автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Разработка и исследование адаптивных алгоритмов управления систем позиционирования

5 ОД

га

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ АВТОМАТИКИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ГРИШИН Владимир Александрович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.14 — Системы обработки информации и управления

А вторефераг

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

москва —1994

Работа выполнена в НПО автоматики и приборостроения.

Научный руководитель:

— доктор технических наук, профессор Е. И. ВИНОГРАДОВ

Официальные оппоненты:

— доктор технических наук, профессор Г. В. КРЕЙНИН;

— кандидат технических наук И. М. БАСКАКОВ.

Ведущая организация: Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (Технический университет).

Защита состоится «............».................*...........1994 года в ........................часов

на заседании специализированного Совета ДР 107.10.01 при Научно-производственном объединении автоматики и приборостроения по адресу: 117342, Москва, ул. Введенского, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке при НПО автоматики и приборостроения.

Автореферат разослан «............».................................... 1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета ^ д. т. н., профессор В. Н. БОРОДОВСКИЙ

общ} ХАРАКТЕРИСТИКА работы Актуальность работы, Сугзспувзяв системы позиционирования работает а разжгаш уеяовдша. Ера изменении ьюшзнта нагрузки, ысаента каерцхз аагруава, аарвсдзта салц трення. При этом внешкиэ ьознутмгспгэ тат.н, каа пркаазза, квзэвэстнн. Силы трения жарактер:!-ауотся СЯСШР5Й структурой а и$евт нестационарный характер. К сас-ткюм ясйтездетрсзглая юрэаьяалавтся весьма гесткие требований по точшгта, юавокнидо ватрат вренааа на перемещение, учэту ограви-чотаЭ, кахгздкг&кяк эдекантаст пршюда. требования к монотонности переходного прсяасса. 'Загс-? бить пшшеш требована© киникалыюго везбуггсаиа колебаний а аяетятаж конструкция при отра<5отке перэ-ксгуягаа а другаэ требования.

. ' йаа яорцал&гюго фунхцюшрсззшя гавестаых контроллеров в ■ услсзааз звачзтея&цв агзгяаа а парг^трачосазх зозкуаеииг пеоЗхо-дгл суадстгеазкЭ ззаза по красота испслгатолысгх двигателей и юугсчмзйз татжзя, что врзэдшт к игобосжшшюиу укудшзиио иас-со - габаритная ааргнтерзстг.к пэдогза в узлпчгнаэ стоимости.

Как правило, икээт цесто недостаточная точность задания пара-штроа систешз, трудоемкость и высокая стойкость их прецизионного пзкерення, ах дрейф с течением временя. Это ухудшает функционирование и увеличивает стоимость изготовления и обслуживания.

Кромэ того, но разработали методы оценивания фазовюс перемен-1шх по информации, аоступавцеЯ от дешевого растрового датчика координат низкого разрешения, используецого в установке, которая рассматривается э предстазмецой диссертации.

С учетом роста требовании к точности в надежности, быстродействию систем позкционнроваяая, снашшп иассо - габарнтггьи характеристик, стойкости, упрсаэнмя обслуживания разработка более э§-фектианых алгоритма управления является актуальной задачей, иаоб-хоятой для технического совершенствования этих систеи. Цели работа:

-разработка катода позиционирования, устойчивого к возмуценя-«м и более эффективно нспоякэурцэго юакость электродвигателя;

-проведение анализа влияния впеи-иих ц параиэтрвчвеких везну-аенай на процесс позкцконнрепанил привода; получение завпсимостсЗ ошибок позиционирования от величины внешних а парагяяграческыд возмущений;

-разработка методов оценивания фззових переменных по информации, поступавшей о растрового датчика координат никого разреве-

ния;

-проведение анализа влияния внешних возмущааий и погрешностей изготовления растрового датчика на погрешности оценивания;

-разработка алгоритма управления процессом позиционирования;

-экспериментальная отработка полученного алгоритма.

