Сущность измерения. Идеализированная блок-схема. Метрологическое обеспечение производства. Основные преимущества использования адаптивных систем. Универсальные средства измерений, страница 5

Адаптивные системы проектируют так, чтобы компенсировать изменение внешних условий с помощью управления отдельными характеристиками системы и внесения изменений в механизм управления для достижения оптимальных ха­рактеристик системы.

Адаптивные системы отличаются от систем управления с обратной связью или систем оптимального управления тем, что дают возможность охватить изме­няющиеся внешние условия. Системы с обратной связью и системы оптимального управления функционируют при известных или детерминированных внешних ус­ловиях. Если же внешние условия существенно меняются, указанные системы мо­гут работать неудовлетворительно.

Адаптивные системы оценивают внешние условия, точнее собственные характеристики с учетом внешних условий, и вносят в эти характеристики изменения для их оптимизации. Этот сложный механизм реализуется с помощью трех функций, характерных только для адаптивных систем:

1.  Функция идентификации. Эта функция определяет мгновенное качество процесса. Поскольку с течением времени внешние условия меняются, изменится и качество системы, следовательно, функция идентификации является величиной, которая должна изменяться во времени. Процесс идентификации системы может включать множество всевозможных из­мерений. Он может включать оценку выбранной математической моде­ли процесса или вычисление показателя качества на основе измерений параметров процесса, можно сравнить мгновенное качество процесса с
некоторым желаемым оптимальным показателем.

2.  Функция принятия решений. Как только показатель качества системы установлен, необходимо определить, как следует настроить механизм управления, чтобы повысить качество процесса. Такая процедура при­нятия решения реализуется с помощью программы управления, зало­женной проектировщиком системы. В зависимости от программы
управления решение может заключаться в изменении одного или не­скольких управляемых входов процесса.

3.  Функция настройки. Эта функция адаптивного управления заключается в реализации принятого решения. Функция настройки связана с физиче­ской или механической перестройкой системы. Эта настройка реализу­ется аппаратно, а не программно и включает такие изменения парамет­ров или переменных процесса, которые переводят процесс в состояние, близкое к оптимальному.

Общая архитектура системы адаптивного управления.

Адаптивная система первоначально определяет текущее значение качества процесса с помощью измерения его входных и выходных параметров.

В зависимости от текущего состояния качества в рамках процедуры приня­тия решения определяют изменения, необходимые для повышения качества сис­тем.

Изменения реализуются с помощью функций настройки.

Постановка задач проектирования адаптивных систем.

Системы адаптивного управления

Процесс обработки на металлорежущих станках характеризуется значительными колебаниями параметров заготовок, изменением свойств упругой системы станка в рабочем пространстве, параметров срезаемой стружки, геометрии резания и т.д. Колебание твердости заготовок (НВ) вызывается неравномерностью твердости исходного материала, особенностью заготовительных операций (образование литейной корки с включением большей твердости, возникновение по­верхностного слоя повышенной твердости при ковке, штамповке и т.п.), а также процессом термообработки. Экспериментальные исследования показывают, что колебание твердости в пределах одной заготовки составляют 10—15%, а в пределах партии однотипных заготовок до 40 %.

Погрешность заготовки (неравномерность припуска h) на данной операции или переходе определяется методом ее получения или погрешностью обработки на предыдущей операции. Например, в условиях единичного и мелкосерийного производства допускаемые отклонения на размеры отливок в разовые формы из чугуна, стали, цветных металлов и сплавов, регламентируемые ГОСТ, составляют 2—б мм для заготовок средних размеров и 10—20 мм для крупногабаритных заготовок. Допуски на изготовление поковок из сталей, титановых сплавов и др., получаемых ковкой в подкладных штампах, согласно ГОСТ составляют 2 — 12 мм и более в зависимости от размеров заготовок. При получении заготовок из слитка или прутка, вырезкой из листа и т.д. они существенно отличаются как по форме, так и по размерам от готовой детали.