Адаптивная система управления

Адаптивная система управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е iiigg1g g

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 04. 79 (21) 27521 21/25-08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 23 Q 15/00

Государственный комитет

СССР йо делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.81 Бюллетень № 24 (53) УДК 21,947 (088.8) Дата опубликования описания 01.07, 81 (72) Автор изобретения

В, А. Новицкий (7l) заявитель

{54) АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для определения и поддержания оптимального режима резания.

Известна адаптивная система управления процессом резания, содержащая датчики термо-ЭДС и скорости резания, включенные на вход измерителя оптимальной скорости, выход которого со10 единен с блоком управления режимами.

Другой выход измерителя подключен к, одному из входов сравнивающего устройства. Выходы блока управления режимами соединены с управляющим входомт генератора ступенчатого направления и с управляющим входом коммутатора.

Выход генератора ступенчатого напряжения подключен к одному входу сравнивающего устройства и к одному входу2О коммутатора. Выход коммутатора соединен со входом усилителя, выход которого нагружен на исполнительный механизм 11.

Недостаток этой системы состоит в том,что она переключается в режим поддержания сразу после появления сигнала от измерителя оптимальности режима, тогда как могут существовать другие оптимальные режимы с большей скоростью резания, т.е. система не выбирает режим резания, соответствующий наибольшей скорости резания. Кроме того, в режиме измерения оптимальности процесса система обладает мень" шей помехоустойчивостью и, кроме того, в ней применен датчик линейной скорости резания, который сложен по конструкции и при непосредственной установке его на объекте мешает процессу резания.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, точности системы в ре- жиме измерения оптимальности процесса и обеспечение выбора оптимального режима, соответствующего наибольшей ско" рости резания.

841914 б

35 выходу распределительного устройства 15, другой выход которого соединен с другим входом дифференцирующего уст40 ройства 13, вход распределительного устройства 15 соединен с выходом фор45

55

Поставленная цель достигается тем, что в систему, состоящую из датчика термо-ЭДС, включенного на вход измерителя оптимальности режима, соединенного с блоком управления режимами генератора ступенчатого напряжения, соепиненного с коммутатором, усилителя, л исполнительного устройства включены

У. датчик угловой скорости или числа оборотов, запоминающее устройство и схемы выбора наибольшего значения, причем выход датчика угловой скорости или числа оборотов соединен со входом измерителя, один вход запоминающего устройства соединен с выходом измерителя оптимальности режима, другой вход запоминающего устройства соединен с выходом генератора ступенчатогс

I « напряжения, а выход запоминающего устройства соединен со схемой выбора наибольшего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства, другой вход которого соединен с выходом измерителя оптимальности режима, управляющие входы схемы выбора наибольшего значения и запоминающего устройства подключены к одному из выходов блока управления режимами .

При этом измеритель оптимальности процесса резания состоит из фильтра, выход которого соединен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен с нуль-детектором, управляющие входы дифференцирующего устройства и нуль-детектора соединены с выходом распределительного устройства, вход которого соединен с выходом формирователя, подключенного к выходу датчика угловой скорости резания или датчика числа оборотов.

Для повышения точности, дифференцирующее устройство может быть выполнено из аналого-цифрового преобразователя, включенного на выходе фильтра, выход преобразователя соединен со входом запоминающего устройства и с одним входом вычитателя, на другой вход которого включен выход запоминающего устройства, выход вычитателя соединен с нуль-детектором, управляющие входы аналого-щ1фрового преобразователя и вычитателя подсоединены к распределительному устройству.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — блоксхема измерителя оптимальности процесса; на фиг. 3 — схема дифференцирующего устройства.

Система состоит из датчика термо-ЗДС 1 и датчика 2 угловой скорости или числа оборотов, включенных на вход измерителя 3 оптимальности процесса, выход измерителя соединен с блоком 4 управления режимами и с одним входом запоминающего устройства 5, выход которого соединен со входом схемы 6 выбора наибольшего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства 7, другой вход которого соединен с другим выходом измерителя 3 оптимальности процесса. Управляющий вход генератоЪ ра 8 ступенчатого напряжения соединен с выходом блока 4 управления режимами, а.выход генератора 8 ступенчатого напряжения соединен с одним входом коммутатора 9 и с информационным входом запоминающего устройства 5. Другой вход коммутатора 9 соединен с выходом сравнивающего устройства 7, управляющие входы коммутатора 9, запоминающего устройства 5 схемы выбора наибольшего значения соединены с выходом блока 4 управления режимами, выход коммутатора 9 соединен с усилителем 10, нагруженным на исполнительное устройство 11.

Измеритель оптимальности режимов резания (фиг.2) состоит из фильтра 12, выход которого соединен со входом дифференцирующего устройства 13, выход дифференцирующего устройства 13 соединен с нуль-детектором 14, управ— ляющие входы которого и дифференцирующего устройства подключены к одному мирователя 16, другой вход с выходом блока 4 управления режимами, вход формирователя 16 соединен с выходом датчика 2 угловой скорости или числа оборотов. Дифференцирующее устройство 13 измерителя оптимальности режимов может состоять из аналого-цифрового преобразователя 17, выход которого соединен со входом запоминающего устройства 18 и с одним входом вычитателя 19, другой вход которого соединен с выходом запоминающего устройства 5.

