Системы управления машинами нового поколения

Качественно новые свойства современных МС определены применением новых аппаратно-программных средств и технологий, методов и алгоритмов управления движением. Созданные МС способны автономно работать.

БИД – базис исполнительных движений в непредсказуемых условиях внешней среды наделены интеллектуальными системами автоматического управления.

Главными чертами интеллектуальных систем управления является использование информационных технологий обработки знаний и управление на основе анализа внешних событий и ситуаций.

Интеллектуальными технологиями управления являются:

1. технологии экспертных систем;

2. нечетная логика;

3. нейросетевые структуры;

4. ассоциативная память.

Интеллектуальное поведение предполагает у МС следующие функциональные свойства:

1. автономность и гибкость в движениях при минимальном взаимодействии с человеком-оператором;

2. адаптация и оптимизация функциональных движений в условиях неопределенных внешних возмущений;

3. автоматический контроль и диагностика собственного поведения для надежной работы.

Самостоятельность принятия решения ИМС[5] немедленное исполнение в автоматическом режиме в условиях отсутствия информации от оператора-человека. Необходимость создания ИМС характеризуется следующими факторами:

1. необходимостью повышения качества управления технологиями, где возможен учет всех неопределенностей системы;

2. наличие теоретической базы, разработанной в трудах Д.А.Поспелова и американского ученого Л.Заде;

3. наличие необходимой элементарной базы для создания реальных законов управления в прикладных задачах.

В задачах управления движущимися системами стоит задача эффективной компенсации влияния возмущающих воздействий и параметрических изменений самой системы. В этих случаях при значительных величинах вариаций возмущающих воздействий и параметров системы, применяются методы адаптивного управления. (К случайным действующим факторам при управлении обрабатывающими станками можно отнести колебания припусков на обработку, изменение твердости обрабатываемого материала, температуры обрабатываемой детали, погрешность установки заготовки).

Осложнение использования и настройка адаптивных систем с цифровым управлением заключается в том, что они, являясь дискретными системами с переменной структурой и параметрами, которые могут вызвать в процессе движения МС нелинейные эффекты (автоколебания, зависимость точности и качества переходных процессов от величины и знака начальных условий).

Развитие аппаратно-программных средств системы управления имеют большое значение для развития МС. Они позволяют:

Ø создавать ИММ[6] (модули) интегрированных электронных устройств с интеллектуальными компонентами (управление контроллерами, датчиками и электронными модулями);

Ø создавать системы управления с открытой архитектурой;

Ø позволяют применять контроллеры движения для управления многокоординатными МС;

Ø разрабатывать распределенные системы управления для многодвигательных комплексов и объединять управление контроллеров в сети;

Ø создавать силовые преобразователи и интеллектуальные силовые модули на базе полевых и биполярных транзисторов с изолированным затвором;

Ø применять интеллектуальные датчики и МУ на базе микроэлектромеханики;

Ø внедрять новые беспроводные технологии коммуникаций а также использование глобальных сетей (например, Интернет);

Ø разрабатывать человекомашинные интерфейсы для программирования движений и взаимодействия оператора и МС.

Лекция 5.