Методы исследования. В работе использованы теоретические я експерименталыыв метода исследований. В частности, использованы методы теории дифференциальных уравнении, теории аппроксимации, теории марковских процессов, решения дифференциальных уравнение а частник производных, анализа нелинейьых преобразование случайных процессов, оптимизации, нетоды математической статистики. Для экспериментальной отработки алгоритм использованы методы численного эксперимента со статистической обработкой.

Научная новизна, В работе прэдлокав метод управления объектом, моделируемым двойкыа интегратором, обеспечивавший эффективно© использования «ооности электродвигателя и его схем гштапия, проанализированы погрешности ¡позиционирования при наличии внешних и параметрических возмущённа. Разработан катод оценивания фазовая координат системы при условии кезквиднстаятности моментов определения текущей координаты на ьрекешгой оон с учетом модели объекта управления. Разработана методика определений ошибок оцекйвакяя, порождаемых гауссовым случайный процессои, воздействующим на Нелинейную инерционную систску, состоящую га объекта - двойного интегратора, растрового датчика координат низкого разрешения и вичкслк-тэльного устройства, реализующего алгоритм оценивания фазовых координат систеш. Получены маторантньге оценки ошибок определения фазовых координат, пороадаекын внешними возмущениями. Получены оценки дисперсий результатов измерений параметров модели привода.

Основные положения, вцяоснмыэ на защиту: штод управяещю объектом, коделируешьш двойным интегратором, аналитические оценка ошноок позиционирования, метод оценивания разовых координат системы, методика определения оанбок оценивания, порождаемых гауссовым случайным процессов, наиорахтоде оценки ошибок определения фазовых координат системы, оценки дисперсий измерения параметров модели привода.

Практическая значимость работы состоит в разработке в наследовании адаптивного алгоритма правления систем позиционирования,, входявлх в состав автоматизированной установки для изготовления кабельных изделий и соответствующего программного обеспечения, позйоляючэл снизить трудоемкость процесса изготовления ш повысить

- а -

качество кабельных изделий.

Реализация результатов доследований- На базе проведенных исследований разработана структура аппаратной и программной компонент системы управления установкой "Урок-1", предназначенной для автоматизированного изготовления кабельных жгутов широкой номенклатуры. Изготовлен опытный образец.

Публикации. По тепе диссертации опубликовано 11 научных работ, а числе которых два авторских свидетельства на изобретения, поданы 2 заявки на получение патентов РФ.

Структура и обьеи работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения Сперечня основных результатов работы) и списка использованной литературы.

• Апробации работа. Основные наууныо положения и результаты работы долотенн и получили лоловительную оценку на XII научно-технической отраслевой конференции "Проблемы разработки и конструирования инфоруационно-нэнерительных комплексов", проводившейся 13-13 ноября 1991 г., г. Москва.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы основные задача исследований, указана научная и практическая актуальность решаемой научной проблемы, дан анализ состояния вопроса исследований.

В настоящее время создано огромное количество позиционируищих механизмов. Во введении произведено сравнение приводов, использую-вдх шаговые электродвигатели и коллекторные электродвигатели постоянного тока. Показана целесообразность рассмотрения систем, использующих в качестве исполнительного механизма коллекторный электродвигатель постоянного тока и способных компенсировать как внешние, так и параметрические возмущения. Из множества работ, посвященных управление приводами позициЬнирсвания, выделены три основные группы. Первую группу составляют адаптивные контроллеры с эталонной ыодельс. Вторую группу составляют контроллеры о переменной структурой. Третью группу представляют контроллеры с псу Ойкай обратной связью. Контроллеры второй группы не способны оптимально реагировать на значительные возмущения (выводящие из скользящего режима). Контроллеры третьей группы не обеспечивают оптимального отклика по времени, не учитывают скачкообразный характер входного сигнала. Контроллеры обеих групп не учитывают физических ограничений на допустимые управлявшие воздействия. Контроллеры всех трех групп недостаточно эффективно используют модность злектродвигате-

- е -

ля.

