Системы управления движением машин Задачи управления движением

В практике станкостроения и машиностроения нередко возникает необходимость в синхронизации движения нескольких исполнительных механизмов. Решение подобных задач вызывает серьезные затруднения в подъемных устройствах, в приводах металлорежущих станков, в системах управления различных машин, когда исполнительные механизмы удалены друг от друга на значительное расстояние и, благодаря их сложному пространственному взаиморасположению, между ними трудно создать жесткую связь. [c.105]

Результатами решения этих задач являются сведения о динамических нагрузках в элементах и звеньях системы привода, о пиковых значениях токов, напряжений, давлений в двигателях и системах управления, т. е. о величинах, определяющих работоспособность и надежность систем сведения о точности воспроизведения заданных траекторий и положений рабочих органов сведения о временах протекания переходных процессов сведения о характере колебательных процессов и т. д. Для обработки результатов моделирования и получения на их основе простых соотношений, связывающих показатели динамического качества системы привода с конструктивными параметрами ее элементов, применяется аппарат вторичных математических моделей (ВММ). Для получения ВММ исходная математическая модель (ИММ), т. е. система уравнений движения объекта, исследуется на ЭВМ по определенному плану при различных сочетаниях параметров. Зафиксированные в машинных экспериментах результаты обрабатывают либо методами множественного регрессионного анализа, либо с помощью алгоритмов распознавания образов. В первом случае получают количественные соотношения, позволяющие определять динамические показатели системы в функции ее параметров. Во втором случае получают выражения для качественной оценки соответствия изучаемого объекта заданному комплексу технических требова- [c.95]

С методами определения оптимальных управлений в линейных динамических системах при квадратичных критериях качества мы познакомимся в ходе решения одной из наиболее простых задач оптимального динамического синтеза. Рассмотрим машинный агрегат с жесткими звеньями (рис. 99). Предположим, что управление установившимся движением осуществляется приложением управляющего воздействия Au(i) на входе двигателя и управляющего момента U t) к его выходному звену. Уравнения движения машинного агрегата записываются в этом случае в форме (4.41). Предположим также для упрощения, что момент инерции двигателя 7д является постоянным, а его статическая характеристика не содержит в явном виде координату q. Динамическую характеристику двигателя примем в форме (4.42). При сделанных предположениях имеем [c.316]

Для первой группы проблем разрабатывают методы, при помощи которых можно описать движение машины уравнениями, излагают способы решения этих уравнений для периодических и переходных режимов движения. Для второй группы разрабатывают методы расчета маховых масс, благодаря которым создается заданная неравномерность движения. Сюда же следует отнести и вопросы, касающиеся автоматического регулирования и программного управления различными системами, в состав которых входят машины. Автоматическое управление механическими системами в настоящее время получило настолько широкое развитие с применением специальных методов исследования, что задача об автоматическом регулировании и управлении выделяется из общей проблемы динамического исследования машин в самостоятельную теорию автоматического регулирования и управления машинами. [c.5]

Исследование режимов работы вибрационной дробилки под нагрузкой, представленной реологической моделью, наиболее целесообразно проводить на ЭМУ и ЭЦ.М. При решении задачи на ЭМУ производят замену переменных в уравнениях движения щеки дробилки и движения модели, адекватной дробимой горной массе, т. е. приводят уравнения к машинному виду. По машинным уравнениям с учетом трансцендентных уравнений определяют параметры устройства для моделирования. Устройство для моделирования вибрационной дробилки под нагрузкой содержит следующие основные структурные элементы генератор внешних воздействий для получения возмущения ЛрО- os (ЙТ+ ф) устройство для моделирования уравнения движения щек и устройство для моделирования системы уравнений движения по оси х устройство для. -моделирования системы уравнений движения по оси у логические структурные схемы управления согласно трансцендентным уравнениям. [c.398]

Нелинейные механические системы, нагруженные случайными силами, имеют широкое применение в технике. Например, в амортизаторах систем виброзащиты приборов, машин, конструкций, а также в системах управления летательными аппаратами и т.д. Решение нелинейных задач динамики, как правило, связано с большими трудностями. Как известно, получить решение нелинейного уравнения общего вида в аналитической форме (даже для наиболее простого уравнения второго порядка) нельзя — не говоря уже о решении системы нелинейных уравнений движения механических систем, нагруженных детерминированными или случайными силами. [c.217]

