Субоптимальне нелінійне керування електроприводом системи стабілізації зусилля різання при металообробці - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукОфіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор, Струтинський Василь Борисович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", завідувач кафедрою конструювання верстатів та машин доктор технічних наук, професор, Потапенко Євген Михайлович, Запорізький національний технічний університет, професор по кафедрі електроприводу та автоматизації промислових установок Захист відбудеться "26 "січня 2010 р. об 14-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої Ради Д 26.002.04 Національного технічного університету України "Київський политехнічний інститут" за адресою: 03056, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету України "Київський политехнічний інститут" за вищевказаною адресою. Дисертація присвячена питанням розробки та дослідження нелінійних субоптимальних алгоритмів керування електроприводом системи стабілізації зусилля різання при металообробці, а також створенню на їхній основі систем керування, що забезпечують високу продуктивність обладнання та якість обробки деталей. Реалізована експериментальна система стабілізації зусилля різання на основі РСІ - плат, за допомогою якої виконано тестування отриманого нелінійного субоптимального закону керування.На якість керування у контурах стабілізації зусилля різання суттєво впливають неповнота інформації щодо керованого обєкта (у більшості випадків процесу різання), властивостей та умов функціонування електромеханічної системи; швидкий темп зміни їх параметрів в процесі металообробки. Таким чином, перед проектувальником ставиться завдання синтезу регулятора електроприводом подачі для контуру стабілізації зусилля різання (КСЗР) металорізального верстату з врахуванням нелінійного пружного звязку виконавчого механізму та збурюючих факторів, що діють під час різання. Мета і завдання дослідження - необхідно отримати нелінійні комбіновані субоптимальні закони керування електроприводом подачі системи стабілізації зусилля різання, що забезпечують високу продуктивність металорізальних верстатів та якість оброблювальних деталей. Для досягнення мети необхідно вирішити наступні завдання: - побудувати повну математичну модель контуру стабілізації зусилля різання, що враховує динаміку процесу різання, пружність та наявність зазорів у виконавчому механізмі верстату, а також збурення, що мають місце при обробці деталей; Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці: - математичної повної математичної моделі контуру стабілізації зусилля різання, що одночасно враховує обмеження на керування, інерційність процесу різання, пружність та наявність зазорів у виконавчому механізмі верстату, а також наявність зовнішніх збурень коливального характеру, що мають місце при металообробці;Досить широке розповсюдження все ще мають стандартні регулятори (П-, ПІ-, ПІД - регуляторів), а також корегуючи пристрої, що можуть бути отримані частотними методами або методом кореневого годографу, причому найбільше використовується саме П - регулятор зі змінним коефіцієнтом підсилення. Недоліком таких систем є суттєва чутливість до зовнішніх та внутрішніх збурень, що мають місце під час обробки деталей різанням, а також неможливість врахування нелінійностей, зумовлених наявністю зазорів у виконавчому механізмі та обмежень на виходах регуляторів. У той же час використання сучасних підходів до побудови систем керування на основі нейронних мереж, нечіткої логіки та генетичних алгоритмів дає можливість розробки регуляторів в умовах невизначеності, коли параметри системи можуть змінюватися, проте на практиці вони демонструють досить задовільні показники якості. На підставі аналізу зроблено висновок про необхідність розробки, дослідження та експериментального тестування алгоритмів керування електроприводами ССЗР, які б гарантували підвищення швидкодії системи; збільшення продуктивності обладнання; поліпшення якості оброблювальних деталей. Можна побачити, що якість перехідного процесу за зусиллям різання з використанням нелінійного субоптимального регулятора суттєво краще, ніж при використанні інших регуляторів, однак ще мають місце коливання у системі.В дисертаційній роботі набула подальшого розвитку теорія побудови систем керування електроприводами систем стабілізації зусилля різання при металообробці. На основі цього була вирішена актуальна науково - технічна задача синтезу, а також практичного дослідження нелінійного субоптимального регулятора, що забезпечує високу точність обробки деталі, а також дозволяє підвищити продуктивність обладнання, в цілому. На основі аналізу існуючих рішень в області побудови систем стабілізації силових параметрів обґрунтована актуальність розробки нелінійних субоптимальних алгоритмів керування, що забезпечують покращені показники якості обробки деталей при високій продуктивності металообробного верстату, при цьому простих з точки зору пра

Основний зміст роботи