автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка и исследование методики моделирования электроприводов станков с ЧПУ на базе новых методов

САШСТ-ПЕТЕГВУГГ'СКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правя* рукописи Лошхоб Фахми Бои 13сшир

уж 621.9.06-83-52.001.57

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СТАНКОВ С Ч11У НА БАЗЕ НОВЫХ МЕТОДОВ

Специальность ОБ.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств 1 в машносгтооении/

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание .ученой стелят кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1995 г.

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом ушшорситито

Науч1шй руководитель: доктор технических наук, академик А.И.Фодотов

Официальшю оппоненты:

доктор технических наук, профессор Воробьев Евгений Александрович

кандидат технических наук, доцент Королев Вячеслав Семенович

Ведущая организация: Научно-производственное объединение "Северный завод"

Завдта состоится 23 мая 1995 г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета Д 063.38.16 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251 Санкт-Петербург, Политехническая ул., дом 25, корпус I, аудитория 41.

С диссертацией можно ознакомился в фундаментальной библиотеке университета. . й

Автореферат разослин .1395 г.

Ученый секретарь диосептаодонного совета

кандидат технических наук Сенчило И.А.

V

РАЗРАБОТКА И ИССЛКДОВЛНИК МКТОДИКИ МОДЮШГОВАШЯ ПРИВОДОВ СТАНКОВ С ЧПУ НЛ ВЛЯ? НОВЫХ МКТОДОВ

Общая характеристика работы

Актуальность теми. Повшенир эффективности промышленного производства в Тунисе, 1грежде всгго п машиностроении, является в настоящее время важной научно-технической и пкономической задачей. Внедрение более совершетюго технологического оборудования, в частности станков с 'ПТУ, сопровождается целым комплексом проблем, как чисто технического, тпк и организационного характера. Сопоставление надежности механических и влоктронинх узлоп станков с ЧПУ покапывает, что механические уялн имеют наработку на откпп, по крайней мере, не меньшую, чем электронные. Однако, время восстановления работоспособности механических узлов достаточно продолжительно.

На сегодняшний день поиск и устранение отказов станков с ЧПУ занимает 16 - 20 % от общего времени загрупки технологического оборудования. Даже при наличии на предприятии высококвалифицированных специалистов ремонтников традиционные метода поиска дефектов требуют значительных затрат груда и времени.

В Тунисе эта проблема носит иной характер. Поскольку оборудование с ЧПУ в основном покупается за рубежом, то ремонт и обслуживание проводится с помощью специалистов фирмы-производителя. Это процесс длительный и дорогостоящий. В любом случае, независимо от квалификации и огшта .специалиста, он потратит ня поиск неисправности больше времени, чем автоматизированная система. Одно из прогрессивных направлений для сокращения времени поискп дефекта приводов станков с ЧПУ является создание эффективной системн их контроля и диагностирования. Система контроля и диагностики предназначена для автоматизированного диагностирования и контроля за состоянием основного технологического и вспомогательного оборудования, а также для локализации меота отказа и прогнозирования состояния оборудования. Система автоматизированного контроля позволяет проверить правильность функционирования электроприводов станков о ЧПУ и Обеспечивать прогнозирование их состояния с цел},и предупреждения отказов.

Цель работа. Целью настоящей работы является создание тивной методик^ диагностирования сложных технических объектов о помощью новых моделей, построенных в том числе ля игчтолк'овалии новых математических аппаратов (на базе логики антонимов).

Для достижения указанной цели были поставлены и решен» следующие задачи_ _иссло доварил:

1) разработка и обоснование методики построения математической модели сложных технических объектов па базе логики антонимов;

2) обоснование выбора в качество основного диагностического показателя параметров отклонения фактических траекторий движения рабочих органов от заданных при воспроизведении тестовых траекторий;

3) разработка методики получения комплексной оценки работоспособности электроприводов станков с ЧПУ п любой заданный момент времени;

4) разработка нового подхода к построению оптимальных систем автоматического контроля на базе логики антонимов.

Методы исследования. Экспериментальный исследования осуществлялись путем моделирования электроприводов станков, с ЧПУ на базе математического аппарате ЛА с цель» прогнозирования их состояния и диагностирования изучаемых объектов в любом режиме их работы.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту;

1. Доказано, что сигнал обратной связи с датчиков положения (перемещения) может быть использован в качестве "диагностического признака.

2. Обоснована методика диагностирования сложных систем, в частности, злекгропривсчой станков с ЧПУ с помощью моделей, построенных на базе логики антонимов.

• 3. Разработан новый подход к построению оптимальных систем автоматического контроля на Саз'э логики антонимов.

Практическая ценность. Разработана методика получения комплексной оценки работоспособности электроприводов станков с ЧПУ, позволяющая прогнозировать их состояние и диагностировать изучаемые объекты в любом режиме их работы. Разработаны алгоритмы■ выявления некоторых дефектов влектроприводов станков с ЧТО на базе использования штатных датчиков обратной связи по полояешяо (перемещению) .

Получ.енные на основе предложенной методики результаты обеспечивают возможность полной автоматизации процесса контроля и диагностирования электроприводов станков с ЧПУ без дополнительных аппаратурных затрат.

Апробация ряббтн. Основные положения и результата диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-техническом семинаре кафедры гибких автоматических комплексов Санкт-Петербургского государственного технического университета 7 февраля 1995 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликована одна научная статья.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения общим объемом страниц, в том числе

8 таблиц, ¡>{ рисунков, списка литературы из 152 наименований и приложения.

При написании работы автор пользовался консультациями к.т.н. доцента Тисенко В.Н. (кафедра ГАК СПбГТУ).

■ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность разрабатываемой темы диссертационной работы, формулируется ее цель, излагаются основные задачи исследования и приводятся положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обсуждению способов повышения показателей надежности и качества производственных систем применения методов и средств технической диагностики. Отмечается, что основной задачей технической диагностики является распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации, т.е. проверка исправности, работоспособности и правильности функционирования объекта, а также поиск дефектов. Строгая постановка этих задач, во-первых, предполагает прямое или косвенное задание класса возможных дефектов, во-вторых, наличие формализованных методов построения алгоритмов диагностирование, реализация которых обеспечивает обнаружение дефэктов из заданного класса с требуемой полнотой или поиск последние с требуемой глубиной.

Здесь же рассматриваются теоретические и научно-технические исследования последнего времени, относящиеся к области создания и анализа систем контроля и диагностики, проводившиеся как в России, так и за рубежом.

В заключении главы сформулирована постановка задачи моделирования сложных технических объектов. Отмечено, что используя накопленный опыт работы с данным классом объектов, работоспособность рассматриваемой системы, в целом, бценивакт интуитивно или опи-

раясь на вероятностные методы. Ни то, ни другое но может дать достоверного результата при оценке работоспособности конкретной системы в любой выбранный момент времени. Таким образом, очевидна необходимость разработки нового метода моделирования, позволяющего получить комплексную оценку работоспособности сложной проиппод-ственной системн ъ любой момент времени. Причем, этот метод должен опираться на строгий математический аппарат, чтобы обеспечивать достоверность результатов, и, в то ж* время, учитывать опит и знания квалифицированных специалистов, чтобы не выходить за рамки здравого смысла.

Во второй главе анализируются способы математического представ пения информации о законах движения мамин. Отмечаются достоинства и недостатки использования б машиностроении аналитического, табличного и графического представления информации о законах движения машин. Рассматриваются варианта аналитического описания разнохарактерных кривнх. Отмечается, что в' машинном проектировании форм технических объектов и для задания законов движения машин наиболее целесообразно использовать однопараметрический способ. При этом кривая на плоскости задается не функцией f(x), а парой функций х=х(а) и у=у(а). Тогда точка на такой кривой представляется вектором ? = 1х(а),у(аИ. В случае описания, пространственной кривой точка представляется в виде Рс= [х(а), у(а), а (а) ]. Такой способ воспроизведения разнохарактерных плоских и пространственных кривых является наиболее простым, так как функции х(а),у(а) и а (а) могут быть использованы в качестве "функции управления" по координатам, а также приспособлен к выполнению над функциями действий - алгебраических и других, необходимых для речения задач технической диагностики.