Современный уровень развития автоматики позволяет создать автоматическую систему машин, которая может выполнять практически любую заданную программу движений, какой бы сложной она ни была. Для этого заданную программу нужно выразить в форме уравнения, графика или совокупности цифровых данных, преобразовать их в последовательность сигналов и ввести в канал управления автоматической системы. Если математические равенства, выражающие порядок разрешения задачи управления, получатся очень сложными, то это не является препятствием к их разрешению, так как на помощь человеку приходят вычислительные машины с их огромными возможностями. [c.10]

При подготовке к производству каждого нового станка или другой машины требуется значительное количество приспособлений, кондукторов, копиров и другой оснастки, которая необходима при изготовлении самых различных деталей. Время, которое необходимо только на обработку этой оснастки, исчисляется сотнями тысяч часов и связано с затратой очень больших средств. Именно для решения этих технологических задач и предназначаются многие образцы станков, оснащенных системами программного управления, которые автоматизируют обработку деталей, имеющих сложные профили и поверхности. Система управления должна при этом обеспечивать заданное относительное движение инструмента и заготовки без применения копи- [c.152]

Учтены изменения, вытекающие из ПТР (издания 1969 г.), в которых предусмотрено производство тяговых расчетов на электронных цифровых вычислительных машинах (ЭЦВМ). В главах 6 и 12 изложены некоторые численные методы приближенного решения обыкновенных дифференциальных уравнений, которые являются языком алгоритмов, наиболее приспособленных к тяговым расчетам на электронной машине рассмотрены примеры решения тяговых задач при помощи ЭЦВМ дано понятие о работе системы автоматического управления движения поезда (САУ — автомашиниста ) и моделирующей машины для тяговых расчетов. [c.4]

Дистанционное управление работой комплекса последовательно расположенных транспортирующих машин с применением автоматических устройств. Эта задача включает в себя а) последовательный автоматизированный пуск и остановку группы конвейеров транспортной системы с центрального пульта управления б) автоматический контроль вступления в работу (и выключения) каждого конвейера системы с необходимой выдержкой времени, обеспечивающий нормальное непрерывное движение транспортируемого груза. Пуск системы конвейеров производят в обратной последовательности движению груза первым пускают последний конвейер последовательной системы, за ним автоматически включается расположенный перед ним конвейер и последним — первый конвейер системы, чтобы обеспечить подачу груза без завалов на уже работающую машину. Остановку системы конвейеров осуществляют в обратном порядке сначала останавливают первый, загружающий конвейер, затем последовательно, автоматически, с необходимой выдержкой времени, достаточной для освобождения конвейера от находящегося на нем груза, останавливаются последующие (по потоку груза) конвейеры, вплоть до последнего, который останавливается после полного освобождения его от груза. [c.16]

Аналитический период — это период формирования математического аппарата механики на базе математического анализа, новых достижений математики ХУШ-ХХ вв., установленных физических законов и принципов. Это время бурного расширения круга естественно-научных и технических задач, решаемых методами аналитической механики, и, как следствие, дифференциации механики в соответствии с физическими моделями (точка, система точек, абсолютно твердое тело, деформируемое тело, жидкость, газ, плазма, многофазная среда), конкретными задачами (небесная механика, баллистика, теория машин и механизмов, теории упругости и пластичности, сопротивление материалов, механика композиционных материалов, механика жидкости и газа, теория управления движением,...) и особенностями их математической постановки (расчет характеристик, оптимизация, анализ устойчивости,... ). [c.10]

При разработке новых конструкций машин возникает необходимость постановки, в той или иной форме, задач динамического синтеза, целью которого является получение законов движения исполнительных органов, т. е. законов изменения некоторых выходных координат системы, удовлетворяющих определенной совокупности технических требований. Методы достижения этой цели весьма разнообразны часто динамический синтез совмещается с кинематическим синтезом механизмов, состоящим в выборе функций положения (1.3). Если при динамическом синтезе считать заданными функции положения механизмов и динамические модели отдельных частей машины, решение задачи, синтеза сводится к определению управлений — законов изменения входных параметров u, t), s = l,. . ., I, обеспечивающих выполнение поставленных требований. Решение этой задачи часто оказывается не единственным, что позволяет выполнить некоторые дополнительные условия и, в частности, поставить задачу оптимизации законов движения. Методам динамического синтеза посвящена гл. IV. [c.14]