Система работает следующим образом.

Режим поиска наибольшей оптимальной скорости резания осуществляется

841914

Формула изобретения подачей сигнала на блок 4 управления режимами, при этом запускается генератор 8 ступенчатого напряжения, кото» рый задает минимальное управляющее напряжение, соответствующее наимень- 5 шей скорости резания. Начинается процесс резания, информация с датчиков 1 термо-ЭДС и 2 угловой скорости подается на вход измерителя 3 оптимальности режимов резания. Измеритель оп- 10 ределяет оптимальность процесса резания и в случае оптимальности процесса на выходе появляется сигнал, который подается на запоминающее устройство 5, которое запоминает величи- 15 ну напряжения генератора 8 ступенча— того напряжения, а блок 4 управления режимами подает команду на изменение величины ступеньки выходного напряжения, соответствующее очередной ско- 2О рости резания, при которой необходимо исследовать оптимальность режима.

Происходит процесс резания при другой скорости, измеритель определяет ступень его оптимальности. При обнаруже- 25 нии оптимальности процесса на другой скорости резания запоминающее устройство 5 запоминает величину ступени напряжения, а схема выбора наибольше го значения выбирает наибольшее значение величины ступеньки и по команде с блока 4 управления режимами (ри достижении верхней границы скорости резания) подает на вход сравнивающего устройства 7 наибольшее по З5 величине напряжение, соответствующее наибольшей оптимальной скорости резания. Разностный сигнал с выхода сравнивающего устройства 7 приводит систему к скорости резания, соответствую-4О щей наибольшей оптимальности скорости резания.

Режим поддержания заданной скорости резания ничем не отличается от ра-боты известной системы в этом режиме. 45

В измерителе оптимальности процесса резания сигнал с блока 4 управления режимами запускает распределительное устройство 15, которое выдает импульсы начала интервала дифференцирования 50 и его конца. Сигнал с выхода датчика 1 термо-ЭДС проходит фильтр, где отфильтровываются помехи, и подается на вход дифференцирующего устройства 13, которое осуществляет дифферен- 5 цирование входного сигнала, и при равенстве нулю его выходного сигнала срабатывает нуль-детектор 14, который подает сигнал на блок 4 управления режимами и на вход запоминающего устройства 5. Интервалы начала и конца дифференцирования задаются с распределительного устройства, работающего синхронно со скоростью вращения заготовки. Этим достигается большая помехоустойчивость системы, так как значение температуры заготовки измеряется практически на одной образующей детали, чем исключаются влияния биений на показание измерителя.

Кроме того, настройкой распределительного устройства 15 можно добиться того, чтобы дифференцирование сигнала проводилось при определенной постоянной длине пути резания, чем достигается большая точность и помехозащищенность измерителя.

Применение в качестве дифференцирующего устройства аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства и вычитателя позволяет

1 осуществлять дифференцирование сигналов с высокой степенью точности.

Использование системы адаптивного уп-. равления процессом резания обеспечивает по сравнению с известными повышение производительности и помехоустойчивости, снижение себестоимости обработки.

Г (1. Адаптивная система управления процессом резания, состоящая из дат-: чика термо-ЭДС, измерителя оптимальности процесса резания, блока управления режимами, генератора ступенчатого напряжения, коммутатора, сравнивающего устройства, усилителя, исполнительного устройства, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и обеспечения выбора оптимального режима, соответствующего.наибольшей скорости резания, введены датчик угловой скорости или числа оборотов, запоминающее устройство и схема выбора наибольшего значения, причем выход датчика угловой скорости соединен со входом изме-. рителя, а выход измерителя оптимальности режима соединен с одним входом запоминающего устройства, другой вход запоминающего устройства соединен с выходом генератора ступенчатого напряжения, выход запоминающего устройст841914 ва соединен со схемой выбора наибольшего значения, выход которой соединен с одним входом сравнивающего устройства, управляющие входы схем выбора наибольшего значения и запоминающего устройства подключены к одному из выходов блока управления режимами.

2. Система по и. 1, о т л и ч а—

"ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, из- 10 меритель оптимальности процесса резания состоит иэ фильтра, дифференцирующего устройства, нуль-детектора, распределительного устройства, формирователя, причем выход фильтра соеди- нен со входом дифференцирующего устройства, выход которого соединен с нуль-детектором, а управляющие входы дифференцирующего устройства и нульдетектора соединены с выходом распре- >0 делительного устройства, на вход которого подключен формирователь, соединенный с выходом датчика угловой скорости или датчика числа оборотов.

3. Система по п. 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повыщения точности, дифференцирующее устройство состоит из аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства, вычитателя, причем вход аналого-цифрового преобразователя соедйнен со входам запоминающего устройства и с одним входом вычитателя, другой вход которого соединен с выходом запоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 666045, кл. В 23Q 15/00, 1977.

841914 дцррЕреицирующст уетроаст3о Рие. 3

Составитель В. Алексеенко

Редактор .В. Петраш Техред H. ВабуркаКррректбрЕ.-Рршко

Заказ 4951 15 Тираж 770 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва -35, Раушская наб.„ д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4