Одним из основных вопросов при.создании программного обеспечения системы диагностирования, построенной на базе функциональных возможностей систем ЧПУ, является поиск унифицированной математической формы представления кривых, отвечающих заданным и фактическим законам движения рабочих органов станков. Предложен принцип непрерывного и точного формирования геометрических образов разнообразных функциональных зависимостей, базирующийся на представлении математических моделей алгебраических, трансцендентных, замкнутых и разомкнутыхi плоских и пространственных кривых в виде унифицированной системн однопараметрических уравнений, а именно:

У (а) ^' п [к(4 >а+а04] >а1п (к(5 >а+а05] +

* (1) ♦в^пт^»«.«^]

2 (а),с0.а10''0'вШ(к17>а+«07]ча<''1 ><наад]*

где А„,В.,,,СГ. - постоянные величины,' определяющие положение нетала

< 1) (11

координат системы падения; а4 '.а1""- амплитудные значения линейно изменяющихся и гармотгических базовых функций параметров; а ~ принятый в основополагающей системе (1) параметр, определяющий текущую информацию о технических показателях работы автоматизированного технологического оборудования в каждый ¡заданный момент времени.

Показатель "тип однопараметрических уравнений" определяет главные геометрические и аналитические свойства воспроизводимых Функциональных зависимостей, а именно их принадлежность к замкнутым и разовдотутнм алгебраическим кривим п-го порядка, либо трансцендентным кривым.

Процесс диагностирования отдельных .элементов, узлов И блоков сложных электромеханических изделий (например, приводов станков с ЧПУ) может быть построен на сравнении отдельных характеристик, формируемых проверяемыми объектами, с теоретическими зависимостями эталонных образцов, представленными в виде систем однопараметрических уравнений.

Третья глава посвящена исследованию однопараметрического метода представления диагностической.информации о техническом состоянии автоматизированного технологического оборудования.

Проведен анализ того, как выходные параметры станка мотто использовать для его диагностирования как элемента сложной технологической система в условиях автоматизированного производства с минимальным участием обслуживающего персонала и с максимальным использованием имеющихся (штатных) средств вычислительной техники.

Сделан вывод о целесообразности выбора в качестве диагностического показателя станков с ЧПУ фактических траекторий движения

рабочих органов. В этой связи били использованы системы однопара-метрических уравнений вида

-Для задания траекторий движения рабочего органа при диагностировании станка с ЧПУ позволяет оперативно сформировать пространство признаков из коэффициентов в^Ч-а^, к'^, а0;1 систем уравнений.

Решение задачи диагностики отанка как элемента сложной технологической системы при исс.» довании систем однопараметричес'ких уравнений проводится с помощью регистрации фактических траекторий движения рабочего органа станка на холостом ходу и дальнейшее преобразование полученной информации к избранному виду. При этом информация поступает от датчиков обратной связи по положению.

При контурной обработке обычно используют образцы в виде простых геометрических фигур. Принято считать, что наиболее ценной в диагностическом отношении фигурой является окружность, при обработке которой на холостом ходу могут быть выявлены все существенные конструктивные погрешности отанка, а также произведена оценка качества работы следящего привода подач,

В рассматриваемом олучае варианты системы одн'опараметричес-ких уравнений, отвечающие фактической траектории движения рабочего органа, при воспроизведении окружности имеют следующий вид:

х=А0+а(1} а+а *12' а 1п [к(1 >01+0^ ] +а£3) в 1п [к{2 >0» а0?] + .+а£4)Б1п[к(3)аш03]

у=В0+а'^а+а£6^1п(к(4>а+а04](к(5}а+а06] +

+а^8)Б1п(к(6)а+а0б] 2=00+а (9 0'зШ (к"'а. аоу] ча^11 > вш[к(8 »аш^) +а<12>81п(к<9)ак1од)

+а.

