Многокоординатный цифровой электропривод для систем программного управления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Бери, Юрий Давидович
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 195
Оглавление диссертации Бери, Юрий Давидович
Введение
В.1. Очерк развития цифровых систем воспроизведения движений (ОВД)
В.2. Современное состояние теории и технических средств СВД
В.З. Цели и задачи диссертационной работы.
Глава первая.ЦИФРОВЫЕ МЕТ'ОДЫ В СВД.
1.1. Характеристики применения цифровых методов в СВД.
1.2. Основные формы представления цифровых алгоритмов
Глава вторая. КИНЕМАТИКА И КОМПОНОВКИ ОБЪЕКТОВ
СВД. ПРОЦЕССЫ И РЕЖИМЫ СВД.
2.1. Некоторые сведения из кинематики твердого тела.
2.2. Кинематика типовых объектов СВД.
2.3. Состав СВД и функции отдельных устройств.
2.4. Основные процессы в системах числового программного управления .(ЧШО.
2.5. Анализ процесса воспроизведения движений.
2.6. Типовые режимы движения в СВД на примере станков с ЧПУ).
Глава третья. ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВД.
3.1. Анализ типовых динамических моделей.
3.2. Эффекты квантования по времени и уровню.
3.3. Анализ траекторных ошибок.
3.4. Требования к алгоритмическому обеспечению.
Глава четвертая. АЛГОШТШЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВД
4.1. Алгоритмы формирования задающих воздействий.
4.2. Алгоритмы формирования управляющих воздействий. ЮО
4.3. Идентификация в СВД. III
4.4. Требования к программно-аппаратным средствам (ПАС).
Глава пятая. ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАМШО
АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СВД.
5.1. Основные подходы при проектировании программно-аппаратных средств
5.2. Особенности ПАС СВД как систем реального времени
5.3. Архитектурные признаки ПАС СВД.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Разработка электропривода для металлорежущих станков на базе асинхронного двигателя с цифровой системой управления2011 год, кандидат технических наук Смирнов, Александр Андреевич
Разработка и исследование многокоординатных электроприводов на базе частотно-регулируемых электродвигателей и промышленных информационных сетей2011 год, кандидат технических наук Кукушкин, Михаил Сергеевич
Методологические и теоретические основы автоматизации испытаний изделий авиационной и ракетной техники на ротационных стендах2001 год, доктор технических наук Казанцев, Владимир Петрович
Разработка и исследование цифрового электропривода с квазиоптимальными алгоритмами регулирования частоты вращения1983 год, кандидат технических наук Залялеев, Сергей Равильевич
Моделирование и микропроцессорное управление электроприводом предельного быстродействия: На примере электромеханического усилителя рулевого управления2001 год, кандидат технических наук Таратынов, Олег Юрьевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многокоординатный цифровой электропривод для систем программного управления»
Рост требований к производительности труда и эффективности производства, повышение сложности и технологичности процессов и комплексности их автоматизации, стремление к экономии материальных и энергетических ресурсов, повышенное внимание к автоматизации научного эксперимента и технике физического моделирования привели к появлению в промышленности и в исследовательских организациях большого разнообразия электромеханических объектов, обладающих сложной кинематической структурой. Не претендуя на полноту перечисления, можно назвать следующие объекты: металлорежущие станки, особенно многокоординатные типа "обрабатывающий центр"; промышленные роботы и манипуляторы; устройства отображения графической информации, являадиеся внешними устройствами цифровых вычислительных машин (ЦВМ); автоматические расчерчивающие устройства, используемые при изготовлении фотошаблонов печатных плат и интегральных схем; динамические испытательные стенды, обеспечивающие физическое моделирование, в частности авиационные тренажеры и пилотажные стенды; радиотелескопы, управляемые от ЦВМ.
Несмотря на индивидуальные особенности перечисленных объектов и очевидные различия между функциональным назначением, их можно объединить в один класс - класс объектов, воспроизводящих движение. Необходимость автоматизации последних вызвала к жизни новый класс автоматических систем - электромеханических систем воспроизведения движений (ОВД). Здесь и далее под системами воспроизведения движений понимается комплекс устройств и средств, организованных соответствующим образом, для воспроизведения рабочими органами объекта плоских или пространственных траекторий с заданными динамическими характеристиками, а также для обеспечения необходимых технологических режимов.