Существенно такта та обстоятольство, что сувдствувняе алгоритмы кз предназвачэаы дяз работа а условаяк, когда ¡значение координаты становятся известный только Б дкскретиуо комзггш' вре&эня, располоазнныэ кеэквидистаятпо па временной осп. Это характерно для растровая датчиков координат, пшозна невысокое разреиенвэ, п соответственно шакдас ттзкув стсниоеть. Такие датчика использованы на установке "Урок-1".

В первой главе предлагается катод управление объектои, опясшаеиш двойным интегратором. Под двойным интегратором понимается утгроценнаа иодоль право да, б которой шюяьзуется коллекторный электродвигатель поотоятшого тока, патаешй от источника тока рэгулкруеиэй взлячакы. Прп этой ввпду акачатолького внутреннего сопротивления иоточяхка тока влиянием собственной элзкт-раческой постоянной электродвигателя коаао пренебречь, так та как к влиянием скорости враадння пала ояектродвягателя на воличкпу зрадавдего момента. Процесс позиционирования делится па четыре стала, однако с точки зрения точности позиционирования какбояьшкй интерес представляет этап тормокения, рассматриваемый как решенвв краевой задачи для дифференциального уравнения второго порядка. Предлагаемый катод управления карактеркэуется тем, что управлявшее воздействие формируется таким образен, чтобы сконденсировать во$-иуадьцоэ воздейстако в некоторой напзрод заданной точке фазового пространства, п частности в точке, совпадавшей с заданной точкой позицпоанрований, т. е. ревать задачу терминального управления.

В главе оценивается влияние на точность позиционирования и поведение управляющей переменной (тока) погрешностей определения параметров скстекы и внесших соаиуцанкС. На рис. 1 показан кдэалъ-шй процесс торкоазния в фазовом пространстве для обЬекта - двойного интегратора прк иакичап ограничений па управлявшее воздействие. На ркс. 2 похазака оотаточяш оглйкя позкцйояироваккя ко поордннате а скорости.

. Уравнение, о!!каи£ава.еэ поведение двойного ннтегратора, пиэет

вид:

X * К » I,

ТС© X - координата;

I - ток, протекасадй через ротор электродвигателя;

К - коэффициент, згвксяадй от параагзтроз электродвигателя и [¿оаэвта акерозга нагрузка,

Рас. 1. Рис. 2.

Сглгкчоскз яо;;о, что величина отношения работа, затрачззшоэ на гакэаио удельной квиетичэсяоа эиергам . СХ4/ 21 на оставкэмся да заданной точка позвдвонирования пущ двлеення объекта, к зйяиченэ X этого пута, равна величава усяорзнвя, пропорционального тормозя-ной сялч. Отсада захоа управления током определяется по формуле:

I => Ка/£2КвЮ„ гдэ К**- оц&ягса паракзтра К сг.огет, К0» К ¿К. После подстановки этого закона регулирования э урашзкаэ двкгянзя «Зьэкта получки нелинейное уравнеякэ, спискзаагвд поведение спстэ-Ш1 при калични овабха сдевгозяяя коэффициента К:

2хх - х3у = о,

гд9 у = К/С*.

Это уравнение гзл??тс- частным случаем ураг-нояня Эсдека - Фауяара. Речэявв страантой к заданному аначеака (коэтд'шато точки позяцио-¡¡ыровачая) а достигает со аа коавчяоэ вр««я яри услоазгс: .

О < г < 2.

О случае р>1 то:; КО отреевгеоя к аула а процессе тцргокгвая а остаточшгэ оша<5«в яшшдаожфоааишг отсутеглу:-.?. ¡3 «лучае у<1 ток КО возрастав? в прод-гссо ториосэнзя, а амкйа дозпцпояироэазэа ойусловлвяя огранмтапн?!! да каксй.шьауэ геяетжу гона, которую

'•о.чет обэсаэчатъ пстсчжк патаияа:

,3 п а 1Л, т. а. допусгск-аЗ

ЬНЛ,'-Г - - "а'

кратиостьа тока, Остаточнгя ошйяа пезшшояяройадшз рэвяа:

"ес-Г

V я Е! -Г\-7/

где с\орезть а гг«?л« учзэтиа тормю-зоэт:?, СV^< 0). Рассмотрено воэдеЗстекэ мтзпзй пямувшяЗ саач, пороедавдгЯ ускереяаэ V, на ветреют оэ/кЗой аозкшхвдфэзакяд С почдкш г~Ь: Аяя случая и > 0 топ 1С О еу^якгмел а куга, а иэглод» озтсгочясэ оапбкя пеэвдяонзрозатод ркт:

*pCt-xe«pCHae/v) *хв«рс-ц,в/цоиэ ,

где Xo~ координата в начале участка позиционирования;

HSB- ыомеит, развиваемый электродвигателем;

Maosa- моыент ¡зиеиша возмуаеняй. Для случая v < 0 ток ICD возрастает до величины 1МДХ, а величина остаточной ошибки позиционирования равна:

Хост - V/C-v)/CI0IO ^("i^« —]•

I асскотрено воздейатвие вязкого трения на процесс позкцкони-розакик. Проведенные анализ показал, что наличие вязкого трения не вызывает появления ошибок позиционирования, ао увеличивает йатраты времени на процесс позиционирования.

Рассмотрено воздействие на процесс позиционирования внешни* см л, зависяадх от координаты и от времени по гармоническому закону. Для первого случая получена оценка сверху Xot7, а для второго условие отсутствия оиибок иоэ ициояирования.

В главе показано, что предлагаемый изтод управления обеспечивает аначктелько ыэньиув спектральную плотность возмуаений некод©-шруемой динамика по сравнении о управлением, оптимальным по йрэ-кени.

Для уиэньшения влияния возмущений, обусловленных тренпш я внешними силами, попользуется, зо-перв;гк, компенсация регулярной соотазляидей этих сия Снапример, кулонозского и вязкого трения), и во-вторых, отрицательная обратная связь по ускоренно. Получека условия устойчивости такой системы.

Во второй главе производится анализ работа растрового датчика координат и алгоритмов обработки инфориацкй s учетом решения задач управления. Для получения счетных аиггульооа координат с малой фаяоаой погреаиостыз используется специальное построение сжвка обработки сигналоь о датчика координат. Еле ра-сехях задачи построения фсриул оценивания построен класс аппрокса-шруэдюс функций, адекватных фгокчэокой суаностн объекта, икздалн-руеыого двоакым интегратором, на вход которого подается сигнал с ЦАП.В данном случав з?о сплайны второго порядка, интервалы аппро-кслыация которых совпадашт с интервалами постоянства управляющего £оздайствяя.

На рис. 3 показшш 5йокаиты сраб&тывання счетчика коордкэат, разделенные игггерзаяамн врэкеки Д1 в Li \ отсчетная точка, для которой определяется координата и скорость, отмочена крестихса.

Д1,

ДЬ

&10>0

1-й 1-1

Д40

М,

М-

Д

ДЬ0

Рна. 3.

Формулы оценивания координаты, скорости а усхореиая имеют аад:

У. » 1, +Д1.ЭмГм. »С1/Л1 -1/^, )+А1, /а1 +Л1 }

О & -1 О 8 \ 9 3 & в 8 Л 3 *

V - 2Й1ЙГА1 ЙС1/Л1 -1/А1. /АС-Ь1/А1)+1]ЛЛ.1Ш}

о ч О ш I а а я в Л 8 з

& * 2»1К1/Д1 -1Л1, Э/(Д1, } „

8 & I *

гдо 1 - ваг датчгка по координат.®, _41;

- поюаакая счетчика коорднкат.

Мотодзческив погрешности су,вливания координаты, скорости и ускорения обусловлены погрешностям аппроксимации координата обьвкта спяайвака аторого порядка, ггарохдевтода наличкам возмуцап-слх сия. Для оценка штгая Еозмуаевиа» моделируемых белый гауссовым шумом, раооиатрза схему, приведенную на Рис. 4, где ¡ГШ -кусочно - постоянная функция Свеличина тока, задаваемая ДАГО, рСО - <5апоафгоао® процесс, инеювдз нормальное распределение, ^СО -векторщй случайный процесс ка выходе обьвкта - двойного яитегра-

Аналкэ такой системы затрудняется там, что передаточная функция ее линвакоа часта икеэт в начале координат иолвс аторого порядка» что ксклочает воз тонкость ^использования методов анализа лнне&ша атадконармна систем. Помиио этого оягнал, постугавэдй с выхода двойного интегратора, подвергается слоганы нелинейные преобразовании как в самом датчике, так а в процессе оценивания фазовых координат. Для анализа этой системы автором разработана специальная методика, яспольэукюаа численно - еиалитвчвсхиэ методы с введением ряда предположений, адекватных физической суцноота задали.