411) к

+

х = - — - Н 81п а 2

у = -в + И сов а

а=0 2/^

х = - И + —-2

(3)

у = 2 /1Г5 - - а

X. о

а=0

В случае неидентичности косффициентои усиления приводов подач по различным координатным осям вместо окружности будет получен эллипс (рис. 1п), я максимальное отклонение фактической траектории движения рабочего органа от расчетной определяется по формуле

vx vy

i ¿1.1- pul.- t ti IIUA" 1 llf U^UJUH НО (1UA OiCilta^J,

коэффициенты усиления по скорости приподов по осям X и Y; R -радиус расчетной окружности.

Характер искажения отрабатываемой окружности при одинаковых, но не постоянных коэффициентах усиления приподов, представлен на рис. 16. При этом численное значение величины отклонения фактической траектории движения рабочего органа от заданной будет

6R - А 31П 4nt

где А

v

_a__v______ ____________(ñ)'

4 (k/v - a k H/Uv я1п ?)

Величина коэффициента основополагающей системы Ау связана с величиной размерности реализуемого контура Р зависимостью Р=4Ау.. Следовательно предельно допустимому значению Р отвечает, конкретный амплитудный коэффициент системы одноппряметрических уравнений Лу.

Четвертая глава посвящена исследованию зависимости между параметрами механической части станка и следящего привода и коэффициентами системы однопараметрических уравнений. Анализ влияний на4 точность станка с ЧГО. отмечогоих в главе 2 неиспрлпноотей затруднен, так как в ходе эксперимента трудно варьировать параметрами следящих приводов подач. Кроме того, длительные испытания на реальном оборудовании приводят к большим материальным потерям из-за высокой стоимости станочного времени. В связи с этим использовался машинный эксперимент, заключающийся в следующем.

В настоящее время признано целесообразным описывать поведение станка в целом и его отдельных узлов с помощью математической модели, имеющей вид системы обыкновенных дифференциальных уравнений, с учетом существенных нелинейностей механизмов подач,. таких как:

- зазоры в передачах, в местах соединений, в подшипниках, что приводит к образованию кинематического люфта;

- сухое трение, приводящее к появлению уггругого люфта и запаздыванию привода по фазе и амплитуде;

- наличие, элементов с нелинейными ступенчатыми характеристиками.

В общем виде модель станка имеет следующий вид:

а). Ъ стВЕ НЕЦДЕНТИЧНОСТИ КОЭФФЩЦЕНТОЬ усиления ПРИВОДОВ ПОДАЧ ; .

б)- т ОДЦН/ШЫХ, но НЕ постоянных КОЭФФИЦИЕНТАХ

--(П;' = Му„р - \р - Мс - Мн <б>

^„Р-У- ■

Нз вход модели по осям X и Т подпются возмущающие гармонические сигналы вида

X - Н соя иг - н я1п иг

Л

В однопарамотрическом представлении

X.. = А,, + И Б1п|ка + а.

» - -о ^ » + «щ)

Ув ~ Г!0 4 й соп^ка * «0?)

(?)

(8)

где а01=да°, п0,,-0°, А0-В0-о, отпечающие контурному режиму отработки окружности.

В результате выполнения программы машинного моделирования получаем таблицы координат точек фактических траекторий движения рабочего органа при различных технических состояниях станка.

Таким образом, предлагается производить процедуру диагностирования следующим образом.

1. По специальной управляющей программе станков воспроизводится тестовая траектория (окружность заданного радиуса).В результате ее воспроизведения в памяти системы ЧПУ накапливается информация.о массиве координат точек фактической траектории движения РО.

3. Эта информация используется для расчета координат данного объекта диагностирования. •>

3. Объект диагностирования относится к одному из диагнозов по признаку наименьшего квадрата расстояния от эталона.

Подобные процедуры могут найти место на различных этапах жизни станка, в том числе:

- на этапе -приемо7сдаточннх испытаний;

- на этапе нормального функционирования стажа при проведе-' нии профилактических работ;

- при необходимости проведения ремонтных работ в случаях отказа станка.

