
2.Достоинства и недостатки системы комбинированного управления процессом резания.
3.На основе какого подхода получена передаточная функция компенсатора?
4.От чего зависит точность работы компенсатора?
5.Чем обусловлен закон изменения силы резания?
6.Какими динамическими звеньями описываются каналы управления и возмущения процесса резания?
7.Что характеризует номинальный режим процесса резания?
8.Какие параметры влияют на коэффициенты передачи в моделях процесса резания?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Палк К.И. Системы управления механической обработкой на станках. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1984. – 215 с.
2.Теория автоматического управления: Учеб. / В.Н.Брюханов, М.Г.Косов, С.П.Протопопов, Ю.М.Соломенцев, Н.М.Султан-заде, А.Г.Схиртладзе; Под ред.Ю.М.Соломенцева. – 2-е изд., исп. – М.:
Высш.шк., 1999. – 268 с.
3.Лукас В.А. Теория автоматического управления. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1990. – 416 с.
4.Натурно-математическое моделирование систем управления / Сост.: И.А.Штефан, И.В.Чичерин, А.Н.Голованенко. – Кемерово:
КузГТУ, 2000. – 12 с.
5.Расчет оценок качества регулирования / Сост.: И.А.Штефан. – Кемерово: КузГТУ, 1996. – 29 с.
6.Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. – М.: Машиностроение, 1969. – 560 с.
9
7.Справочник технолога машиностроителя: В 2-х т. Т. 2 / Под ред. Г. Косиловой, Р.К.Мещеракова. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 495 с.
8.Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1965. – 928 с.
9.Математическое описание цифровых систем управления / Сост.: И.А.Штефан.- Кемерово: КузГТУ, 1996. – 26 с.
10
СОДЕРЖАНИЕ
1. |
ЦЕЛЬ РАБОТЫ......................................................................................................... |
1 |
2. |
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ................................................ |
1 |
3. |
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ .................................................................. |
5 |
4. |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.................................................................................. |
8 |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ......................................................... |
8 |
|
11
Составители Иван Адольфович Штефан Виктор Иванович Штефан
Анна Анатольевна Вшивцова
КОМБИНИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ РЕЗАНИЯ НА ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ
Методические указания к лабораторной работе по курсу "Управление процессами и объектами в машиностроении" для студентов направления подготовки
552900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств"
Редактор Е.Л.Наркевич
ИД № 06536 от 16.01.02.
Подписано в печать21.06.02 Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,5 Тираж 100 экз. Заказ ГУ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет.
650099, Кемерово, ул. Д.Бедного, 4 а.