По результатам численного решения уравнения Фохкера - Плавка - Колмогорова для нормированного случайного процесса построены

1.8 ■ 1.0 ■ 0.8 . 0"Х*1О3 ; стумо1 ' Pxv _Рхч

0,6 ■ 0,4 ■

0.2 ■

0 10 20 30 40 60 60 70 80 С

Pnc. S.

зависимости средкеквадратическнк отклокэакй экачвний координаты, скорости и значение коваркацки случайного процесса на вагодо двойного интегратора, прадставяанше на peo. 5. Эта завнсдазста апиро-ксииируотся акаяжткчесхжки варажекаш. Далее, используя прэдполо-хмниэ о малой величин® вовмуцеинй, воследовательйо строится плотность верояткости РСт0,тв ,та), гдэ т0,тг4 ,та- возмуцания дянтедь-костеЯ отрэзкоз Al , ДЦ, átfi соответственно, одусйовяентйэ бзяьаг гауссовым Еукоу.

Графики завксиетстей средаэквадратнческяг ОЕнбся оценгазашм коордияатн, скорости ш ускорения как функций пологепня точка, яяя которой производится оценивание, арэдставленн ка Рке. S. Они построена для ускорения объекта, равного 1,0 и средкаквадратнчзского значения возыуцаюцого ускорения, равного 0,03. Bes озябкн зяачн-тешга возрастают ара выхода точки оценивания за *рашди отрогха, по которому проазводятся измерения.

Чхслэгшо исследованы ссабкн оцениваши фазогьа координат0 порождаемые управляюаиип еоздзйстшяш, воз ¡¿у копиями, сс&гсязгга как от' координаты, так в от tpsaaas ко гаркшическсг^ закону, а такоэ всэиувдяияш, вороадавиагз еязкш трэкЕеи.

Рассмотрело влвяаяе вксцеггтрксэтата шкгратеяьшго растра та ••веппчпеу иогрсвиоатв сдекиваша ускорения.

Прсака js¡3hpo^ai.o вяшхке p¿:j сноЕгшеткйческиг факторов» а нкэшо пульсаций тока, Еротекавааго чзреэ саетояздщ растрового ' датчика кюфхиват, фона пграхэшюго тока, шздействувдзго кг вход

- И -

схем обработка сигналов с растрозого датчика ¡координат.

Ряс. 0.

¿■зскрэтаость кзеэрэйия яптерваяоа врекэст оказкзаст гзагбеяь-ко® злиетна sa результаты оцеттакпя величины ускорения; какек-кшьвая взлячяпа озябкн равна: .

Да a T»W(úX"5 , где 1 - верпов следования счетншг иютульсоз;

. V - скорость йвяЕенЕя;

¿X - длина эясиект&ряых отрезков координата, ксяользусйыж для ¡гзкерзшй. Тазе как скорость двяСегоя в процесс® яозяцкенированша взменя-§тся от сотэн rsí/c до ©диякц vií/c, то погрешность оценивания ускорения нзкгяяетея на S-Q порядков. Для компенсации елкяиня этого явления используетсй установка величина ¿S, «ратной вагу датчика, в з&вксякостп от тску^яй скорости. Нмдаая транши» точности ацона-елкяя ускоргкзж'оарэдэяяэтея из формул»

Да,* \</Ш?.гЬ , гдэ М - разрядность счетчика гайнэра.

0 третьей глав® определена пар&ь-егрн ©б&акта управйекня, кодлегадае оцениваяио, зиЗран иэтож идетт.фякйция объекта упраппежмг, нолучзта уешзяя кзйыроядевксстя рзгрзссиогпгоЯ катргци, сценки дассерсяй кзкервпка паракэтроо ог&в'кта управяеккя.