В разделе Динамика машин и механизмов изучается движение функциональных частей машины с учетом действуюпщх сил и инертности механической системы. Силы оценивают механическое воздействие между элементами звеньев при их движении, связанным с выполнением рабочего процесса и преобразованием энергии. Характеристиками инертности являются масса, моменты инерции и центры масс звеньев. Решение задач динамики на стадии проектирования машины, обеспечения динамических характеристик в заданных границах при изготовлении и эксплуатации машин основано на определенных расчетных процедурах. Расчетные динамические модели могут отражать связи между функциональными частями машины с разной степенью идеализации. Обоснованный выбор динамической модели и ее параметров предполагает использование моделей разной сложности в зависимости от заданных требований к динамическим характеристикам машины и ее функциональных частей. Например, наиболее простые динамические модели используются при допущениях отсутствия податливости звеньев (жесткие звенья), линейности передаточных кинематических функций механизмов, отсутствия динамических эффектов в системе управления движением машины при работе на разных режи- [c.102]

Бортовые цифровые вычислительные комплексы (БЦВК) нашли широкое применение на ЛА в системах управления движением центра масс, в контуре автопилота для решения задач стабилизации полета, а также для контроля работоспособности различной аппаратуры, обработки научной информации и передачи ее на Землю. В состав БЦВК входят различные бортовые вычислительные машины (БЦВМ). [c.85]

Таким образом, реализация оптимального управления является сложной и в большинстве случаев практически невыполнимой задачей. Тем не мепее полученное решение задачи оптимизации имеет практическое значение. Подставив найденное выражение для vit) в (21.17), можно вычислить минимальное значение критерия качества управления. Очевидно, что любое управление V t), отличное от оптимального, каким бы способом оно ни было осугцествлепо, дает функционалу (21.17) большее или но крайней мере не меньшее значение. Поэтому найденное оптимальное решение дает представление о предельных возможностях управления движением машины, которые не могут быть превзойдены ни при какой технической реализации управляющего устройства. Определяя величину функционала (21.17), достигаемую при использовании того или иного способа управления, и сравнивая ее с минимумом, можно определить степень близости реализуемого управления к оптимальному и решить вопрос о целесообразности дальнейшего нриближепия к оптимуму, что обычно связано с конструктивным усложнением системы. [c.320]

Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981 — 1985 годы и на период до 1990 года , принятые на XXVI съезде КПСС, предусматривают создание и внедрение в производство принципиально НОВОЙ техники, обеспечение роста выпуска машин и агрегатов большой единичной мощности и производительности и законченных систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства. Выполнение ЭТОЙ задачи во многом определяется необходимостью повышения надежности деталей и узлов машин. Одним из наиболее ответственных узлов, определяюцдих надежность и безопасность эксплуатации машин и механизмов, являются тормозные устройства, входящие в состав большинства дгашин. Под тормозным устройством понимается сочетание собственно тормоза, т. е. рабочего (исполнитель-Еюго) механизма, непосредственно создающего искусственное сопротивление движению машины, с системой управления и приводом, приводящим тормоз в действие. В автотранспорте вместо термина тормозное устройство применяют термин тормозная система . [c.3]

Рассмотрим теперь вторую часть общеГг задачи управления движеии-еи, состоящую в реализации программ управления путем выработки команд, подаваемых на органы управления движущегося объекта. На морских судах эта задача возлагается на рулевого, управляющего рулем и двигательной установкой судна (машиной) с целью обеспечения дзиж ения судна по заданному курсу и парирования действующих ка судно возмущений (волнение, ветер, морские течения и пр.). На воздушных судах (самолетах, вертолетах, дирижаблях) данная задача возлагается на пилота, функции которого аналогичны функциям рулевого. При управлении движением в автоматическом режиме задача отработки программ управления и обеспечения устойчивости движения возлагается на соответствующую часть общей системы управления, называемую на морских судах авторулевым, а в авиации - автопилотом. На ракетах эту часть системы управления принято называть системой стабилизации движения, хотя термин "автопилот" используется в зарубежной литературе применительно и к ракетам. [c.33]