Пятая глава посвящена применению метода нечетких логик для решетя проблем надежности систем комплексной автоматизации вооб-

ще и электроприводов стояков с ^У п частности. Контроль правильности функционирования объекта можно осуществить не пспрернв-но, а в дискретные моменты времени; янал алгоритм функционирования, можно найти опорные моменты и задать допустимые пределы изменения каждого параметра. Функции соответствия изменения параметров изменениям технического состояния могут иметь различную природу, например, функции алгебры логики, когда высказыванию А соответствует двоичная перемершая, принимающая значения; А-1 - высказывание истинно, А-0 - высказывание ложно.

Для систем с дискретными состояниями в таких математических моделях предполагается, что система может находиться к одном 'из двух состояний - работоспособном и неработоспособном. Таким образом, осуществляется моделирование по последовательно-параллельным логическим схемам.

Методы моделирования для диагностирования сложных технических объектов отличаются от логических методов большой комплексностью и сложностью, применением различных диагностических параметров для оценки технического состояния оборудования, анализом физических причин возникновения отказов.

Недостатком этих методов является трудность, а зачастую и невозможность разработки единой стройной системы аналогий для грамотного описания сложных технических систем. Таким образом, назрела необходимость использования новых методов в теории надежности, в частности для моделирования в качестве объекта диагностирования электропривода станка с ЧПУ.

' В последнее время все более широкое применение находит метод нечетких множеств (нечеткая логика). Нечеткая логика - вто новая технология, она обладает четкие преимуществами при решении разнообразных задач. В частности, она упрощает сложные проблемы и повышает Оыыродействие систем управления в реальном времени. Главное преимущество нечеткой логики заключается в ее простоте', т.к. для описания объекта не нужно четко представлять его работу, а необходимо лишь понимание причинно-следственных связей.

Этот формальный аппарат безусловно делает шаг вперед, оставаясь в рамках двухзначной логики, но он не соответствует нашей интуиции в каких-то' задачах, то есть ограничен. Кроме того, в данном методе не различаются связи между отдельными элементами объекта.

Недостатки существующих методов нечетких логик, отмеченные выше, заставляют думать об использовании для моделирования сложных

технических объектов нового логического аппарата, позволяющего давать промежуточные оценки и построенные на основе нечетких логик. Автор этого логического аппарата назвал его логикой антонимов (ДА).

ЛА применима в тех случаях, когда исходная информация нечеткая, когда в исходной информации много не определено.

Как и в других математических логиках, в ЛА рассматриваются объекты простые и сложные. Последние образуются, в основном, с помощью трех связок (операторов): а, {), 7. Первая из них 'одноместная, вторая и третья - двухместно. Объекта вида А и аА образуют антономические пары. Двухместные операторы р и 7 по-разному связывают элемента: оператор 7 связывает тесное, чем оператор р. Тесная связь означает, что одновременно с обращением в ноль оценки одного из элементов совокупная оценка системы обращается также в ноль, слабая же подразумевает, что обнуление одного из элементов приводит к уменьшению совокупной оценки системы, но не настолько, чтобы она обратилась в ноль.

Любому объекту рассмотрения в ЛА может быть поставлено в соответствие любое неотрицательное число. Последовательное применение правил ЛА позволяет определить число, которое ставится в соответствие сложному объекту, вычисляя значение некоторой функции от многих переменных.

Таким образом, используя ЛА, мошо опираясь на причинно-следственны«? связи между входами и выходами всех элементов рассматриваемой системы описать систему с помощью математических формул (полученных из набора элементарных формул, описывающих простейшие связи) и получить при этом.число, характеризующее, например, степень работоспособности гоей системы в зависимости о? состояний ее элементов.

Исходя их вышесказанного, ясно, что аппарат ЛА возможно применять для моделирования электроприводов при решении вопросов повышения их надежности.