5кспвр»!звтаяьго устогевгеко, что коэф&ацввггш вязкого и ку-."огоЕсгкто трэгтяя ягяяптса функцккш как коордкката, так и ¡¡апргв-

ления двкденвл. Зависимость оцениваемых сил трени« от координаты в модели аппроксимирована кусочко-постоянныма функциями для случая 'V>0 и для случая V<0. Оцениваемая величине К Схоэффацкеат пропорциональности we?ду током, протекавдвм чароз якорь электродвигателя а ускорением объекта управления) также зависит от направления движения, 3 качестве метода оценивания использован метод канмэнъшнг квадратов для обработки накопленных данкык (о цель» сокращения затрат времени на обработку информация). Получены условия невырожденности регрессионной матрицы метода наименьших квадратов.

Оценки параметров объекта управление подвергается рекурсивное фильтрации. Коэффициента рекурсивных фильтров изменяйте« в saaaca-костн от величин дисперсна оценок о те», чтобы точность параметров объекта управления была не меньше- заданной.

В четвертой главе представлена структура алгоритма управления процессом позиционирования. Алгоритм тесно взаимодействует с аппаратной часты) установки, учитывает араыашщэ характеристики исполнительных устройств, датчиков. Функцконаро»®-ние алгоритма в реальной времени накладывает кесткио ограначониа на величины временных задержек, связанных с обработкой аи^оргдадн. Упрощенная структура алгоритма представлена на рис/ 7.

В пятое главе представлены результаты экспериментальной oTpadorxH алгоритма управления. Разработана коделнрую-цая программа, которая имеет структуру, прэдетавяоннуп № РйО. 8. Головной модуль MAIN осуществляет чтение параметров модели, задание режимов формирования потоков управляющей информации, рэвшов обработки ы печати получаемой информации. Модуль EHV1S обееяечява-ет формирование потоков управляема информация различной структуры, которые передается модули по ниани MODEL. Модуль CASES формирует некоррелированные случайные числа с равномерны** распредэяеки-Модуль RESET обеспечивает начальную установку параметров кода-ли. Mo^jib ttJür.L й^вспечивает моделирование процесса перваэЕ^щгя. Для итого происходит ойр^ние к подпрограммам SENS02, COÍÍALG, HANDL, WDCNTR, OBJECT, OUTTRS, CUTP0S, Параметры и алгоритм работы ШИМ - регулятора моделируется подпрогрщяюй WDCNTR. Объект управления моделируется подпрограммой OBJECT. Модуль SENSOR обеспечивает моделирование функции датчика координат. Модуль COMALO обеспечивает реализации алгоритма управления, изложенного в главе 4. Модуль НАШ. осуществляет обработку массивов информации, сформированных в модуле C0NALG с целы) определения параметра "К" объекта управления и параметров модели сил трения.

инициирование процесса позиционирования

Проверка допустимости перемещения

перемещение"

перемещение . допустимо недопустимо

] Программирование датчика координат

Определение длительности отрезка времени, по истечения которого необходимо проверять условие переклвчения на ре&ш торкояения. Программирование таймера.

1 ' • ----

Зклхтннэ тока через ротор электродвигателя

i

Аналяэ услоэня переключения на режйй торшаэняя

"' л 1

УпраВЛ0!И9 процгссоа

торгюггяйя

Обработка накопленных данных, используемых для идентификации объекта управления

выдача сообаеняя

окончание процесса позиционирования

Рйс. 7.

RESET

нш31

"У—с

SSISC2 || COilALG |

к

Сошо |

CLCRD

ГШ

MAII3

EWVIR

ZXZ

MODEL

WDCNTR

CASES

OBJECT

JL

oirrres outpos

• Lclxv

Рас. 8.

