Главная » Просмотр файлов » metod_15.03.04_atppp_msu_up1_2016

metod_15.03.04_atppp_msu_up1_2016 (1016594)

Файл №1016594 metod_15.03.04_atppp_msu_up1_2016 (Методические документы)metod_15.03.04_atppp_msu_up1_2016 (1016594)2017-07-08СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«Московский технологический университет»МИРЭАСОГЛАСОВАНОУТВЕРЖДАЮУчебно-методический советДиректор Института информационныхИнститута информационных технологийтехнологий____________________«____» ______________ 2016 г.____________________А.С. Зуев«____» ______________ 2016 г.МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМУПРАВЛЕНИЯУчебное пособие по дисциплинеИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМЧасть IНаправление подготовки:15.03.04«Автоматизация технологических процессов и производств»Профиль подготовки:«Автоматизация технологических процессов и производств в промышленности»Составитель:К.т.н., доцент Козлов В.И.Москва 2016В.И.Козлов.Исследование технологических процессов и систем: Учеб.пособие.Часть I.

М.: «Московский технологический университет» МИРЭАУчебное пособие предназначено для студентов направление15.03.04«Автоматизация технологических процессов и производств»подготовки:Рассматриваютсяпринципыразработкиматематическихмоделейтехнологических процессов и сложных технологических систем и ихприменения в исследованиях с целью автоматизации и оптимизациисовременного производства. Теоретический материал сопровождаетсязаданиями на выполнение лабораторных работ по дисциплине«Моделирование систем».СОДЕРЖАНИЕВведение……………………………………………………………………………………….. 41 Общие принципы разработки математических моделей процессов и систем……..

62 Применение математических моделей для исследований сложныхдинамических систем...……………………………………………………………………..133 Исследование процесса резания. (Лабораторная работа №1).………..………………... 194 Исследование одномассовой упругой системы. (Лабораторная работа №2) ………... 235 Исследование процесса в двигателе. (Лабораторная работа №3)…….………………..276 Исследование процесса трения.

(Лабораторная работа №4)…………………………… 317 Исследование многомассовой упругой системы. (Лабораторная работа №5)……...... 358 Исследование процесса торцового фрезерования. (Лабораторная работа №6)….…... 46Список литературы…………………….……………..…………………………….………...543ВВЕДЕНИЕОт уровня развития машиностроения зависит прогресс всех отраслейпромышленности.Повышениеэффективностимашиностроительногопроизводства обеспечивает автоматизация. Поэтому повышению уровняавтоматизации машиностроения должна отводиться приоритетная роль.Автоматизация производства заключается в автоматизации предметных иинформационных потоков, т.е.

развивается в направлении автоматизацииизготовления и автоматизации управления.Автоматизацияизготовленияосуществляетсяпутемсозданияавтоматизированных и автоматических систем машин, а автоматизацияуправления – путем создания автоматизированных и автоматических системуправления на различных уровнях производства.При автоматизации производства следует исходить не только извозможностей существующей технологии, но и из возможностей примененияновых высокоэффективных технологических процессов, в основе которыхлежат последние достижения современной науки и техники.В настоящее время около 80 % мирового производства продукцииосуществляется малыми сериями от 10 до 50 изделий.

При этом общее времяобработки составляет около 5 %. Учитывая общую экономическиобусловленную тенденцию современного производства к увеличению егомобильности, большое значение имеет гибкая автоматизация.Однойизпроблем,возникающихприэксплуатациигибкогоавтоматизированноего производства (ГАП) является отставание процессаподготовки производства от процесса изготовления деталей. Поэтомуобеспечение гибкости современного производства требует автоматизациивсех его этапов:1) этапа проектирования;2) этапа технологической подготовки производства;3) этапа научных исследований и производственных испытанийопытных образцов;44) этапа серийного изготовления.В наиболее полном виде гибкое автоматизированное производствосостоит из следующих частей:– система автоматизированной разработки подлежащих изготовлениюизделий (САПР);– система технологической подготовки их производства (АСТПП);– система научных исследований (АСНИ);– автоматизированное технологическое оборудование, оснащенноесистемой программного управления (СЧПУ).К этим составляющим добавляетсяавтоматизированная системауправления (АСУ) и транспортно-складская система (АТСС), образуя темсамым гибкую производственную систему (ГПС).Но САПР, АСТПП, АСНИ, СЧПУ, АСУ, АТССпрограммно-математическогообеспечения,– это наборнеобходимогодляпроектирования, расчетов и управления, которое разрабатывается на основематематических моделей.

