25. Исполнительные устройства(механизмы)
Исполнительное устройство (ИУ) или механизм преобразует электрическую энергию в механическую или физическую величину для воздействия на управляющие суставами промышленного робота и есть ИМ. В технических процессах выходными управл. Процессами могут быть клапаны задающие расход реагентов. ИМ обычно лишь косвенно влияют на переменные физических процессов, измеряемые датчиками. Например: датчики измеряют температуру, координаты или химическую концентрацию, а исполнительные устройства управляют подводом тепла, движением или потоками исходных реагентов.
И от динамики физической системы зависит как измеряемые величины изменяются из-за управляющих воздействий исполнительных устройств.
Рисунок 21 – составные элементы исполнительного устройства
В составе ИУ можно выделить две части (рис 21) во-первых преобразователь(усилитель), во-вторых силовой преобразователь(ИМ).
Преобразователь превращает входной сигнал в механическую или физическую величину. Например, ЭД преобразует электрическую энергию во вращательное движение.
Усилитель изменяет маломощный управляющий сигнал, получаемый от выходного интерфейса компьютера, до значений способного привести в действие преобразователь.
В некоторых случаях усилитель и преобразователь конструктивно представляет одно целое. Т. о. некоторые выходные управляющие элементы могут представлять собой самостоятельную систему управления. Выходной сигнал компьютера является опорным значение для выходного управляющего элемента.
Требования к ИУ: -Потребляемая мощность; -Разрешающая способность;
-Повторяемость результата; -Рабочий диапазон и т.д.
Для перемещения клапана часто применяется сжатый воздух. Если необходимо развивать значительные усилия обычно используют гидропривод. Электрический сигнал компьютера должен быть преобразован в давление или расход воздуха либо масла. Бинарное управление обеспечивается электро-механическое реле или электронными переключателями.
26. Полоса пропускания и шум.
Два важных фактора, а именно ширина полосы пропускания и уровень шума определяют способ передачи сигнала между компьютером и физ.процессом. В передачи сигнала и управлении о.с. полоса пропускания обозначает диапазон частот, в пределах которого АЧХ не меньше заданного значения ( обычно 0,707 от max). Для системных шин полоса пропускания соответствует термину «пропускная способность». При обработке сигналов управления и мониторинга полоса пропускания определяется как диапазон рабочих частот датчика. Только те физ.величины, рабочие частоты которых лежат в полосе пропускания можно надлежащим способом измерить или изменить. Это означает, что скорости реакции датчика достаточно для правильного отображения изменения исходной величины. При этом сигнал не искажается из-за соответствия динамики датчика и процесса. Аналогично исполнительный механизм должен иметь соответствующую полосу пропускания, чтобы реализовать необходимое управляющее воздействие. Чем шире полоса пропускания, тем быстрее будет реакция датчика и исп.механизма. Последнее не всегда является положительным фактором, поскольку в этом случае ус-во более восприимчиво к нежелательным высокочастотным возмущениям.
Шум.
Любой измерительный сигнал искажается возмущениями и шумом как в процессе формирования, так и в процессе передачи. Одна из основных проблем передачи сигнала – это уменьшение влияния шума. Источники шума должны быть изолированы или их влияние должно быть снижено до минимально возможного уровня. Искажение сигналов или сообщений шумом является не только проблемой организации интерфейса процесс-компьютер, но и проявляется при любых типах передачи информации. Регуляторы обычно проектируются в расчёте на наличие возмущений и шумов.