Кафедра атс курсовая работа по «Теории автоматического управления» на тему система автоматического регулирования абзалилов В. Р. ст гр. Ау-321 Проверил: Коуров Г. Н. Уфа-2005

Задание

При фрезеровании заготовки погрешность обработки вызвана упругими деформациями системы СПИД и зависит от колебаний составляющей силы резания P_x. Колебания силы P_x обусловлено изменением величины суммарного припуска f_п. Погрешность обработки определяется по формуле:

(1)
где W – податливость системы шпиндель – стол;
Сила P_x определяется по формуле:
(2)
где C_p – коэффициент, учитывающий особенности условий обработки;
x, y, n, q, w – показатели степени;
D, z – диаметр и число зубьев фрезы;
B – ширина фрезерования;
S_z – подача на зуб;
- скорость вращения шпинделя.
Для заданной пары инструментальный и обрабатываемый материал выбираем значения коэффициентов и показателей степени: C_p=8.25; x=1.0; y=0.75; n=1.1; q=1.3; w=0.2. Податливость системы СПИД фрезерного станка 6Р12 (ширина стола 320 мм) W=40 мкм/кН.
Необходимо провести синтез САР, позволяющий стабилизировать погрешность обработки с точностью при изменении t_п в заданных пределах от t_п=0,8 до t_п=1.2.
Данные:
B=100мм D=150мм z=12 V=100м/мин
S=0.06мм/зуб Инструментальный материал – Т15К6
Обрабатываемый материал – углеродистая сталь P=2.5кВт
U=110В Тип станка – 2ПН180LYXЛ4 T1=0.118c
Т2=0,06с Тду=0с Тпу=0с Ти=0с

Двигатель 2ПН180LYХЛ4, мощность 4.2 кВт, напряжение 110 В, n ном=750 об/мин, КПД=82% Rя=1.69 Ом, Rдп=0.981 Ом, Rв=131/34.7 Ом, Lя=64 мГн, Jном=0.23 кг*м^2.

1 Анализ исходных данных

Схема взаимодействия электропривода подачи стола фрезерного станка приведена на рис. 1:

САР должна регулировать выходную координату с заданной точностью. Процесс резания на схеме обозначен функциональным блоком ПР. Блок задания (БЗ), состоящий из источника стабилизированного напряжения и резистора RЗ задает напряжение U_з, величина которого определяет величину задания выходной координаты САР. Из напряжения задания, при помощи сумматора (С) вычитается напряжение обратной связи. Вычитание происходит по алгоритму . Напряжение обратной связи подается с помощью измерительной системы выходной координаты процесса резания (ДУ), которая с точки зрения динамики представляет собой апериодическое звено первого порядка с постоянной времени Т_ДУ. Напряжение, получившееся в результате суммирования, подается на корректирующее устройство (КУ). Корректирующее устройство корректирует динамические свойства САР. Корректирующее устройство падает напряжение на усилитель (УС). Усилитель является безынерционным звеном. Усиленное напряжение поступает на вход преобразователя электрической энергии (ПЭ). Он преобразует электрическую энергию промышленной сети трехфазного переменного тока в электрическую энергию постоянного тока и регулирует величину выходного напряжения U, питающего цепь якоря двигателя Д. Преобразователь энергии является линейным звеном. С точки зрения динамики процесса ПЭ представляет собой апериодическое звено второго порядка с постоянными времени Т₁ и Т₂. Двигатель Д преобразует электрическую энергию в механическую энергию вращения вала. Двигатель является машиной постоянного тока с независимым возбуждением. Возмущение машины осуществляется обмоткой ОВД. Поток возбуждения в процессе регулирования не изменяется и остается равным его номинальному значению. Регулирование скорости двигателя осуществляется изменением напряжения якоря U. Вращение с вала двигателя передается на передаточное устройство (ПУ). Передаточное устройство – это механическая система, преобразующая механическую энергию вала двигателя в механическую энергию управляющего воздействия процессом резания. ПУ является линейным звеном. С точки зрения динамики он является апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Т_ПУ. Процесс резания (ПР) имеет входную координату X, выходную координату Y и на него действует возмущение f.
Учитывая все сказанное выше мы можем составить функциональную схему.