Чтобы построить модель системы, необходимо определить ее поэлементный состав и виды взаимосвязей между элементами. Для этого необходимо произвести условное разбиение исследуемого объекта на части. Он рассматривается как система, состоящая из ряда подсистем, в свою очередь, состоящих из модулей и т.д. (рис. 2)„

Подсистемы, блоки, подблоки и т.д. связаны между собой либо тесно, либо слабо"(в терминах ЛА). Кроме-того, возможна постановка в соответствие каждому элементу своего весового коэффициента.

Рис 2

ПОСЛЕЛО&АТЕЛЬН'ОСТЬ РАЗБИЕНИЯ МОДЕЛИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ.

Имея разбиение объекта на части и характер их взаимосвязей, можем поставить этому объекту в соответствие математическое описание посредством формул ЛД и графической - в виде дерева графов.

На основе предложенного подхода можно проводить, например, оптимизацию показателей системы автоматизированного контроля (САК), а именно:

- выбор контролируемых параметров объектов диагностирования и видов контроля;

- выбор последовательности и периодичности контрольных операций:

- выбор контрольно-измерительного оборудования;

- выбор программ работы при различных рексиках работы САК (контроля и диагностики).

В диагностическом режиме результатом работы САК служит указание места возникновения дефекта. В нашей задаче в связи с тем, что целью оптимизации является выбор оптимального набора контролируемых параметров, удовлетворяющего заданным критериям оптимальности, решение находится по алгоритмам дискретного программирования для задач комбинаторного типа. Число всех возможных наборов рассматри-

Еш

С„.

. п=1

Для решения важных проблем повшонля эффективности контроля и диагностики разработана методика моделирования сложных технических объектов с использованием понятия "степень работоспособности" в любой заданный момент времени, в результате разработки которой может быть получен набор значений характеристик степени работоспособности системы в целом и ее подсистем, блоков и т.д.

Шестая глава посвящена решению задач контроля и диагностики электроприводов станков с ЧПУ на базе ЛА. Для проверки возможности применения предложенной методики для моделирования сложных технических объектов использовался электропривод станка с ЧПУ. Была построена его математическая модель на бане логики антонимов (рис. 3). Формально рассматриваемый объект представлен как объединение следующих трех систем: система управления А1, электрическая часть Аг и механическая А3, имеющие весовые коэффициенты соответственно р1, рг, р3. Все весовые коэффициента в модели выставлены на основании экспертных оценок квалифицированных специалистов и надежностных характеристик, приведенных в техническом задании на объект моделирования. Суммарное значение весовых коэффициентов каждой группы рассматриваемых элементов равняется единице. Объекта А1(Аг,

bit 63,г ßjj

Рнс.з Граф .модели электропривода станка с чпу.

А3 связаны между собой тесно, в этом случае в используемом формализме справедлива формула: А, 7 А2 7 Ад. Каждая из рассматриваемых систем А,,,Аг,А3 представлена нами в ЛА соответственно выражениями

[у2И 7 7 Уг>3 7 у2.4)7(в2,1 Р В2,2 Р вг,з)'

(У3.1 Т^э>г7 Чэ ТГ3>4)7(Вз>1 рвэ>2рв3(з).

При составлении формул мы считали, что величина любого из параметров не зависит от величины параметров и от степени работоспо-

На основании выражения А1 7^7 А^

собности любого из блоков, нами получено следующее выражение:

3

нш = -1083

п 1=1

(9)

где Н121 и н[А.] - числа, которые ставятся в соответствие объектам 7, и А.^ соответственно.

В решаемой нами задаче выражение вида [А) следует понимать как степень работоспособности объекта А.

Для вычисления НГг] степени работоспособности привода нужно знать величины где 1=1.,3. В результате подстановок нами

получены следующие три формулы для вычисления величин Н[а^:

2 '

-;ГР1 .¿Н[Уи]] .3 ¿/1 ,кН[В1 ,к]Г

3

(10)

(11)

(12)

3

Н^-Ю^ 1-П

4

Н^-Ювд 1-П 1-

ш=1 • 4

я[Аэ]-1о% 1-П

п-1

Таким образом, нами получено полное математическое описание модели электропривода.