В силу ряда причин, которые будут проанализированы ниже, успешная реализация современных СВД немыслима без привлечения средств цифровой вычислительной техники. Убедительным подтверждением этого служат системы числового программного управления (ЧПУ) металлорежущими станками, являющиеся наиболее типичными представителями класса СВД.
Представляется полезным проследить историю развития цифрового управления в общем, и цифровых СВД, в частности, привлекая примеры из области црограммного управления станками. Такой исторический экскурс совместно с анализом современного состояния средств и методов цифровой вычислительной техники позволит выделить актуальные задачи в области разработок и исследований цифровых СВД.
В.1. Очерк развития цифровых СВД
В октябре 1952 года на одной из американских выставок демонстрировался фрезерный станок с принципиально новым для того времени управлением - цифровым. Станок был оснащен системой, созданной в Массачусетском технологическом институте. К тому же времени относится и разработка первой советской системы числового программного управления, созданной группой инженеров под руководством А.Е.Кобринского.
Таким образом, формально рождение цифрового управления может быть отнесено к началу 50-х годов. Однако, 50-ые годы не ознаменованы широким внедрением средств и методов цифрового управления в промышленность, науку и технику. Главные причины этого: недостаток в разработке и эксплуатации цифровых вычислительных устройств; отсутствие объектов, требующих для автоматизации непременное использование цифровых вычислительных средств; недостаточное развитие элементной базы; отсутствие теоретических разработок в части анализа и синтеза систем цифрового управления.
К началу 60-х годов появились первые фундаментальные теоретические работы по автоматическим дискретным системам, системам наиболее близким к цифровым. Это в первую очередь работы Я.З.Цып кина [I ] , А.А.Фельдбаума [2] , Л.Т.Кузина [3] , Ю.Ту [4] , Э.Джури [5] . К этому же времени относится и появление соответствующей элементной базы - высокочастотной транзисторной цифровой электроники, интегральных схем малой степени интеграции и создание цифровых вычислительных машин, предназначенных для целей управления, так называемых управляющих вычислительных машин (УВМ). Эти обстоятельства создали предпосылки дня успешного внедрения в 60-х годах цифровых систем управления в ряд отраслей. По данным американского журнала " CONTROL ENGINEERING " число различных систем цифрового управления, внедренных в различные сферы производства, выросло с 35 шт. в 1961 году до 3000 шт. в 1970 году. Следует заметить, что подавляющее большинство упомянутых систем использовалось в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, т.е. в отраслях, не имеющих прямых связей с электромеханическими объектами.
Изменения, происходившие в 60-е годы, были не только количественными, но и качественными. Совершенствовались методы проектирования систем, улучшалась элементная база, растущие требования со стороны объектов заставляли разработчиков улучшать характеристики систем. Однако развитие цифрового управления носило скорее эволвдионный, чем революционный характер.
Первая половина 70-х годов характерна коренными изменениями как в практике цифрового управления, так, и что самое главное, идеологии его построения. Можно отметить, по крайней мере, два фактора, способствующие революционным изменениям. Прежде всего, это появление указанных выше новых сложных объектов, заставивших существенно пересмотреть как принципы построения, так и функциональные возможности систем цифрового управления. Во-вторых, создание новых средств вычислительной техники - мини-ЭВМ, машин дешевых, компактных, доступных для широкого круга научно-технической общественности, в корне изменило идеологию и принципы построения цифрового управления, особенно в области электромеханических систем.
К середине же 70-х годов оформилось новое теоретическое направление - цифровая обработка сигналов. Появление этой теории, частично основанной на уже упоминающихся работах по дискретным системам, было вызвано потребностями различных областей применения средств цифровой вычислительной техники, особенно в связи с системами сбора и обработки цифровой информации, распознавания изображений и речевых сигналов. Во второй половине 70-х годов появились работы, в частности [6,7] , в которых делаются попытки установить связь между теорией цифровой обработки сигналов и теорией управления.
Появление во второй половине 70-х годов как в СССР, так и за рубежом новой элементной базы - больших интегральных схем (БИС) в виде микропроцессорных наборов, схем оперативной и постоянной памяти, а также микро-ЭВМ на их основе - дало новый толчок цифровому управлению [6,7] .
Развитие числового программного управления станками за рассматриваемый тридцатилетний период протекало следующим образом. Пятидесятые годы и первая половина 60-х годов не принесли сколь--нибудь значительного успеха проимышленному использованию систем ЧПУ. В отечественной промышленности эти годы характерны созданием систем фазового управления с магнитной лентой. Ряд крупных недостатков сдерживал широкое распространение таких систем.