К концу 1966 г. намного увеличилась протяженность линий, оборудованных совершенными средствами автоматики и телемеханики. Если еще в 1958 г. устаревшие (жезловая и телефонная) системы сигнализации и связи использовались более чем на двух третях железнодорожной сети, то в 1966 г. они оставались лишь на 17% общей длины сети в пределах малодеятельных линий и ветвей, уступив место полуавтоматической блокировке, автоматической блокировке и диспетчерской централизации. С 1958 г. сначала на подмосковном участке Кунцево—Усово и затем на кольцевой линии Московского метрополитена и на 90-километровом участке Москва—Клин ведется отработка электронных систем автоматического управления локомотивами и моторвагонными секциями. В 1961 г. успешно прошла эксплуатационные испытания установка автоматического роспуска составов и торможения на станционных сортировочных горках и подгорочных путях с использованием радиолокационных и счетно-решающих устройств. Наконец, в последнее время готовится к вводу в опытную эксплуатацию система автоматического диспетчерского регулирования движения поездов, основанная на применении электронных вычислительных машин и имеющая назначением оптимальное решение задач регулирования при нарушениях установленного графика движения [16, 23]. [c.214]

Более сложной задачей программного управления является перевод некоторой механической системы из одного положения в другое (иными словами, изменение пространственной конфигурации системы). Программное управление, обеспечивающее решение такой задачи, называется позиционным] оно характерно для всевозможных транспортирующих машин, в том числе и для роботов-манипуляторов, основной задачей которых является обычно транспортирование различных механических объектов. В большинстве случаев позиционное управление должно обеспечивать движение транспортируемого объекта по определеппой траектории закон движения имеет обычно второстепенное значение, и требования к нему сводятся к обеспечению выполнения заданного перемещения за заданное время. Тем не менее в системах с несколькими степенями подвижности для получения требуемой траектории необходимо согласование законов изменения во времени независимых обобщенных координат системы. Наиболее сложная задача ставится перед так называемым непрерывным [c.103]

Завалищин Дмитрий Станиславович, выпускник 1991 г. радиотехнического факультета УГТУ-УПИ. Дипломная работа, посвященная вопросам управления мобильными манипуляционными системами, опубликована в Известиях АН СССР (серия — техническая кибернетика) в 1995 г. После окончания был распределен на кафедру Подъем-но-транспортные машины и роботы университета. Здесь провел ряд оригинальных исследований по применению операционистских методов к задачам проектирования транспортных систем гибкого автоматизированного производства. С 1994 г. работает в должности заведующего лабораторией кафедры Прикладная математика . В 1999 г. защитил диссертацию на соискание степени кандидата физико-математических наук Моделирование и оптимизация движения транспортных манипуляционных систем в вязкой среде по специальности 05.13.18 теоретические основы математического моделирования, численные методы и комплексы программ. С 1998 г. — ассистент, а затем доцент кафедры Прикладная математика УГТУ-УПИ. [c.224]

Достижения в области разработки электрических и электронных устройств для выполнения функций управления, а также успехи в области создания электронных счетно-решающих устройств позволили подойти к решению рассматриваемой задачи с принципиально иных позиций. Величины и очередность перемещений исполнительных органов, т. е. программа работы машины, записываются на магнитной ленте или в кодированной форме на специальных перфорированных ленте или карте [59]. Величины перемещений и их скорости характеризуются числом электрических импульсов в единицу вре.мени. Магнитная лента, перфорированные лента или карта вставляются в машину и. считываются специальными устройствами — магнитными головками, электронными счетно-решающими устройствами. Каждый исполнительный орган приводится в движение индивидуальным электродвигателем, обеспечивающим перемещение исполнительного органа, пропорциональное числу импульсов. Сложные системы распределительных валов и устройств заменяются легко сменяемыми лентами или картами. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...