3.3 Результаты исследования модели 2-х координатного следящего электропривода стола

На рис. 3.3.1 – 3.3.6 приведены результаты моделирования 2-х координатного следящего электропривода координатного стола при линейной и круговой интерполяции.

Рис. 3.3.1 - Переходный процесс тока I_x(t) и I_y(t), скорости ω_x(t) и ω_y(t) и пути L_x(t) и L_y(t) по осям Х и У при линейной интерполяции в 2-х координатном СЭП координатного стола

При линейной интерполяции, отработка происходит через время для реакции в контуре скорости при данной диаграмме разгона и торможения (рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.2– Траектория движения 2-х координатного СЭП при линейной интерполяции L_зад – заданная и L_лин – действительная, _к = 0,0036мм – контурная ошибка координатного стола

Рис. 3.3.3 - Переходный процесс тока I_x(t) и I_y(t), скорости ω_x(t) и ω_y(t) и пути L_x(t) и L_y(t) по осям Х и У при круговой интерполяции в 2-х координатном СЭП и круговой частоте ω_к =5 рад/с координатного стола

Рис. 3.3.4 – Траектория движения 2-х координатного СЭП при круговой интерполяции и круговой частоте ω_к =5 рад/с

При переходе через зазор (фактический ноль) возникают контурные ошибки на Рис. 3.3.4

Рис. 3.3.5 - Переходный процесс тока I_x(t) и I_y(t), скорости ω_x(t) и ω_y(t) и пути L_x(t) и L_y(t) по осям Х и У при круговой интерполяции в 2-х координатном СЭП и круговой частоте ω_к =15 рад/с координатного стола

Моменты смены знака скорости (рис. 11.3.5 ) сопровождаются наличием зоны нечувствительности, определяемой значением люфта. С ростом величины задания по положению эти зоны становятся практически не заметными, так как скорость достигает больших значений, и выборка люфта происходит почти мгновенно. Вследствие этого в контуре тока и скорости появляются всплески.

Рис. 3.3.6 – Траектория движения 2-х координатного СЭП при круговой интерполяции и круговой частоте ω_к =15 рад/с, L_зад – заданная и L_круг – действительная траектории, _к = 3,6мкм – контурная ошибка координатного стола

При увеличении круговой частоты возрастает контурная ошибка координатного стола (Рис. 3.3.6)

3.4 Экспериментальные исследование влияния частоты квантования на точность отработки траектории движения

3.4.1 Линейная интерполяция

В данном параграфе рассмотрим отработку трех различных траекторий движения описанных с помощью линейной интерполяции. Графики заданной и отработанной траектории движения на плоскости XY при различных частотах квантования сигнала в контуре положения, полученные экспериментально приведены ниже.

Траектория: отрезок

Пример отработки траектории на частоте квантования f=100 Гц (трапециидальная диаграмма скорости на участках разгона/торможения):

Рисунок 3.4.1.1 - График заданных, отработанных сигналов по оси Х и Y:

1-зависимость ; 2-зависимость

Рисунок 3.4.1.2- График координатной ошибки по осям X,Y

Диаграмма изменения координатных ошибок во времени пропорциональна диаграмме изменения скорости во времени. Всплески на рисунке 3.4.1.2 координатных ошибок приводят к росту контурной ошибки.

Рисунок 3.4.1.3 - График контурной ошибки

Траектория: квадрат

Пример отработки траектории на частоте квантования f=100 Гц:

Рисунок 3.4.1.4 - График заданных и отработанных сигналов по Х и Y

1-зависимость

2-зависимость

Рисунок 3.4.1.5- График координатных ошибок

Расхождение в координатных ошибках обусловлено отличными друг от друга параметрами механической части системы по осям X и Y.

Рисунок 3.4.1.6 – График векторной ошибки

При отработке траекторий линейной интерполяции ошибки имеют трапециидальный характер (разгон, движение с постоянной скоростью, торможение), различие ошибок определяется геометрией траектории движения. Например при отработки траектории «Квадрат» (см. рисунок 3.4.1.5) координатная ошибка меняет свой знак т.к. при движении происходит реверс.