На основе предложенной математической модели на кафедре ГАК разработана программа, предназначенная для решения задачиг моделирования САК электропривода станков с ЧПУ, для расчета работоспособности электроэнергетических объектов, для «оценки взаимного влияния составляют« компонентов объекта.

Для проверки предложегагах методик моделирования наш использованы в качестве эталона результаты исследований в натурных условиях традиционными методами на автоматизированном оборудовании о ЧПУ ЛСПО им. Я.М.Свердлова.

Было получено отклонение , обеспечивающее возможное обнаружение нижнего предела допустимых отклонений реальной траектории от эталонной окружности ßa=o,0Q?3f>, а допустимая область0,03ф.л<0,?5.

Полученная нами допустимая область изменения комплексной оценки работоспособности привода (0,001П9$Ш2К0,?07) обосновывает применение в качестве диагностического показателя . отклонение от окружности фактической траектории движения рабочих органов.

По предложенной математической модели был разработан алгоритм функционирования системы диагностирования. Данный алгоритм рассматривается при следующих отказах:

1. Отказ одиночный внезапный. Локализация места неисправности происходит в процессе перебора параметров, здесь мы пытаемся найти значение параметра в. при котором степень работоспособности объекта диагностирования Н^ЯГ стала меньше, чем допустимая H[ZVn(Hi[Z]^fZW)- 5ш>;ршя параметров В^^ ^ рассматриваются в интервале 10;11, где "О" означает полный отказ, а "1"- отсутствие отказа.

2. Второй случай, когда отказ одиночный параметрический. Здесь в процессе перебора параметров находится значение параметра

Вх,^В1)3доп' "РИ КОТОР°М VZ'^W

3. В третьем случае отказ является неодиночным параметрическим. Здесь В| . является пначпниам параметра В^ . ближе к нулю

(отказ), а В!,' . - значение параметра В. . ближе к единице (идеаль-1, j 1, j В'

ный). Отношение — показывает, насколько параметр В. • в данном g«

случае влияет на изменение оценки работоспособности системы. Тогда

В'

в процессе перебора находится значение — = min. После перебора мы

получим лроранжированный список возможных неисправностей.

В заключении главы предложены перспективы решения задачи прогнозирования -'с помощью предложенной методики. Отмечается, что с помощью области изменений оценки работоспособности привода и алгоритма диагностирования мы можем предусматривать возможные отказы, т.е. прогнозировать будущие состояния привода с целью определения нериодаччости профилактических проверок и ремонтов. 1С)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТН

В процессе выполнения диссертационной работа получены следующие основное результатн:

1. Разработан новнй метод моделирования систем контроля и диагностики, базирующийся на математическом аппарате ЛА, позволяющий строго оценивать состояние электроприводов станков с ЧПУ, а также любых производственных систем и их компонентов.

2. Осуществлен новый подход к комплексной оценке работоспособности сложных технических объектов, дающий возможность быстро и-с малыми материальными затратами получать информацию о работоспособности рассматриваемого объекта и любой заданный момент времени.

3. Разработан ндний подход к построению оптимальных систем автоматизированного контроля на базе ЛА. ■

4. Разработана методика диагностирования изучаемого объекта в любом режиме его работа, использующая оценку степени работоспособности на базе ЛА.

б. Разработан алгоритм функционирования системы диагностирования на базе логики антонимов. .

6. Установлена целесообразность использования в качестве основного диагностического показателя оборудования с ЧПУ величины и характера отклонений фактических траекторий движения рабочих органов от заданных при воспроизведении тестовых траекторий.

7. Предложен способ диагностирования приводов подач станков с ЧПУ, использующий информацию о заданных и фактических законах движения машин, основанный на аналитическом преобразовании кривых значений диагностических параметров.

Основные положения диссертации отражены в следующей публикации:

В.Н.Тисенко, Лашхео Фахми. Методика моделирования приводов зстакков с ЧПУ на базе логики антонимов // Известия ВУвов. Приборостроение.- СПб, 1995, вып.4.