Начиная со второй половины 60-х годов вплоть до середины 70-х годов/ было выпущено много различных систем числового црог-раммного управления, получивших в настоящее время название -традиционные Л/С (ИимеяюаЬ СоытйоС ) системы. Их основная особенность - реализация всех системных функций на специально спроектированной аппаратуре. Хотя в тот же период времени были созданы управляющие вычислительные машины (УВМ) и на их основе различные системы цифрового управления, реализация ЧПУ осуществлялась на специализированных вычислительных устройствах (СБУ) с аппаратной (жестко запаянной) логикой функционирования. Это было связано с тем, что УВМ того времени не удовлетворяли разработчиков систем ЧПУ ни по экономическим, надежностным и массогабарит-ным показателям, ни по функциональным возможностям и быстродействию.
Построение систем ЧПУ на базе специализированных вычислительных устройств вызывало определенные трудности как на этапах разработки и цроизводства, так и на этапе эксплуатации. Для вновь разрабатываемых систем цриходилось заново проектировать и осваивать в производстве наиболее трудоемкую часть - аппаратную. Расширение функциональных возможностей уже имеющихся систем было крайне затруднительно, а зачастую и невозможно. Это сокращало срок морального старения системы. Трудности эксплуатации были в основном вызваны недостаточными сервисными функциями, отсутствием диагностических возможностей, бедностью функциональных возможностей.
Учитывая эти обстоятельства, становится понятным энтузиазм, с которым разработчики систем ЧПУ восприняли появление в начале 70-х годов новых универсальных вычислительных средств - мини-ЭВМ.
Использование мини-ЭВМ для числового программного управления привело к созданию в 70-х годах систем С/УС (Сомригей/эес/ Л0meRJCai Control ). При этом универсальность мини-ЭВМ и наличие у них программного уровня с присущей ему гибкостью позволили преодолеть большинство трудностей, возникающих при проектировании и обслуживании традиционных А/С -систем. Кроме того, мини-ЭВМ позволили существенно расширить функциональные возможности систем, значительно повышая при этом надежность и эффективность их использования.
Однако использование универсальных мини-ЭВМ в быстродействующих системах ЧПУ также натолкнулось на определенные трудности. Это связано с тем, что в отличие от СБУ, где специализация осуществляется аппаратными средствами и поэтому может быть реализована параллельность на уровне алгоритмов, программный уровень стандартных мини-ЭВМ позволяет лишь последовательное выполнение алгоритмов. При этом для сложных, особенно многокоординатных систем, быстродействие программного уровня универсальных мини-ЭВМ может оказаться недостаточным. В первых С А/С -системах эти трудности преодолевались с помощью подключения к мини-ЭВМ специальных внешних аппаратных устройств: арифметических расширителей, интерполяторов, блоков замыкания контуров положения. При этом возникала гибридная конфигурация системы: часть функций системы реализовы-валась программно, часть - аппаратно. Так, например, на станкостроительной выставке в Чикаго в 1972 году из 20 демонстрировавшихся CNC -систем лишь 4 были с чисто программной реализацией, остальные - с гибридной. Приблизительно такая же пропорция оставалась и на международной станкостроительной выставке EMOI в Париже в 1975 году. Дополнительная аппаратура существенно ухудшала стоимостные, надежностные и массогабаритные показатели CNC -систем, значительно снижая их преимущества перед традиционными НС -системами.
Поэтому в середине 70-х годов CNC -системы в основном были лишь выставочными экспонатами, а традиционные N0 -системы оставались основным средством автоматизации серийных станков. Так, по данным журнала "Электроника" в американской промышленности доля станков, управляемых от мини-ЭВМ, составляла менее 10% от общего числа станков с ЧПУ. В последние три - четыре года ситуация изменилась и -системы стали массовыми средствами автоматизации станков.
Внедрение цифровых методов и средств затронуло также и электроприводы, являющиеся основой построения систем воспроизведения движений. Цифровые методы управления были в центре внимания специалистов электропривода, начиная с 60-х годов. На втором конгрессе ИФАК в 1965 году были сделаны два доклада по использованию цифрового управления в электроприводах. Доклад В.Фритче (ФРГ) был посвящен принципам цифрового регулирования скорости двигателя постоянного тока и подводил итоги работ, проводимых в 60-х годах в ФРГ [8] . Доклад советских ученых Е.К.Круга, С.М.Дилигенского, Т.М.Александриди содержал принципы построения цифровых регуляторов для шагового электропривода. Появляющиеся в дальнейшем работы носили случайный характер и касались в основном цифрового управления шаговым электроприводом. Практические успехи чисто цифрового регулирования в системах электропривода до сих пор были незначительны.