?.!сдуль ОиТГШ вмводят на печать ¡шфорн&цка о процесс® сетац/оккро-вакаа. ;*о.пуль оиТРСЗ еиводпт на печать кнфориащга но охончяяня процесса псзЕцкспироватзя. ;5ояуля СХСКО и СЬХУ испояьзуптсз для'

вычисления оценок координаты, скорости, ускорений по трои точкам (первый модуль) щ оценок координаты а скорости по двуы точхаи Сйтороа модуль). Надула CORREC, FLA5 позволяв? зипчтвяьво сократить расход машинного времени на ксдэларовакае за счет итерационного уточнения момента предай« срабатывания счетчика координат и соответствующего цоеьгаения точности кзшренкя длительностей отрезков времени.

Б процесс«? дадэянразашя установлено, что сундарвак погрешность позииаонарованкй не прэ&оскоднт 0,1 мм £ля изш>резнш аначэ-ний коэффициента К в параметров сил трения.

По результатам исследований проведена разработка структура аппаратной и программных компонент cectöum управления и кзготеэлен опытный образец. Сиотвма управления состоит аз нети ословнаг частей. Во первых, это объект упраздоицг - технологическая установка •"Урок", в которой находятся датчики и исполнительныэ устройства, т.е. апектроыагнитн, зяектродаигатеин и Т;Д. В систему входят основной йпох. euerem управления, который включает в се&я Слок пнта-ни«,.ЕШ - регуляторы, кощные ключа, смиы прхеыа а дешифраций коьанд с ПЗБМ, еяекн предварительной обработки сЕгкаяс» с датчиков, и:; мультиплексирования, передача в блок обработки юфэрнацмы. В блок© обработки информации накоаятся счетчика координат, ■уабшра: я кэкоторыэ друггш схема. В состав сцстеш входит такжэ ручное, пульт, предназначенный для управлений установкой минуя ¡¡ЭВМ.

Программное обеспечение продставляо? ез себя нитагрироашшу.а прикладную систеиу. Она обзепечеваот дкасог с пользоьаталои, осуг вестьляет управление йсэЗ устаноакоа, гсстзрогаиш аппаратной части. Кроме того, т'& система обаспэчяйаэт ввод шфэеввщздг, .$ораяро-ванкэ програш рзезеладкк я ооа¡»ыг, их рзадаитирсйанеа п отладку. Алгоритма управления процоссоы даэкцмоаироэаныя схода? з гевойай-теяьнуо подсистему ярограшкоЯ конспекта ycruuoexa.

8 U ß О Д U

В результате лроведешш* жсслодозакай получаса слсдув^;? результате;

1. Р&зрйСотаи алгоритм управлений систола i;oa«iu:oH«poöas:sjß, ойеспечн^^^лиП конденсация в/шянйл мешав: ьозауцотй с аакотороа задней точке фаового простршгст/sa, упрзглеш», йяззкои и опгл-мвльвоау по ьрэшпш, зф$эктивиоо кспольэоаанао козносто злэжтро-

двпгатэяя.

Э. Исслодованы к кЛассифяцировапы ошибки позиционирования, . | получена в* аналитические еирагония. Сформированы требования к • париготрац электродвигателя.:» точности оценивания параметров привода ссходя ю заданных озабск позиционирования.

3. Поотроэны формулы оценивания фазовых координат для полученной кодом электропривода, учитывайте незквидиотантность рас-полоЕвная номбнтоа времени определения текуцей координаты на Вре-^яной оси.

4. ГЬслздоЕапа ссябкя оценивания фазовая координат сястека, порогдаешэ раэянчшна возиугюнияыз, для полученной иодели эйвкт-рспрябода. Это позволило сфор^лнровать требования к конструктив- г

■ кш| паракяраа датчика й тргбсзшгая к устройству обработка сиггта-лоз датчика коордшсат.

0. Обоснован ви^ор кзгодоз идентификации параиэтроз привода. ПрсапалйЗярованы огкбка сцеивания параметров привода.

0. Разработана структура адаптивного алгоритма управлений процессом псзйаионяройайиа, которая позволила роалйзоаать:

- сцскпз&япэ фазовой пэроиэяны*;

- идсятефяяаш» шзргкэтроя иодейй объекта управления;

- управление процессов позвдиогтропаняя.

