Функциональная модель и функциональная схема МС
Для описания основных функций системы, их взаимосвязей, входных, выходных, промежуточных данных и объектов очень удобно формировать функциональные модели. они также необходимы на этапе согласования с заказчиком всех необходимых функций и связей системы. Для функционального моделирования используют два основных метода: SADT и UML. Для реализации автоматизированного функционального моделирования используется специальное программное обеспечение – CASE средства. Методология SADT представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями. Основные элементы этой методологии основываются на следующих концепциях: графическое представление блочного моделирования; строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на действия аналитика. Правила SADT включают: а) ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции; б) связность диаграмм; в) уникальность меток и наименований; г) синтаксические правила для графики; д) разделение входов и управлений. е) отделение организации от функции. В терминах IDEF0 процедура представляется в виде комбинации функциональных блоков и дуг. Блоки используются для представления функций, составляющих процедуру, и сопровождаются текстами на естественном языке. Дуги представляют множества объектов, таких как физические объекты, информация или действия, которые образуют связи между функциональными блоками. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющие, регламентирующие или нормативные данные входят в блок сверху. Исходные данные (материалы и документы), которые обрабатываются при выполнении данной функции, отображаются с левой стороны блока. Результаты выполнения функции отображаются с правой стороны. Механизм-специалист, который осуществляет операцию, изображается дугой, входящей в блок снизу
В данной работе разработана функциональная модель мехатронного модуля управления подачи токарного станка с использованием специализированного пакета BPWin. На рисунке 2.4 показана диаграмма нулевого уровня функциональной модели. Основной функцией в модели системы является «Управление приводами подачи станка HOESCH D1000». Для реализации этой функции были определены входные, выходные данные, нормирующие документы и управляющие механизмы. Входными объектами и данными являются: - длина перемещения по оси Х; - длина перемещения по оси Z; - алгоритм обработки детали; - сигнал «Старт». Выходными объектами и данными являются: - сигналы о состоянии двигателей подачи; - сигналы концевых датчиков; - аварийные сигналы. Нормирующими документами являются: - ГОСТЫ и СТП ОАО «АвтоВАЗ»; - техническая документация на станок HOESCH D1000; - техническое задание на изделие. Управляющие механизмы: - оператор станка, программист, ремонтник. На рисунке 2.5 показана диаграмма первого уровня функциональной модели.
Рисунок 2.4 - Диаграмма нулевого уровня функциональной модели
Рисунок 2.5 - Диаграмма нулевого уровня функциональной модели
После функциональной модели строится функциональная схема. Общий принцип построения функциональной схемы ММ показан на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Обобщенная функциональная схема ММ Рассмотренная функциональная схема ММ, представленная как "черный ящик" имеет два информационных входа (программу движения и информационную обратную связь). Следовательно, в общем случае функциональная схема может быть определена как информационно-механический преобразователь. На основе функциональных моделей и схем строятся структурные схемы. на начальном этапе строится обобщенная структурная схема. На рисунке 2.7 показана обобщенная структурная схема подсистемы управления приводом подачи станка с салазками. Далее строится детальная структурная схема МС. На рисунке 2.8 показана детальная структурная схема подсистемы управления приводом подачи станка с салазками. На рисунке 2.9 показана детальная структурная схема мехатронной системы на базе сварочного робота. Далее каждый модуль системы может быть детализирован в структурную схему. Рисунок 2.7 - Обобщенная структурная схема подсистемы управления приводом подачи станка с салазками Для физической реализации интерфейсов (информационно-механического преобразования) необходим внешний энергетический источник. Для этой цели в основном используются электрические источники энергии. Введя соответствующие электроэнергетические преобразования, получаем функциональное представление мехатронной системы, содержащие функциональные преобразователи МС, связанных энергетическими и информационными потоками.
Рисунок 2.8 - Детальная структурная схема подсистемы управления приводом подачи станка с салазками Рисунок 2.9 - Детальная структурная схема МС на базе сварочного робота Структурная схема мехатронного модуля включает следующие основные элементы: - механическое устройство, которое является конечным звеном и выполняет заданное управляемое движение. - электродвигатель (асинхронный или постоянного тока), который является электрическим элементом. - силовой преобразователь, обычно состоящий из усилителя мощности, широтно-импульсного модулятора (ШИМ) и трехфазного инвертора (для асинхронных двигателей). - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), реализующий функцию информационно-электрического преобразователя. - устройство обратной связи и аналогово-цифровой преобразователь для организации электроинформационного преобразования. - датчики обратной связи по положению и скорости выходного вала (например: фотоимпульсного типа) выполняющие функции механико-информационного преобразователя. - компьютерное устройство управления движением (УКУ), функциональной задачей которого является информационное преобразование (обработка цифровых сигналов, цифровое регулирование, расчет управляющих воздействий, обмен данными с периферийными устройствами). - интерфейсные устройства и модули. В зависимости от физической природы входных и выходных переменных элемента эти интерфейсы в общем случае включают в себя конструктивные и аппаратно-программные компоненты. |
2015-12-13 | 786 | Обсуждений (0) |
5.00
из
|
Обсуждение в статье: Функциональная модель и функциональная схема МС |
Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ |
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...
Система поиска информации
Мобильная версия сайта
Удобная навигация
Нет шокирующей рекламы