Значительно успешнее развивались цифро-аналоговые системы электропривода. В этом направлении много сделано двумя ведущими в области электропривода научно-исследовательскими организациями СССР: ВНИИэлектроцривод (г.Москва), НИИКЭ (г.Новосибирск). Особенно следует отметить важность практической реализации дискретной ветви УБСР-ДИ и теоретического обоснования функционального состава, принципов построения отдельных элементов УБСР-ДИ и систем на ее основе, проведенных коллективом ВНИИэлектроцривод под руководством О.В.Слежановского [9] .
Недостаточное развитие систем электропривода с полностью цифровым управлением, по видимому, было предопределено в прежние годы отсутствием необходимой элементной базы и средств цифровой вычислительной техники, обеспечивающих стоимостные и массогаба-ритные показатели, конкурирующие с аналоговыми средствами. Кроме того, отсутствие теоретических разработок и практических методик проектирования цифровых систем электропривода заставляло разработчиков механически копировать законы и принципы управления, принятые в аналоговой технике управления, что не позволяло полностью использовать возможности и преимущества цифровых методов.
В настоящее время ситуация резко изменилась к лучшему и следует ожидать в ближайшие годы широкого внедрения средств цифровой техники также и в практику управления электроприводами. Такой вывод можно сделать, анализируя современное состояние теории и технических средств СВД.
В.2. Современное состояние теории и технических средств СВД
Известно, что уровень автоматизации процессов определяется тремя существенными факторами: требованиями со стороны автоматизируемых процессов и объектов; состоянием развития технических средств, имеющихся в распоряжении разработчиков систем; наличием теоретических разработок, определяющих возможности анализа и синтеза как отдельных подсистем, так и всей автоматизированной системы в целом. Когда на каком-либо этапе развития науки и техники указанные факторы соответствуют по уровню развития друг другу, создается наиболее благоприятная ситуация для автоматизации.
Для рассматриваемого класса автоматических систем - класса
- 15
СВД - эти факторы выглядят следующим образом.
Указанные выше объекты - многокоординатные станки, роботы, стенды динамических испытании и т.п. - предъявляют к системам управления высокие требования, выражаемые как количественно,например, точность воспроизведения траектории, требуемые динамические показатели воспроизведения (траекторные скорость и ускорение), размерность и радиус кривизны траектории; так и качественно, например, комплексность автоматизации.
Оценка современных технических средств, особенно средств цифровой вычислительной техники, показывает, что они могут удовлетворить разработчиков различных систем цифрового управления и, в частности, цифровых СВД. Действительно, появление в последнее время таких средств как микропроцессорные наборы различных типов и микро-ЭВМ на их основе; большие интегральные схемы оперативной и постоянной памяти, дисплейная техника; устройства внешней памяти в виде магнитных дисков, гибких магнитных дисков и схем на цилиндрических магнитных доменах; система стандартизированных интерфейсов, например, типа САМ АС - существенно расширило возможности и спктр применения систем автоматизации, в том числе и СВД.
Единой теоретичекой и методологической основы для построения цифровых СВД на сегодняшний день нет. Это связано, во-первых, с новизной и обширностью круга вопросов, подлежащих решению при проектировании цифровых СВД, а во-вторых, с большим разнообразием теоретических положений, которые должны быть использованы проектантами СВД. Причем эти положения зачастую разработаны в областях науки, слабо связанных между собой. Вот их далеко не полный список: классическая механика, автоматизированный электропривод, современная теория управления (методы пространства состояний, теория идентификаций и наблюдений), численные методы и программирование, теория вычислительных систем, теория цифровой обработки сигналов.
Анализируя современное состояние, можно сделать следующие выводы:
1. Современные электромеханические объекты предъявляют повышенные требования к системам управления, особенно в части их функциональных возможностей, быстродействия, а также их экономических и массогабаритных показателей.
2. Реализация многокоординатных быстродействующих СВД на двух крайних концепциях - специализированных вычислительных устройствах или универсальных мини-, микро-ЭВМ - вызывает определенные трудности. Современная элементная база - микропроцессорные наборы - позволяет строить цифровые управляющие средства, обладающие с одной стороны универсальным программным уровнем, а с другой - возможностью специализации на микропрограммном уровне практически без значительных потерь в быстродействии по сравнению с чисто аппаратными решениями и без привлечения дополнительного оборудования. Создание таких программно-аппаратных средств, ориентированных на использовании в СВД, обеспечит глубокое проникновение цифровых методов и средств, в том числе и для прямого цифрового управления электроприводами как частью системы, наиболее ответственной за качество воспроизведения движений.
3. Основой для формирования требований к архитектурным признакам и принципам построения программно-аппаратных средств (ПАС) должна служить алгоритмизация типовых функций СВД, общих для различных объектов. Алгоритмизация может быть цроведена с учетом результатов, полученных в различных областях науки и техники, часть из которых перечислена в настоящем разделе.
При этом можно добиться наиболее эффективной реализации СВД.
Такой путь следует признать наиболее целесообразным на данном этапе развития цифровой вычислительной техники и электроники.
В.З. Цели и задачи диссертационной работы
В соответствии с изложенным целью диссертационной работы является разработка и исследование многокоординатных цифровых электроприводов на базе ПАС, спроектированных специально для использования в СВД. Применение разработанных электроприводов в системах управления многокоординатных станков должно обеспечить расширение функциональных и технологических возможностей последних, их производительность и точность, надежностные и эксплуатационные показатели.
Основными задачами диссертации являются:
- анализ кинематических и компоновочных схем многокоординатных станков и режимов их работы;
- анализ динамических моделей контуров регулирования скорости и положения и оценка влияния на их характеристики динамических свойств механической части и эффектов квантования по времени и уровню;
- оценка влияния квантования по уровню и неидентичности динамических свойств механической части по отдельным координатам на траекторные ошибки;
- алгоритмизация основных функций, подлежащих реализации в цифровых многокоординатных электроприводах? оценка особенностей цифровой реализации выбранных алгоритмов;
- выработка на основании проведенной алгоритмизации требований к программно-аппаратным средствам, предназначенным для построения многокоординатных цифровых электроприводов;
- разработка програмшо-алпаратных средств с применением современных технических решений и реализация на их основе системы многокоординатных электроприводов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Получены соотношения для оценки ограничений добротности по скорости контура положения, обусловленных динамическими свойствами механической части и квантованием по времени и по уровню.
2. Получены выражения для траекториях ошибок многокоординатного электропривода, вызванных квантованием по уровню и неидентичностью контуров положения отдельных координат, обусловленной различием динамических свойств механической части.
3. Предложена методика оценки погрешностей рекурсивных алгоритмов формирования задающих воздействий в многокоординатном электроприводе, обусловленных ошибками усечения. Получены соотношения между погрешностями и ошибками усечения.
4. Предложен ряд алгоритмов формирования задающих ,и управляющих воздействий круговой интерполяции; компенсации неидеальности механической части, наблюдателей для системы электропривода с жесткой и нежесткой механической частью с учетом шумов квантования цифрового датчика положения. .
Практическая ценность.
1. Даны рекомендации по настройке цифровых контуров положения с учетом квантования по времени и уровню.
2. Проведено сравнение алгоритмов круговой интерполяции и выбран лучший из них с точки зрения чувствительности к ошибкам усечения. Даны рекомендации по выбору длины разрядкой сетки цифрового представления интерполируемых координат, обеспечивающей точность интерполяции.
3. Сформулированы требования к программно-аппаратным средствам, проблемно ориентированным на построение многокоординатных электроприводов.
4. Разработаны проблемно ориентированные программно-аппаратные средства, включающие в себя управлящую микроэвм МК20, набор интерфейсных плат связи с объектом и ряд программных систем, специализированных для управления многокоординатными электроприводами.
На базе созданных цроблемно ориентированных ПАС реализована система управления шестикоординатным станком типа ДФ320 производства Дмитровского завода фрезерных станков.
Реализация в промышленности. Разработанная техническая документация и макетные образцы ПАС и многокоординатных электроприводов на их основе переданы в Специальное конструкторско--технологическое бюро автоматизации тяжелого металлорежущего оборудования (СКТБ АТМО) ПО "Тяжстанкогидропресс" (г.Новосибирск) для выпуска установочной партии комплекта электрооборудования для станков с ЧПУ. Комплект предназначен для автоматизации станков ДФ320, ДФ320М производства ДЗФС, а также для уникальных станков, создаваемых в ПО "Тяжстанкогидропресс".
Документация и макетные образцы переданы также на ряд предприятий г.Новосибирска и Москвы, где они используются для модернизации станков с ЧПУ; для подготовки мелкосерийного производства систем автоматизации электромеханических комплексов; для реализации систем автоматизации динамических испытательных стендов.
Положения, выносимые на-защиту: I. Результаты анализа траекторию: ошибок многокоординатного электропривода, вызванных квантованием по уровню и неидентичностью контуров положения по отдельным координатам, обуслов
- 20 ленной различием динамических свойств механической части.
2. Методика оценки погрешности алгоритмов формирования задающих и управляющих воздействий, обусловленной ошибками усечения и результаты сравнительного анализа чувствительности различных алгоритмов круговой интерполяции к ошибкам усе -чения.
3. Рекомендации по настройке цифровых контуров положения с учетом квантования по уровню и времени.
4. Рекомендации по выбору длины разрядной сетки, обеспечивающей точность формирования задающих воздействий.
5. Структура программно-аппаратных средств для реализации многокоординатных цифровых электроприводов.
Диссертация является результатом работы автора в коллективе сотрудников отраслевой научно-исследовательской лаборатории электромеханических систем воспроизведения движений (ЛЭСВД) НЭТИ по хоздоговорным темам с рядом организаций Минетанкопрома, Минэлектротехпрома, Минавиалрома, Минрадиопрома. Целью работ по этим темам была разработка и исследование комплектного электрооборудования для построения многокоординатных цифровых электроприводов СВД на современной технической основе.
Основания для проведения работы.
- Постановление ГК СМ СССР по науке и технике № 526/260 от 22.12.80г. - раздел о.создании высоконадежных, пшрокорегулируе-мых, быстродействующих электроприводов. Одним из исполнителей этого раздела является НЭТИ.
- План важнейших научно-исследовательских работ по Новосибирскому электротехническому институту на 1976-1981г.г.
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Развитие теории модального управления для решения задач автоматизации технологических объектов2006 год, доктор технических наук Тютиков, Владимир Валентинович
Электромеханические и мехатронные элементы и устройства в системах управления для роботизированной автоматизации технологических процессов2004 год, доктор технических наук Мельников, Николай Викторович
Повышение точности электромеханических систем станков с ЧПУ2007 год, кандидат технических наук Капулкин, Борис Самуилович
Развитие теории и практика создания автоматического электропривода большой мощности в составе технологических комплексов1997 год, доктор технических наук Островлянчик, Виктор Юрьевич
Разработка систем управления шаговыми и вентильно-индукторными двигателями на базе специализированных микроконтроллеров и нового поколения силовых модулей2002 год, кандидат технических наук Трофимов, Сергей Александрович
Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Бери, Юрий Давидович
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с поставленными задачами основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Получены оценки ограничений добротности по скорости контура положения, обусловленные динамическими свойствами механической части и квантованием по времени и уровню.
2. Получены соотношения для траекторных ошибок многокоординатного электропривода, вызванных квантованием по уровню и неидентичностью контуров положения, обусловленной различием динамических свойств механической части.
3. Предложена методика оценки погрешностей алгоритмов формирования задающих воздействий в многокоординатном электроприводе, обусловленных ошибками усечения. Получены соотношения между погрешностями и ошибками усечения.
4. Предложен ряд алгоритмов формирования задающих и управляющих воздействий: круговой интерполяции, компенсации неидеальности механической части, наблюдателей для системы электропривода с жесткой и нежесткой механической частью с учетом шумов квантования цифрового датчика положения.
5. Даны рекомендации по выбору длины разрядной сетки, обеспечивающей требуемую точность формирования задающих воздействий, а также рекомендации по настройке цифрового контура положения с учетом квантования по времени и по уровню.
6. Сформулированы требования к архитектурным признакам проблемно ориентированных ПАС, предназначенных для реализации многокоординатных систем воспроизведения движения: длине машинного слова, системе команд, быстродействию, приспособленности к работе в реальном времени, многоуровневоети.
7. Разработаны проблемно ориентированные программно-аппаратные средства на основе управляющей микроЭВМ МК20, ряд программных систем для управления многокоординатным электроприводом. 8. Конструкторская документация и макетные образцы переданы в С КГБ АТМО ПО "Тяжстанкогидропресс" для выпуска установочной партии комплекта электрооборудования для автоматизации многокоординатных станков ДФ320, ДФ320М производства ДЗ£С.