7. Прогэяеки эксйоркнентаяьнда исследования разработанного алгоритма т шаггациоикоЯ «одели правода. Разработана структура аппаратной части . сястеки управления, обоспэчивавздя реализации прадлогзякого аягоргита. Разработана структура программной части спетеш управления. прэяставшжаая из себя интегрярованнув систему о элеигнтака САПР. {Ьготовлэн опытный образец. За счет разработанной системы управления достигается высокая производительность прн заданной точности позкщоипроланпя. Внедрение установка позволят поляоопо азтогатгзггройать процесс зез готов лепил кабальных изделий сзфогой поуэнкяатури н повысить в* качейтбо.

Освошп» покоертшя днссзртацисжноЯ работа отрагены в еяедув-кя п*6лехпцнях:

1. Адшггевная оптюгалья&я сиотя позицкокрезакня: З&таха Н 505051/24 от 03.07.02 г., ККИЗ О КЗ В 13/02Л5. А, Гржнн.

. Z. Гргзии В. Л., Кондратьаа В. С. Влвхниэ кскструктавямж па-р<и.:этроз на устойчигость работы гшпегпого двухкооряинатного сагового ДЕЯгат©ля//Р1ГГ 1ГТС Серия V. 1ШЗ. - Был. 3.- С. 70-82.

3. Грзгет д. А., Коядратьов 0. С. Влихг.и? кояетруктгвязс яа-

раыйтроз двухкоординатцого ицнеЕного шагового двцгат^я г на структуру потенциальной функция взаимодействий индуктора и зтатор*//РКТ ' НТС Серия V. 1887,- Вьш. 4.- С. 88-03.

4. Гришин В. А. Влияние вариаций кояатруктииниг параметров двухкоординатного линейного шагового двигателя на величину потенциального барьера рабочего положения индуктора//РКТ ГОС Серия V. 1989. - Вып. 2. - С. 33-40.

5. Гришин Б. А. Адаптивное управление приводами систем позк-цвонирования//ХП научно-техническая отраслевая конфо^нция "Проблемы разработки и конструирования инфорфищокио-гоиврктельних комплексов"! Тез. докд. - М., 1992,- С. 24.

6. Гришин В. А. Алгоритм управления систем попиццокирования //РИТ НТС Серия V. 1992. - Выг.. 1,- С. 121-130.

7. Гришин Б. А, Обеспечений надежности функционирования привода позиционировани«//РКТ'НТС Серия V. 1893. - Вып. 1.-С. 84-81,

8. Гришин В. А, Обработка информации растрового датчан координат СУ 8лектроприводои//РКТ НТС Сарая V. 1934.- Вып. 1.

8. Исследование воэнокнооти применения установки "Урок-l" для автоматизации раскладки и баидаишрозанвя волохоыно - оптический кабельных систем. Кондратьез В. С., Бурцев В. А.. Гряцш В. А., Ничигюрук С. В., Игнатов Ю, Н., ^Сапутна А. С. Отчет о КИР/ШИАП. -Ы. , 1991.- 112 с.

10. Разработка и внедрение малогабаритного робота-манипулятора с использованием резонансного привода. Кондратьев 0. С. Филатов А. Г., Белов В. И., Бурцев В. А.. Денисов S. А., Игнатов В. К., Гришин В. А., Нйчторук С. 8. Тех. отчет по таиэ 5-S1S-87 ЦЕЗЗО-27/3301/ШШАП. - М,, 1983, - 39 с.

11. Устройство для измерения линейных и угловых пэреиеадкий: Заявка Н 93-002768/28 от 14.01.93 г., МКШ G 01 В 11/00/В. А. Грации, С. В. Ннчнпорук.

12. Устройство для измерения линейных пэрензвдниЗ объекта: к. о. 1740992. МКИ5 G 01 В 21/00/В. А. Гррдан. - 9 с.

13. Устройство стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока: * V 1647833, Шй Н 02 Р 5/06/В. А. Гришин. В. С.

б- А. Руденко. - 3 с,

Соискатель: Jr - -

В. А. ГРИШ