Разработка системы автоматического регулирования процесса резания

Введение……………………………………………………………………………………………………………………………..2
Задание на курсовую работу………………………………………………………………………………………...4
1. Анализ исходных данных…………………………………………………………………………………………….5
2. Анализ процесса резания………………………………………………………………………………………….8
3. Разработка структурной схемы САР……………………………………………………………………10
4. Анализ устойчивости некорректированной САР……………………………………………….17
5. Выбор корректирующего устройства……………………………………………………………………18
6. Анализ качества САР……………………………………………………………………………………………….20
Заключение……………………………………………………………………………………………………………………….24
Список используемой литературы……………………………………………………………………………..25

Введение
Теория автоматического управления – наука, изучающая процессы управления, методы их исследования и основы проектирования автоматических систем в любой области техники.
В данной работе описана разработка системы автоматического регулирования температуры резания с запасами устойчивости по фазе и по модулю.

Данная САР предназначена для обеспечения заданной точности поддержания температуры, при заданных величинах возмущений.

Целью данной работы является проектирование системы автоматического управления (САР) среднеквадратической температурой в области резания. Данная САР должна поддерживать температуру в области резания на заданном уровне с определенной точностью и отвечать требованиям точности и быстродействия. Метод анализа и синтеза САР, примененный в данной работе - это метод с использованием логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ) системы. Он является наиболее удобным, благодаря простоте, наглядности и точности, и поэтому используется в данной работе.
Объектом управления в данной работе является процесс резания металла, который представлен математическим выражением. Процесс резания (ПР) следует представить как одномерный объект управления (ОУ), определив для звена ПР, что является выходной величиной, что является возмущающим воздействием, составить для ОУ структурную схему.

В связи с этим можно сформулировать цель анализа ПР как ОУ:

- подготовка к принятию решений о выборе типа системы автоматического управления выходной координатой объекта управления.

Анализ ПР как ОУ осуществляют в несколько этапов:

1) Определение состава выходной координаты ОУ.

2) Выбор выходной координаты, количественно определяющей качество хода ПР.

3) Выполнение математического описания ОУ, определяющего связи между выходной координатой и входной, возмущающими воздействиями.

4) Определение ограничений, в условии которых должен производиться ПР.

5) Определение состава управляющих координат.

6) Выбор управляющей координаты, оказывающий самое эффективное воздействие на выходную координату при соответствующих ограничениях.

7) Определение состава возмущений.

8) Определение диапазона изменения возмущений.

9) Определение отклонения выходной координаты при совместном действии возмущений.

10) Определение возможного диапазона изменения управляющего воздействия с целью выяснения возможности компенсации действия возмущений изменением управляющего воздействия.

11) Определение заданной точности регулирования выходной координаты.

12) Разработка структурной схемы ОУ.

Задание на курсовую работу

Оптимальная температура в зоне резания обеспечивает минимум интенсивности изнашивания режущего инструмента. При точении жаропрочного сплава ХН77ТЮР резцом ВК6М с параметрами заточки rв=1 мм; ?=0; ?=?1=100; ?=?1=450 оптимальная температура ?0 составляет 7200С. Температура в зоне резания для данной пары «инструмент-деталь» определяется выражением:
?0 = 267*(V^0.384)*(S^0.132)*(tп^0.098), 0С (1)
Для поддержания температуры в зоне резания на уровне ?0 с заданной точностью +-3% изменяем V, регулируя скорость вращения двигателя шпинделя nдш , при неизменном задании Sз.
Произвести синтез САР температуры резания с запасами устойчивости по фазе ??=500, по модулю ?L?6 дб, обеспечивающей заданную точность поддержания температуры, при заданных величинах возмущений.

Исходные данные:

Тип двигателя:
2ПН180LУХЛ4, мощность 10.0 кВт, напряжение 110 В,
Rя=0.065 Ом, Lя=2.25 мГн, Jном=0.23 кг/м


Режим резания:
Vд=20 м/мин, Sз=0,11 мм/об, nном=750 об/мин, КПД=80 %,
t п мин=1.5 мм, t п макс=1,1 мм.


Данные к элементам схемы:
Тду=0.0 с. Тпу=0.0 с. Тс=0.0 с.
Преобразователь энергии: Т1= 0.154 с., Т2=0.325 с.