Розкрито суть основних понять, що використовуються в гнучких комп'ютеризованих системах (ГКС) та інтегрованому виробництві. Розглянуто елементну базу промислової робототехніки як складової ГКС, охарактеризовано принципи проектування й обгрунтовано вибір компонентів даних систем. Викладено методики розрахунку та алгоритми проектування й управління складовими та ГКС у цілому у вигляді електронної версії.

Раскрыта сущность основных понятий, использующихся в гибких компьютеризованных системах (ГКС) и интегрированном производстве. Рассмотрена элементная база промышленной робототехники как составная часть ГКС, охарактеризованы принципы проектирования и обоснован выбор компонентов данных систем. Изложены методики расчета и алгоритмы проектирования и управления составными частями и ГКС в целом в виде электронной версии.

Побудовано в аналітичному вигляді данамічну модель траєкторної похибки, що виникає під час руху системи зі змінною швидкістю за траєкторіями, кривизна яких змінюється. Наведено результати числового моделювання.

Висвітлено досвід використання інтервальної логіки реального часу Duration Calculus для моделювання критичних з точки зору надійності програмних систем керування. Послідовно розглянуто етапи трансформації опису: від специфікації вимог щодо безпеки в напрямку їх реалізації в межах розподіленої архітектури.

Рассмотрены вопросы подготовки управляющих программ для металлорежущих станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Сделан обзор классификаций и структурных схем современных устройств ЧПУ и задач управления систем ЧПУ (в частности, типа PCNC). Раскрыты принципы построения и синтеза современных электроприводов станков и промышленных роботов.

Изложен практический опыт использования SOA для реализации системы сбора и обработки ТМ-информации. Основной концепцией, положенной в основу архитектуры системы, является ориентация на использование системы в рамках виртуальной организации.

Розглянуто основні визначення систем числового програмного керування (ЧПК), системи координат металорізальних верстатів, промислових роботів, особливості побудови та розрахунку елементів контуру деталі та траєкторії руху інструмента, включаючи інтерполяцію. Описано структуру та формат кадру керувальної програми, особливості ручної й автоматизованої підготовки керувальних програм і види програмоносіїв. Наведено узагальнену функціональну схему системи ЧПК, подано класифікацію систем ЧПК і розглянуто архітектуру та структурні схеми мікропроцесорних пристроїв ЧПК типу CNC і PCNC. Розкрито принципи побудови модульної відкритої архітектури пристроїв ЧПК типу PCNC та особливості реалізації міжмодульного комунікаційного середовища. Проведено огляд операційних систем пристроїв ЧПК, включаючи операційні системи реального часу. Розглянуто основні задачі керування й особливості їх реалізації в мікропроцесорних пристроях ЧПК: термінальна, діагностична, логічна, технологічна та геометрична. Досліджено функціональні схеми електроприводів головного руху та подачі: постійний струм, асинхронний електропривод, вентильний та кроковий приводи. Наведено функціональні схеми контуру положення різних мікропроцесорних пристроїв ЧПК.

Изложены методы корректирующего управления, составляющие основу альтернативного подхода к решению задачи повышения точности движения по заданным траекториям. Разработаны критерии точности движения и времени выхода системы на номинальный режим. Сформулирован и доказан ряд условий робастной устойчивости движения для широкого класса систем произвольного порядка с различными законами коррекции движения по криволинейным траекториям. Изложение теоретических вопросов иллюстрируется примерами и результатами компьютерного моделирования.

Виконано аналіз і здійснено дослідження особливостей побудови систем динамічного керування (СДК) об'єктами періодичної дії (ОПД). Для динамічного керування ОПД застосовують програмне керування та керування за обмеженнями, причому для розроблення програми функції переходу з початкового стану ОПД у кінцевий можна використати технологічний регламент, розв'язання задачі динамічної оптимізації або евристичний метод. Вибір системи керування залежить від технологічного регламенту, особливостей функціонування та повноти інформації про ці об'єкти. Для реалізації та оцінювання якості регулювання одного з варіантів структурної схеми багатоконтурної системи програмного керування (СПК) з додатковим зв'язком за зміною завдання і логічним функціональним пристроєм у порівнянні з одноконтурною СПК використано програмне середовище MatLab. Найбільш ефективною СДК є система з додатковим зв'язком за зміною завдання і логічним функціональним пристроєм. Якщо функція переходу не задана технологічним регламентом, а на рушійну силу процесу накладені критичні обмеження, для побудови СДК може бути використана система керування з прогнозною фізичною моделлю.

Relevancy of the problem of simplification of mathematical models for different classes of objects and phenomena, particularly in the context of dynamic problems while designing computer con-trol systems, is substantiated. Approaches to solving the problem of mathematical models reduction using the concept of coefficient of concordance between characteristics of models and source data ac-curacy are proposed.

Обгрунтовано актуальність завдання спрощення математичних моделей різного класу явищ і об'єктів, в тому числі стосовно завдань динаміки при розробці обчислювальних керуючих систем. Запропоновано підходи до вирішення завдання редукції математичних моделей, засновані на понятті коефіцієнта узгодженості характеристик моделей і точності вихідних даних.

Програмним забезпеченням, яке створює керуючі програми для верстатів з ЧПК, є САМ-системи. Існуючі складні САМ-системи не завжди доцільно використовувати для малосерійного виробництва через надлишковий функціонал. Простіші САМ-системи, як правило, відрізняються недостатнім функціоналом та неоптимальністю коду керуючих програм. Показано необхідність вдосконалення засобу програмування верстатів з ЧПК, представлено результати дослідження з визначення необхідних функціональних характеристик САМ-систем, пристосованих саме для невеликих виробництв. Також визначено критерії оптимізації коду керуючих програм. Запропоновано систему PowerCAM, вдосконалену за набором функцій, представленням графічного інтерфейсу користувача та оптимізацією генерації керуючого коду. Наведено приклад роботи РоwеrСАМ для порівняння з аналогічними системами.

Приведен простой и быстрый метод оценки асимптотической устойчивости существенно нелинейных динамических систем, в частности систем большой размерности, для которых ряды Тейлора разложения правых частей дифференциальных уравнений сходятся медленно и сумма членов выше второго порядка малости может значительно превышать величину любого члена второго порядка. В таком случае метод функций Ляпунова не может гарантировать корректную оценку устойчивости. В основе предложенного метода - процедура максимизации скорости изменения метрики пространства возмущенного состояния, которая только в частных случаях может оказаться одновременно и функцией Ляпунова. Описанная методика не рассчитана на оценку устойчивости линейных систем.

Приведен простой и быстрый метод оценки асимптотической устойчивости существенно нелинейных динамических систем, в частности систем большой размерности, для которых ряды Тейлора разложения правых частей дифференциальных уравнений сходятся медленно и сумма членов выше второго порядка малости может значительно превышать величину любого члена второго порядка. В таком случае метод функций Ляпунова не может гарантировать корректную оценку устойчивости. В основе предложенного метода - процедура максимизации скорости изменения метрики пространства возмущенного состояния, которая только в частных случаях может оказаться одновременно и функцией Ляпунова. Описанная методика не рассчитана на оценку устойчивости линейных систем.

Запропоновано адаптацію B-сплайн інтерполяції для системи ЧПУ з дворівневою побудовою. Увагу приділено полегшенню інтерполяційних розрахунків на нижчому рівні в режимі реального часу. Одержано співвідношення коефіціентів поліномів для вузлового інтервалу B-сплайну в узловому інтервалі. На прикладі показано послідовність розрахунків, які зводяться до сумування кінцевих різностей.