Способы ограничения координат СУИМ

Системы программного управления,

К системам программного управления относятся системы, задающие воздействия которых меняются по некоторым программно-временным законам. В частности, это системы управления металлорежущими станками и промышленными роботами, исполнительные органы (струбцины резцов станка, схваты манипулятора и т.п.) которых имеют программные законы движения по одной или нескольким пространственным координатам. Программное управление такого рода СУИМ осуществляют, как правило, с помощью систем числового программного управления (СЧПУ) того или иного класса (NC, CNC, SNC, DNC и др.) [17-19].

К системам программного управления предъявляются те же требования, что и к системам стабилизации в статических и динамических режимах, а также ряд специфических требований, связанных с необходимостью ограничения координат объекта управления на допустимых уровнях. В отличие от систем стабилизации СЧПУ при позиционном и позиционно-контурном управлении могут функционировать в режимах больших отклонений координат, в том числе – при больших отклонениях выходной координаты (положения исполнительного органа). В этой связи основные требования к программным системам управления можно сформулировать следующим образом:

а) максимум быстродействия при минимуме динамической ошибки отработки любых программно-задающих воздействий;

б) ограничение координат СУИМ на допустимых уровнях во всех динамических режимах.

Эти требования тесно взаимосвязаны и обеспечиваются следующими техническими (в общем случае - программно-аппаратными) средствами:

– применением дополнительных нелинейных обратных связей по ограничиваемым координатам СУИМ (типа “отсечек”);

– применением задатчиков интенсивности (первого или второго рода);

– формированием таких программно-временных задающих воздействий, которые учитывают реальные динамические характеристики (возможности) объекта управления.

– ограничением величин задающих воздействий внутренних контуров регулирования в многоконтурных СУИМ.

В электромеханических СУИМ требуется ограничивать на допустимых уровнях, в частности, следующие координаты:

– скорость электродвигателя (w £ w _max);

– ток якоря двигателя постоянного тока (i _я £ i _я,max, i _я,max=l· i _я,ном, l –перегрузочная способность двигателя) или ток статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (i _c £ i _c,max);

– скорость изменения тока якоря двигателя на допустимом уровне; для электрических машин обычного исполнения эта величина составляет (20-50) номинальных значений тока за секунду;

– ускорение электропривода (исполнительного механизма, рабочего органа) на уровне, определяемом требованиями технологического процесса, комфортности и др.

Рассмотрим ограничение координат СУИМ применением дополнительных нелинейных обратных связей.

На рис. 5.14 приведена функциональная схема системы регулирования скорости электропривода постоянного тока с дополнительной обратной связью типа “отсечка” по току.

Нелинейная обратная связь по току якоря вступает в действие, когда ток якоря превысит максимально допустимое значение. При этом реализуется условие: | U _дт| > | U _отс|, где U _отс – напряжение “отсечки” нелинейного звена. Напряжение отрицательной обратной связи U _нз приводит к снижению напряжения управления силового преобразователя и cтабилизирует ток якоря на максимально допустимом уровне. В режиме токоограничения среднее значение U _дт» U _отс.

Рис. 5.14. Функциональная схема САР скорости с “отсечкой”

по току якоря

Заметим, что регулятор скорости, обеспечивающий оптимальное в смысле какого-либо критерия регулирование скорости, должен иметь переменную структуру, изменяющуюся при выходе тока на режим ограничения. С целью снижения выбросов тока якоря в такие моменты времени применяют так называемое “упреждающее токоограничение”, обеспечиваемое за счет дополнительной обратной связи по току двигателя, подаваемой на вход тиристорного преобразователя.

Рассмотрим ограничение координат СУИМ с помощью задатчиков интенсивности.

Дата добавления: 2014-11-29