Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



нулю, отработка постоянных составляющих сигналов с датчиков 10 и 11 прекращается. В случае биения обрабатываемой детали с датчика 10, регистрирующего это биение, выделяется переменная составляющая и преобразуется в электрический сигнал, который подается на усилитель 14, где усиливается и в фазе поступает на последовательно включенные преобразователь 16, сервопривод 17. Последний отрабатывает переменную составляющую этого сигнала, что приводит к колебаниям опоры-призмы 12 с частотой, амплитудой и фазой, равными колебаниям обрабатываемой детали. При этом первоначальный зазор датчика 10 сохраняется в течение каждого оборота детали, что приводит к стабилизации амплитуды относительно колебаний детали и опоры-призмы.

Работа второго контура - стабилизации оси детали - позволяет скомпенсировать перемещения оси обрабатываемой детали под действием сил резания и свести к минимуму вибрации, возникающие в процессе обработки, а также повысить виброустойчивость системы деталь - опоры.

Третий контур - стабилизации положения вершины резца - работает следующим образом. Сигналы с датчика 10 контроля текущего размера (переменные составляющие) поступают на вход дифференциального усилителя 19. Датчик 18 закрепленный на резце 21, устанавливается помощью задатчика 20 относительно корпуса резцедержателя с начальным зазором Д4 , что соответствует заданной глубине резания. В процессе резания, в случае отжима резца или биения детали, появляются сигналы рассогласования на дифференциальном усилителе 19 по постоянной и переменной составляющим от датчиков 10 и 18. Усиленные сигналы с усилителя 20 поступают на вход электромагнитного преобразователя 22 с учетом знака, последний распределяет давление в рабочих полостях сервопривода 23 и перемещает резец 21 на величину пропорциональную отжиму резца (постоянная составляющая сигнала датчика 18), и на величину, пропорциональную амплитуде биения детали, но с обратным знаком.

Стабилизация положения вершины резца в статическом и динамическом состоянии в процессе резания позволяет повысить точность обработки в продольном и поперечном сечениях детали.

Работа трехконтурной автоматической системы, встроенной в естественную систему СПИД базового станка, позволяет исключить влияние износа и неточности изготовления направляющих и ходовых винтов, свести к минимуму вибрации, возникающие в процессе резания и передающиеся от внешних источников, а также повысить виброустойчивость системы СПИД, скомпенсировать влияние износа режущего инструмента на точность обработки. Как показывают эксперименты, использование предлагаемого устройства на токарном станке 1А616 при обработке нежестких деталей позволяет повысить точность обработки в 1012 раз в продольном и поперечном сечениях, в зависимости от режимов резания, производительность в 22,5 раза.

 

3. Структурная схема контура

 

На рис. 2 показана структурная схема первого контура САУ стабилизации уровня вибрации.

 

Рис. 2

Передаточные функции звеньев контура:

 

 

4. Анализ устойчивости контура

 

Передаточная функция разомкнутого первого контура:

 

 

Выделяем вещественную и мнимую части:

 

 

Исходя из полученных зависимостей, строим характеристики контура: АФЧХ, ФЧХ и АЧХ.

 

АЧХ:

ФЧХ:

 

Анализируя АФЧХ, приходим к выводу, что по критерию устойчивости Найквиста первый контур данной САУ устойчив, т. к. годограф не пересекает отрезок вещественной оси (- ∞; -1).

 

5. Переходный процесс

 

Построим переходную характеристику контура:

 

 

Из графика видно, что в данном случае переходная характеристика представляет собой колебательный процесс.

Построим график разности заданной и текущей функции А(t), учитывая, что

 

 

 

С помощью переходной характеристики и графика A(t) определяем время быстродействия звена. В данном случае оно равно времени, при котором h(t)=h(∞) + / 5%.

Время быстродействия звена: tб = 2,5 сек.

 

6. Определение оптимальных частот работы контура

 

Для этого необходимо построить АФЧХ для передаточной функции ошибки.

 

Анализируя АФЧХ функции ошибки, определяем, что оптимальными частотами работы контура будут частоты, близкие к нулю.

 

Список используемой литературы

 

  1. Капустин Н.М. Комплексная автоматизация в машиностроении: Учебник для Вузов. Академия, 2005.
  2. Конспект лекций по теории автоматического управления.
  3. Солодовников В.В. Теория автоматического регулирования.

s