Документация и образцы переданы также на ряд предприятий гг.Новосибирска и Москвы, где они используются для повышения технического уровня станков с ЧПУ и подготовки их для включения в гибкие производственные системы, для организации мелкосерийного производства систем автоматизации электромеханических комплексов; для автоматизации динамических испытательных стендов.
Список литературы диссертационного исследования Бери, Юрий Давидович, 1984 год
1. Цыпкин Я.З. Теория Линейных импульсных систем. — M.:Физматгиз, 1963. - 968 с.
2. Фельдбаум A.A. Вычислительные устройства в автоматических системах. М.: Физматгиз, 1959. - 800 с.
3. Кузин Л.Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. М.: Машгиз, 1962. - 683 с.
4. Ту Ю. Цифровые и импульсные системы автоматического управления.- М.: Машиностроение, 1964. 703 с.
5. Джури Э. Импульсные системы автоматического регулирования.- М.: Физматгиз, 1963. 455 с.
6. Уилски A.C. Взаимосвязь между теорией цифровой обработки сигналов и теорией управления и оценивания. Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1978, të 9,с.5-33.
7. Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1978, Ш 2, с.5-172.
8. Фритче В. Преимущества и область применения цифрового регулирования числа оборотов. M., 1963. - 36 с.
9. Слежановский 0.В.,Бирюков A.B.Дуторецкий В.М. Устройства уни филированной блочной системы регулирования дискретного типа (УБСР-Д). М.: Энергия, 1975. - 256 с.
10. Принципы построения цифровых следящих электроприводов с предельными характеристиками /Бай Р.Д.,Бери 10.Д.,Каган В.Г.,
11. Фельдман A.B. Электротехника,1976, № 9, с.21-25.
12. Дерусо П., Рой Р., Клоуз Ч. Пространство состояний в теории управления. М.: Наука, 1970. - 620 с.
13. Хькшсман Л.П. Активные фильтры. М.: Мир, 1972. - 516 с.
14. Рабинер Л.,Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. - 848 с.
15. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. - 184 с.
16. Директор С.,Рорер Р. Введение в теорию систем. М.: Мир, 1974. - 464 с.
17. Айзерман М.А. Классическая механика. М.: Наука,1980. -367 с.
18. Киселев В.М. Фазовые системы числового программного управления станками. М.: Машиностроение,1976. - 352 с.
19. Врагов 10.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.
20. Кулаков Ф.М. Супервизорное управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1980. - 448 с.
21. Каган В.Г. Электроприводы с предельным быстродействием для систем воспроизведения движений. М.:Энергия,1975. -240 с.
22. Фрер Ф.»Орттенбургер Ф. Введение в электронную технику регулирования. -М.: Энергия, 1973. 190 с.
23. Теория автоматического регулирования /Под ред. Солодовнико-ва В.В. М.:Машиностроение, 1964. - т.2 - 703 с.
24. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1979. - 255 с.
25. Макаров И.М.,Менский Б.М. Таблицы обратных преобразований Лапласа и обратных Н -преобразований. М.: Высшая школа, 1972. - 247 с.
26. Агурский М.С.Вульфсон И.А.Ратмиров В.А. Числовое программное управление станками.-М.:Машиностроение,1966. 379 с.- 151
27. A.C. 637783 (СССР). Круговой интерполятор /В.Г.Каган, ' 10.Д.Бери,Б.И.Акимов и др. Опубл. в Б.И.,1978, № 46.
28. Демидович Б.П.,Марон И.А. Основы вычислительной математики.- М.: Наука, 1970. 664 с.
29. Менский Б.М.Принцип инвариантности в автоматическом регулировании и управлении. М.:Машиностроение,1972. - 247 с.
30. Бери Ю.Д. Некоторые алгоритмы цифрового управления электроприводами постоянного тока. В кн.: Беспазовые электрические машины и системы их управления. - Новосибирск:НЭТИ, 1976,с.59-70.
31. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.¡Наука,1967. - 575 с.
32. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния. ГЛ.:Мир, 1975. - 683 с.
33. Калман Р.Е.,Быоиси P.C. Новые результаты в теории линейной фильтрации и упреждения. Труды американского общества инженеров-механиков, серия Д, 1961, JS I.
34. Квакернак X, Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления.- М.: Мир, 1977, 650 с.
35. Анализ современных тенденций построения системы числового программного управления /Акимов Б.PI.,Бери Ю.Д.,Каган В.Г., Хрычев A.A. В кн.: Вопросы разработки комплектных электроприводов с предельными показателями. - Новосибирск:НЭТИ,I982, с.11-18.
36. Принципы построения программно-аппаратных средств ЧПУ /Акимов Б.И.,Бери Ю.Д.,Каган В.Г.Дрычев A.A. В кн. ¡Программное управление производственными установками. - Л.: ЛДНТП, 1981, с.10-13.
37. Хикс П. Лаконичность программ -основное достоинство языка ФОРТ. Электроника, 1979, të 6, с.44-50.
38. Карцев М.А. Архитектура цифровых вычислительных машин. М.: Наука, 1978. - 295 с.
39. Хассон С. Микропрограммное управление. Вып.1. М.: Мир, 1973. - 240 с.
40. Опыт разработки аппаратных средств для цифровых систем воспроизведения движений /Акимов Б.И.,Бери 10.Д., и др. В кн. : Электромеханические системы воспроизведения движений и их элементы. - Новосибирск:НЭТИ, 1981, с.III-126.
41. Кяепрер D-, Sckck L. StRuktuR des SINUME-RIK-Systemô. SieneNS - ÎNeRgietechni^, /98/, M* 8-9 , p. 253-25F
42. Цикритзис Д.,Бернстайн Ф. Операционные системы. M.:Мир, 1977. - 336 с.
43. Дейкстра Э.В. Взаимодействующие последовательные процессы.- В кн.: Языки программирования /Под ред. Ф.Женюи. М.:Мир, 1972, с.9-86.46 • HoQRe САД. MonitoRS ореьайыд sisteti simtuRiag CONcept, CotiMUNLCatiONS of A CM. f S 74, voC.ro, №/0, a 619-557
44. Турский В.M. Методология программирования. M.: Мир,1981.- 265 с.48. \JoiNOViC В. KeRNeL Red Tim в/зтем. IFAC/lflp V/oRkshop on Real Теме Ряодяаммшд„ 7977.p 7Ö9-/43
45. Таненбаум Э. Многоуровневая организация ЭВМ. М. :Мир, 1979. - 547 с.
46. Джонсон К. АДА последний и окончательный язык? - Электроника, 1981, гё 3, с.35-45.
47. Rudy& M.ßetR/eöss{/steM öiidet SoftwoRe Busr SLeAtRON/ß , 1982, №2, p 67-6Q
48. Эванчук С. Программные средства. Электроника,1982, J6 21, с.73-79.
49. Цифровой двухкоордтнатный электропривод для систем программного движения /Акимов Б.И.,Бери Ю.Д.,Каган В.Г.и др. В кн.: Материалы УШ научно-технической конференции по вопросам автоматизации производства. Том I. - Томск, 1974. - 98 с.
50. A.C. 317770 (СССР). Цифровой следящий электропривод /Каган В.Г., Бери Ю.Д.и др. Опубл. в Б.И., 1974, 8.
51. Каган В.Г.,Бери Ю.Д.,Рояк С.Л. Разработка цифрового электропривода для систем программного управления металлорежущими станками. В кн.: Системы электропривода и автоматики металлорежущих станков. Часть 2. - Л.:ЛДНТП,1971, с.3-5.
52. A.C. 42II007 (СССР). Двоично-десятичный сумматор /Каган В.Г., Акимов Б.И., Бери Ю.Д. и др. Опубл. в Б.И.,1974, № II.
53. A.C. 488206 (СССР). Устройство для сложения /Акимов Б.И., Бери Ю.Д.Дрычев A.A. Опубл. в Б.И.,1975, № 38.
54. A.C. 195537 (СССР). Устройство нелинейной дискретной коррекции системы автоматического регулирования вентильного ;электропривода /В.Г.Каган. Опубл. в Б.И.Д967, В 10.
55. A.C. 286024 (СССР). Электропривод с токовой отсечкой /В.Г.Каган. Опубл. в Б.И., 1970, В 34.
56. Разработка комплектного электрооборудования для многокоординатных станков /Каган В.Г.,Бери Ю.Д.,Акимов Б.И. Дрычев A.A. В кн.: Проблемы управления промышленными электромеханическими системами.- Л. , 1982, C.III-II2.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.