Таким образом, основная задача математическогомоделирования – служить информационным обеспечением для адаптивной(предметной) области различных автоматизированных систем. Причем проблемой создания этого обеспечения не могут заниматься математики,поскольку они не представляют себе предметной области, т.е. закономерностей функционирования объекта или процесса.Разработка программного обеспечения для автоматизации и управленияпроизводственными процессами основывается на математических моделях,описывающих функционирование и взаимосвязь составных элементовтехнологических систем. Процесс разработки математической моделиоснован на понимании сути изучаемого объекта, опыта и специальныхзнаниях.51 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХМОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМСтруктуру модели любой сложной системы можно представить каксовокупность типовых звеньев, изучаемых в курсе ТАУ.

При этом реакциятиповых звеньев на возмущающее воздействие определяет поведение всейсистемы.К типовым звеньям относятся:1) усилительное (или безынерционное) звено;2) апериодическое (или инерционное) звено;3) колебательное звено;4) интегрирующее звено;5) дифференцирующее звено.Применение математических моделей типовых звеньев позволяетиспользовать апробированный математический аппарат для исследований ипроектированиятехнологическихпроцессовисистемсцельюихоптимизации.

С помощью математических моделей можно изучать влияниеразличных параметров составных элементов технологических систем напередаточную функцию и функционирование изучаемой системы.Передаточной функцией W(p) звена или системы звеньев называетсяотношение изображения выходной функции «ХВЫХ(р)»к изображениюфункции «ХВХ(р)» возмущающего воздействия на входе при нулевыхначальных условияхW(p) X ВЫХ ( р).Х ВХ ( р)(1)Изображением некоторой функции времени f() (оригинала) называетсяфункция F(p) другого аргумента р, который формально равен d/d.

Аргументр называют оператором дифференцирования.Таким образом, операцию дифференцирования функции f() можнозаменить в операторной форме записи операцией умножения , а интеграл –операцией деления:6df ( ) p  F( p) ;d1 f ( )d  p F( p) .Усилительным или безынерционным звеном называется такое звено,выходная функция которого в любой момент времени пропорциональнавходному воздействию. Передаточной функцией усилительного звенаявляется его коэффициент усиления КW(p) =X ВЫХ ( p)= K.X BX ( p)(2)Апериодическим или инерционным звеном называется такое звено, вкоторомступенчатоеизменениюизменениевыходнойвходногофункцииповоздействияприводитэкспоненциальномукзакону(апериодически) до нового установившегося значения (рисунок 1).Т≈4ТKхвых(τ)хвх(τ)τРисунок 1 – График переходного процессаапериодического звена (хвх = 1)Дифференциальноеуравнение,описывающеезаконизменениявыходной функции апериодического звена при изменении входноговоздействия, имеет вид:Tdx вых ( ) x вых ( )  K  x вx ( ) ,d(3)где Т – постоянная времени звена;К – коэффициент усиления звена.Для того чтобы найти передаточную функцию звена нужно представитьдифференциальное уравнение (3) в операторной форме, формально заменивdd на р и оригинал функции на ее изображение:ХВЫХ(р)  Tр + ХВЫХ(р) = К ХВХ(р) .Отсюда получим передаточную функцию апериодического звена7(4)W( p ) X ВЫХ ( p)K.X BX ( p) T  p  1(5)Колебательным звеном называется такое звено, у которого выходнаяфункция изменяется по гармоническому закону при внезапном приложении кего входу возмущающего воздействия постоянной величины (рисунок 2).Законзависимостиизмененияотвыходнойизмененияфункциивходногоколебательноговоздействиязвенавописываетсядифференциальным уравнениемd 2 x выx ( )dx выx ( )T T x выx ( )  K  x вx ( )1d 2d22(6)где Т2 – инерционная постоянная времени звена;Т1 – постоянная времени вязкого сопротивления звена;К – коэффициент усиления звена.ŤА2А1А3Kхвых(τ)хвх(τ)τРисунок 2 – График переходного процессаколебательного звена (хвх = 1)Используя график переходного процесса можно определить величинуинерционной постоянной времени Т2T2 ≈ Ťи рассчитать постоянную времени вязкого сопротивления Т1Т1 = 2  Т2 ,где  – относительное демпфирование системы / ,8 – логарифмический декремент колебаний = ln(А1/А2) = ln(А2/А3) = …Заменив операцию дифференцированияоператором р и оригиналфункции на ее изображение, получимХВЫХ(р)  Т22  р2 + ХВЫХ(р)  Т1  р + ХВЫХ(р) = К ХВХ(р).(7)Тогда передаточная функция колебательного звена имеет вид:W( p ) X BЫХ ( p)K. 2 2X BX ( p) T2  p  T1  p  1(8)Интегрирующим звеном называется такое звено, в котором выходнаяфункция изменяется пропорционально интегралу во времени от входноговозмущающего воздействия (рисунок 3).хвых()хвх()arctg(K)τРисунок 3 – График переходного процессаинтегрирующего звена (хвх = 1)Зависимость выходной функции интегрирующего звена от входноговозмущающего воздействия описывается уравнениемхвых() = Кхвх()d,(9)т.е.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
874,7 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее