Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств Сыркин Илья Сергеевич

Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств
<
Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сыркин Илья Сергеевич. Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Сыркин Илья Сергеевич; [Место защиты: Сиб. гос. индустр. ун-т].- Кемерово, 2009.- 191 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2573

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ процесса ЭЭО и систем управления 14

1.1. Описание процесса 14

1.1.1. Общие понятия 14

1.1.2. Технологические возможности процесса 18

1.2. Технологические характеристики процесса 19

1.2.1. Технологические схемы 19

1.2.2. Режимы обработки 20

1.2.3. Производительность 22

1.2.4. Качество поверхности 26

1.3. Представление процесса ЭЭО как объекта управления 32

1.4. Анализ существующих систем управления 35

1.4.1. Классификация систем управления 35

1.4.2. Регуляторы МЭЗ 36

1.4.3. Алгоритмы функционирования 43

1.5. Выводы 56

1.6. Цель и задачи исследования 58

Глава 2. Математическая модель процесса ЭЭО 59

2.1. Определение целевой функции 59

2.2. Математическая модель процесса электроэрозионной обработки . 60

2.2.1. Выявление математических зависимостей 60

2.2.2. Построение имитационной модели образования поверхности детали 71

2.2.3. Построение структурной схемы модели процесса ЭЭО 73

2.2.4. Разработка имитационной модели процесса 78

2.2.5. Моделирование процесса ЭЭО 80

Глава 3. Проектирование системы управления процессом ЭЭО 93

3.1. Разработка основных требований к системе управления процессом ЭЭО на черновом переходе 94

3.2. Выбор и обоснование алгоритма управления процессом ЭЭО 96

3.3. Разработка функциональной схемы СУ черновым переходом 103

3.4. Синтез структурной схемы СУ 107

3.4.1. Синтез структурной схемы управления сервоприводом 108

3.4.2. Синтез структурной схемы управления генератором 118

3.4.3. Синтез структурной схемы управления механизмом прокачки РЖ 122

3.4.4. Разработка структурной схемы адаптивной системы управления процессом обработки 124

3.5. Синтез регуляторов, применяемых в системе управления 128

3.5.1. Синтез регулятора сервопривода 129

3.5.2. Алгоритм обучения нечеткого ПИД-регулятора 134

3.5.3. Алгоритм обучения нечеткого контроллера процесса обработки 140

3.6. Моделирование 141

3.6.1. Методика моделирования 141

3.6.2. Результаты моделирования 143

3.7. Выводы 144

Глава 4. Техническая реализация системы 146

4.1. Разработка общей схемы 146

4.2. Разработка отдельных компонентов 149

4.2.1. Сервопривод 149

4.2.2. Генератор импульсов 153

4.2.3. Механизм прокачки 159

4.2.4. общая СУ 159

4.3. Экспериментальные исследования разработанной СУ 160

4.4. Выводы 164

4.5. Общие выводы и результаты 166

Литература

Введение к работе

Актуальность исследования. Электроэрозионная обработка (ЭЭО) в машиностроении считается одним из наиболее прогрессивных и экономически выгодных процессов. Кроме того, с помощью ЭЭО можно получать поверхности, которые принципиально невозможно изготовить другими технологическими методами. Этот вид обработки используется для изготовления сложно-профильных деталей из трудно обрабатываемых токопроводящих материалов.

В ходе процесса обработки на его характер и эффективность оказывают влияние большое количество факторов: физико-технологические характеристики заготовки и инструмента, полярность включения электродов, электрические и временные параметры напряжения и тока, подаваемого в межэлектродный зазор, характеристики рабочей жидкости, параметры окружающий среды.

В связи с изменяющимися условиями обработки выходные характеристики процесса изменяются в широких пределах. Это касается как качества изделия, так и производительности обработки. Поэтому для достижения заданных результатов требуется управлять ходом технологического процесса.

Основная трудность процесса управления ходом ЭЭО заключается в непредвиденных изменениях в широком диапазоне характеристик внешних воздействий и свойств управляемых объектов, а так же в неполноте информации об этих характеристиках и свойствах. Кроме этого, процесс ЭЭО недостаточно формализован ввиду сложности-взаимодействия технологических показателей и выходных величин.

Процесс ЭЭО подвержен влиянию случайных факторов, действие которых на технологические характеристики разнонаправлено. Управление таким процессом традиционными системами неэффективно, так как эти системы настраиваются только при разработке. Для эффективного управления обработкой необходимо использовать адаптивную систему, которая позволит изменять свои характеристики в соответствии с изменениями свойств объекта управления. Одним из эффективных вариантов адаптивной системы управления служит нейро-нечеткая система управления. Нейро-нечеткие системы управления отличаются от классических тем, что алгоритм их функционирования в начале работы не определен, и полностью задается при их настройке путем обучения.

Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы Федерального агентства по образованию РФ «Развитие научного потенциала высшей школы 2006-2008г.» в соответствии с планами госбюджетной научно-исследовательской работы Кузбасского государственного технического университета.

Цель и задачи диссертации.

Целью диссертационной работы является разработка системы управления электроэрозионным станком. В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:

I. Анализ технологического процесса ЭЭО с целью определения целевой функции управления им, выявления управляющих воздействий и зависимостей, описывающих процесс обработки.

2. Построение модели процесса ЭЭО как многомерного объекта управле
ния путем комбинирования различных методов построения моделей.

  1. Разработка алгоритма функционирования системы управления, ее функциональной и структурной схем.

  2. Создание нейро-нечеткого алгоритма регулирования сервопривода и методики его обучения.

  3. Разработка алгоритма нейро-нечеткого управления процессом обработки и методики его обучения.

  4. Техническая реализация разработанной системы управления процессом ЭЭО и ее исследование с целью подтверждения эффективности разработанных алгоритмов регулирования.

Методы выполнения работы. В работе использованы методы теории автоматического управления, теории искусственного интеллекта, теории искусственных нейронных сетей, теории нечетких множеств. Применялось имитационное моделирование методами конечных элементов, и вычислительного эксперимента, при разработке программного обеспечения использовались методы структурного программирования.

Научная новизна диссертации составляет: 1. Комбинированная модель процесса электроэрозионной обработки, структура которой содержит подмодели, полученные как на основе фундаментальных законов естественных наук, так и методами идентификации, связи между которыми отражают основные особенности и условия протекания технологического процесса. 2. Структура СУ процессом ЭЭО, отличающаяся от известных наличием двух блоков настройки регулятора обработки - предварительного и рабочего. 3. Алгоритм функционирования нечёткого регулятора. 4. Методики построения обучающей выборки для обучения нейро-нечеткого ПИД-регулятора и нейро-нечеткого регулятора процесса обработки.

Практическая значимость работы. Разработанные модель процесса ЭЭО и нейро-нечёткий регулятор позволяют улучшить качество обработки, повысить эффективность процесса. Новые алгоритмы обучения нейро-нечётких регуляторов позволят создавать адаптивные системы управления различными технологическими процессами, математические модели которых сложны или не существуют. Модели процесса и регулятора прошли модельные испытания и могут быть использованы для управления реальным процессом обработки. Предлагаемые методические разработки рекомендованы к применению в учебно-исследовательском процессе технических вузов Кузбасса.

Реализации результатов работы. Система управления электроэрозионной обработкой принята к использованию на ООО «Электродвигатель-Ремонт». Методические разработки по синтезу нейро-нечетких систем управления используются в КузГТУ (г. Кемерово). Они нашли применение при выполнении лабораторных работ по курсам: "Теория автоматического управления", "Автоматизация технологических процессов и производств".

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся: комбинированная модель процесса электроэрозионной обработки, структурная схема управления процессом ЭЭО, алгоритмы обучения нейро-нечётких регу-

ляторов. Личный вклад автора заключается в разработке обобщенной модели процесса ЭЭО, разработке нейро-нечсткого алгоритма регулирования и методике составления обучающей выборки для его обучения.

Апробации работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на 18 конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 статьи и докладов на конференциях, в том числе 1 статья в издании, рекомендуемом ВАК и одна монография.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, списка литературы, приложений и содержит 188 страницы основного текста, включая 104 рисунка и 4 таблицы.

Технологические возможности процесса

При локальном скоплении твёрдых и газообразных продуктов эрозии возникает «гнездо» разрядов с короткими замыканиями, приводящее к при-жогам или образованию шлака.

И такие ситуации не исключает чётко дозированная длительность разрядов (длительность импульсов) в генераторах зарубежных фирм.

Для стабильного протекания процесса необходимо различными способами (прокачкой, отсосом, релаксацией, вибрацией и т.д.) исключать скопление газов и твёрдых продуктов эрозии, а следящий привод должен точно держать максимальное значение рабочего электрического зазора Spmax (Рис. 1.2), соответствующего 100%-ному следованию разрядов. Не следует путать его с торцовым геометрическим зазором, учитываемым при корректировке размеров электрода-инструмента (ЭИ) и представляющим расстояние между работающими поверхностями электродов, измеренное по нормали к обрабатываемой поверхности. Торцовый геометрический зазор всегда больше рабочего электрического на величину диаметра осевших металлических частиц.

Величина рабочего электрического зазора Spmax невелика и для напряжения ихха = 300В составляет 0,02 - 0,03 мм в зависимости от степени загрязнённости диэлектрика. Увеличение Spmax уже на 0,010 - 0,015 мм приводит к многократном) сокращению количества рабочих импульсов и появлению холостых импульсов напряжения, а, следовательно, к потере производительности процесса.

Уменьшение рабочего электрического зазора ухудшает условия эвакуации твёрдых и газообразных продуктов эрозии и провоцирует появление неэффективных разрядов через газ пли на скопившиеся твёрдые частицы, что так же снижает производительность обработки, стойкость ЭИ и качество обрабатываемой поверхности. При проведении исследований по разработке рабочих жидкостей изучался единичный акт эрозии и съём на разряд с помощью счётчика токовых импульсов в реальном процессе в зависимости от различных условий, в том числе от величины Sp, косвенно характеризуемого средним напряжением на межэлектродном зазоре (МЭЗ). Как видно из исследований, в обоих случаях обработки, с прокачкой и без неё, съём на разряд в реальном процессе увеличивается с увеличением рабочего электрического зазора между электродами от его средних значений до максимальных. Если при обработке без прокачки жидкости это увеличение составляет 4,4 раза, то при обработке с прокачкой -15 раз.[3]

Приведённые выше описания идеализированы. Они не учитывают случайных факторов, вызывающих значительные изменения характера протекания электрического разряда и образования лунки. К таким факторам можно отнести загрязнение межэлектродного зазора частицами металла, шлаками; возможность возникновения искры не через рабочую жидкость, а по поверхности газовых пузырей, через шлак и т.д. Существующие теории не дают полного математического описания процесса ЭЭ.

Электроэрозионный способ обработки материалов имеет весьма ценные свойства и обладает следующими технологическими возможностями:

Отсутствует необходимость в обрабатывающих инструментах более твёрдых, чем материал. Твёрдые сплавы и сверхтвёрдые материалы могут быть обработаны электродами из цветных сплавов, изготовленными на обычных металлорежущих станках.

Скорость, качество и производительность обработки не зависят от механических свойств (например, твёрдости) обрабатываемых материалов. 3. Обработка любых материалов, в том числе материалов высокой и сверхвысокой твёрдости, производится без значительных механических усилий.

Легко осуществимы сложные технологические операции (например, получение внутренних криволинейных или спиральных отверстий, пазов, канавок, и т.д.), что невыполнимо механическими методами. Это позволяет значительно повысить технологичность конструкций и качество изделий.

Сокращается число операций и переходов при обработке изделий сложных форм.

Изменение формы изделия может сочетаться с одновременным изменением свойств его поверхности (например, повышением твёрдости, коррозионной стойкости, электропроводности II т. п.). [13]

При электроэрозионной обработке используют профилированный и непрофилированный ЭИ. У профилированных ЭИ форма и размеры рабочих поверхностей определяются в соответствии с заданной поверхностью изготовленной детали. Непрофильные ЭИ имеют форму и размеры не связанные с конфигурацией детали.

В соответствии с этим формообразование детали при ЭЭО осуществляется в основном по трём схемам: Формообразование путём копирования формы ЭИ. Обрабатываемая поверхность является обратным отражением рабочей поверхности ЭИ. Операция осуществляется при одном поступательном движении ЭИ и называется «прошиванием». На рис. 1.3 представлены разновидности этой технологической схемы при ЭЭО детали 1, 7 и 2;

Математическая модель процесса электроэрозионной обработки

Благодаря ЭВМ можно реализовать различные стратегии оптимизации. Сравнительные результаты по скорости съема и износу ЭИ получены для ручного управления, АУ с контролем времени задержки пробоев td и АУ с контролем ВЗП и проводимости ЭП. Для получения эффективного АУ на чистовых (высокочастотных) режимах необходимы параллельные независимые цепи управления, действующие одновременно (например, сервопривод оказывается при этом слишком инерционным). Преимуществом адаптивных систем управления является поддержание режимов обработки в заданных границах независимо от изменяющихся условий протекания процесса.

Для управления параметрами импульсов (рис. 1.21, в) применен программируемый цифровой генератор (ЦГ) с кварцевой стабилизацией частоты и регулировки длительности от 0,2 мкс до 1 мс ступенями через 0,2 мкс. Этот генератор (рис. 1.21, в) решает задачи установки режима, а также измерения td- В одном варианте измеренное цифровым способом ВЗП передается в ЭВМ и сравнивается с запрограммированной эталонной величиной, в другом - измеренная величина ВЗП прямо используется для установки последующего времени паузы. Чтобы обеспечить оперативность управления, эти вычислительные операции выполняются специальной схемой независимо от длительности программы ЭВМ. Этим достигается также автономность управления схемой. Эталонная уставка сервопривода формируется другой схемой управления, которая возбуждается в случае, когда время паузы достигает верхнего или нижнего установленного уровня. Чтобы включить систему прокачки в управление, необходимо установить третью схему управления, работающую в функции проводимости ЭП (сигнал появляется при чрезмерном загрязнении ЭП или образовании мостиков из продуктов обработки).

К недостаткам существующих систем можно отнести простую логику адаптации, не учитывающую сложные взаимосвязи происходящих внутри процесса зависимостей. Приращения изменений управляемых величин задаются жестко, без возможности гибкой настройки. Применяемые аппаратные средства не позволяют использовать сложные вычислительные алгоритмы, часть систем построена на аналоговой элементной базе, что ведет к непредсказуемому изменению параметров систем в зависимости от различных факторов, в том числе климатических.

Очередным подходом к созданию адаптивных регуляторов является использование нейронных сетей и нечетких множеств. Первой работой, описывающей адаптивную нейро-нечеткую сеть была [15]. На основе этой работы было создано множество адаптивных нейронных сетей, которые применяются в системах управления.

Нечеткая логика используется с большим успехом при управлении теми процессами, передаточные функции которых неизвестны или сложно описываются. Можно наблюдать увеличивающееся число нечетких контроллеров для управления электроэрозионными станками. Это обеспечивается следующими особенностями нечеткой логики: знания пользователя могут быть интегрированы в систему управления для разработки регулятора достаточно сформулировать связи проблем, которые даже могут противоречить друг другу.

Пример использования нечёткого регулятора, входной переменной которого является отношение частоты импульсов короткого замыкания и холостых импульсов. Нечёткий алгоритм управления может быть записан с помощью следующих правил:

1. Если число импульсов короткого замыкания и холостых импульсов мало, электрод не двигать; 2. Если больше импульсов короткого замыкания, электрод удалить от детали; 3. Если больше холостых импульсов, электрод приблизить.

Нечёткий контроллер, созданный на основе приведённых выше правил сравнивали с чёткими контроллерами как на черновом, так и на чистовом режимах обработки. Результаты приведены в табл. 1.2 п 1.3.

Анализируя полученные авторами [4] результаты, можно утверждать, что применение нечёткого регулятора в системе управления электроэрозионным станком приводит к увеличению производительности и уменьшению износа инструмента. Данные факторы - одни из определяющих показателей процесса обработки.

Выбор и обоснование алгоритма управления процессом ЭЭО

Рассмотренные в предыдущей главе задачи и целевые функции управления процессом ЭЭО ставят перед разрабатываемой системой управления функциональные и нефункциональные требования.К функциональным требованиям относятся: 1. Предварительная настройка элементов СУ; 2. Поддержание максимальной производительности при заданных показателях качества; 3. Изменение параметров элементов СУ.

Первое требование связано с изменением режимов обработки в зависимости от материалов электродов, геометрии получаемой детали. Режимы обработки так же могут быть определены при расчете технологического процесса (ТП). При этом пользуются разными рекомендациями, в т.ч. представленным на рис. ?. Помимо расчета ТП возможно использовать базу данных с рассчитанными во время предыдущих обработок режимами. Второе требование - выполнение основной задачи системы управления на первом переходе. Третье требование обеспечивает выполнение второго на всем протяжении процесса обработки. Во время обработки условия протекания процесса постоянно меняются. Примером подобных изменений может служить изменение площади обработки, постоянно увеличивающаяся глубина детали, постепенное загрязнение РЖ продуктами обработки.Следовательно, необходимо измерять управляющие воздействия для постоянного поддержания максимальной для данных условий производительность. К нефункциональным требованиям относятся:

Современный уровень развития вычислительной техники привел к тому, что управление многими процессами не требует использования больших ЭВМ. Производительность микроконтроллеров достаточна для реализации большинства алгоритмов управления. При использовании распределенных вычислительных систем возможно создать систему управления на нескольких микроконтроллерах, которые будут взаимодействовать с ПК для полу-чения данных от пользователя.

Устойчивость системы - её свойство корректно реагировать на случайные изменения входных переменных. При этом система гарантированно не выйдет за границы рабочих режимов своего функционирования. Например, в случае сервопривода, одиночное ошибочное измерение положения электрода-инструмента не приведет к тому, что на обмотки двигателя будет подано напряжение, которое может привести к аварийной ситуации. Такой ситуацией может стать удар электрода о деталь, или резкое повышение тока обмоток, что приведет к поломке двигателя. В случае ГИ резкое изменение параметров импульсов может привести к возникновению очень мощных импульсов, способных разрушить деталь п электрод. При управлении процессом обработки в целом устойчивость так же очень важна. Как было показано во 2 главе, на процесс ЭЭО влияет большое кол-во случайных факторов, что приводит к значительным изменениям измеряемых величин. Способности системы учитывать случайный характер измеряемых величин приведет к повышению стабильности процесса обработки и повышению общей производительности. Изменение выходных параметров по законам, близким к апериодическим позволит работать в зоне минимальных зазоров и не опасаться короткого замыкания, вызванного соприкосновением электродов. Например, апериодический переходный процесс изменения координаты двигателя без перерегулирования при управлении сервоприводом обеспечивает плавную работу без лишних перегрузок, межэлектродный зазор поддерживается более точно.

Как было показано в главе 2, производительность ЭЭО зависит от величины зазора и длительности импульса тока по экстремальным законам (рис. 2.11, 2.15). При этом задача обеспечения максимальной производительности становится задачей многофакторной оптимизации. Необходимо учитывать, что экстремум каждой из функций зависит не только от управляемых параметров процесса обработки, но и от параметров состояния (например, загрязнение зазора продуктами эрозии). Параметры состояния Ф(т) носят случайный характер, что не дает возможности учета их влияния на результат обработки. Кроме этого параметры состояния невозможно измерить прямым методом, возможна лишь косвенная оценка их влияния на процесс обработки.

Существуют адаптивные и неадаптнвные системы управления. У каждого класса систем существует своя область применения. Неадаптивные используются в случаях, когда известна математическая модель объекта управления и его свойства не изменяются в процессе управления. Адаптивные системы используют, когда с помощью обычных систем не удается справиться с поставленной задачей. Это обычно происходит, когда начальной информации об объекте недостаточно или характеристика объекта в процессе функциони 97 рования системы изменяется непредвиденным образом в широких пределах [36].

Как отмечалось выше, необходимость адаптивного управления возникает, когда недостаточна априорная информация или динамические характеристики объекта в процессе функционирования системы управления изменяется в широких пределах. Такая ситуация возникает при управлении многими процессами, в т.ч и при ЭЭО [36].

При разработке унифицированных регуляторов для широкого класса объектов параметры регуляторов вычисляются при его настройке. В дальнейшем изменение параметров возможно только при его перенастройке. В автоматическом режиме параметры регулятора не изменяются.

В большинстве случаев адаптивное управление преследует цель нейтрализации параметрической неопределенности объекта управления или неизбежных изменений его параметров. В некоторых случаях, в особенности при управлении технологическим процессами, где могут присутствовать сотни управляющих контуров, адаптивное управление также используется, чтобы уменьшить число конструктивных параметров ручной настройки и тем самым увеличить эффективность системы управления. Резюмируя изложенное, можно утверждать, что применение принципов адаптивного управления позволит [37, 38]:

Разработка отдельных компонентов

Как уже отмечалось в предыдущих разделах, для осуществления процесса ЭЭО необходимо обеспечить перемещение электрода-инструмента с заданной точностью, подвод электрического тока специальной формы к электродам и прокачку рабочей жидкости, в которую погружены электроды. На основании этого была разработана принципиальная схема образца ЭЭ проивного станка. приведенная на рис. 4.1.

Станина 1 выполнена в виде сварной конструкции, на которой крепится неподвижный рабочий стол 2 и каретка вертикального перемещения 4. Рабочее перемещение ЭИ осуществляется с помощью линейного сервопривода 5. Ванна с рабочей жидкостью 3 устанавливается на рабочем столе 2 и герметично крепится к нему. Для изоляции станины и рабочих органов установлены изоляционные прокладки 7. для перекачки рабочей жидкости используется шестеренный насос Г11. В качестве фильтров 11 - фильтр тонкой очистки П4-2Ф.

Станок обеспечивает обработку фасонных поверхностей и отверстий, профиль которых соответствует профилю ЭИ. Гидравлическая система для перекачки рабочей жидкости предоставляет возможность вести обработку как с прокачкой рабочей жидкости через МЭП, так и без прокачки. Гидравлическая система включает в себя насос 1, фильтры 11 и предохранительный клапан 10. Насос перекачивает предварительно отфильтрованную рабочую жидкость либо только в ванну, либо (при работе с прокачкой) в ванну и дополнительно через отверстия в ЭИ в МЭП. В рабочей ванне имеются сливные отверстия, через которые при превышении уровня рабочей жидкости выше заданного избыток возвращается в бак. Установка заготовки осуществляется на столе с универсальным приспособлением для ориентации относительно ЭИ. При необходимости точной установки ЭИ относительно заготовки имеется возможность использования специальных регулируемых приспособлений. Выполняя одно из нефункциональных требований к разрабатываемой системе управления, в качестве её основы был выбран микроконтроллер семейства dsPIC производства компании Microchip. Требования, предъявляемые к МК:

Микроконтроллеры dsPIC30F делятся на три семейства: контроллеры общего назначения, контроллеры для систем управления приводом и контроллеры для обработки сигналов датчиков. Для унификации используемых МК были использованы только МК для управления приводом (dsPIC30F4011).

Ядро DSP контроллера имеет 40-разрядное АЛУ и поддерживает команды умножения 17-битных чисел за один такт, имеет два 40-разрядных аккумулятора и 40-битный сдвиговый регистр (позволяет сдвигать данные до 15 бит вправо и до 16 бит влево за один такт). Данные возможности позволяют реализовать расчет нейронных сетей за малое количество тактов.

Широкая гамма периферийных модулей позволяет получать информацию и управлять внешними устройствами. В зависимости от семейства контроллеры имеют такие модули как таймеры, модули захва-та/сравнения/ШИМ, специализированные модули ШИМ для управления электроприводом, интерфейс квадратурного энкодера, 10- и 12- разрядный АЦП, интерфейсы USART, SPI, I2C, CAN.

I2C шина является одной из модификаций последовательных протоколов обмена данных. В стандартном режиме обеспечивается передача последовательных 8-битных данных со скоростью до 100 кбит/с, и до 400 кбит/с в «быстром» режиме. Для осуществления процесса обмена информацией по I2C шине, используется всего два сигнала линия данных SDA линия синхронизации SCL. Для обеспечения реализации двунаправленное шины без применения сложных арбитров шины выходные каскады устройств, подключенных к шине, имеют открытый сток или открытый коллектор для обеспечения функции монтажного «И». Это дает возможность использовать данную шину для создания многопроцессорной системы управлення, в которой каждый МК будет отвечать за свой контур управления и главный МК будет управлять другими. Наличие интерфейса USART (универсальный последовательный порт) позволяет взаимодействовать разрабатываемой системе с ПК через СОМ-порт. Данное взаимодействие необходимо для указания системе управления предварительных настроек регулятора, задания других режимов обработки (глубины /г, площади обработки S).

Похожие диссертации на Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств