23 Следящие приводы подач. Кинематические и силовые соотношения.

Рис. 31.

От вычислительного устройства интерполятора, данные о требуемом положении Х_ТР, поступают на вход привода. Действительное положение стола Х_Д измеряется с помощью датчика обратной связи (ДОС1) с какой-то погрешностью. Датчик выдает сигнал Х_ИЗМ. Это значение сравнивается с Х_ТР и на выходе сравнивающего устройства СУ образуется сигнал :

Этот сигнал усиливается усилителем в к раз, т.е. на двигатель поступают напряжения:

Напряжения поступают на якорь электродвигателя постоянного тока, который вращаясь через механические передачи (редуктор и ходовой винт) перемещает стол до тех пор пока Х_ИЗМ не совпадет с Х_ТР:

В этом случае:

Т.е движение стола остановится.

Для нормальной работы двигателя необходимо выполнение следующих условий:

1. для того, чтобы стол двигался с какой-то постоянной скоростью, то на якорь двигателя необходимо поддерживать постоянное напряжение пропорциональное этой скорости, а это возможно лишь в том случае, если в каждый момент времени имеется постоянное отставание измеренного значения от требуемого.

Для этого на входе привода необходимо поддерживать скоростную ошибку:

где V – скорость перемещения стола;

k_V - коэффициент усиления привода по скорости или добротность по скорости.

Для уменьшения этой ошибки необходимо увеличить коэффициент усиления усилителя k_У .

2. если на стол действует какая-либо сила (сила резания и сила рения механических передач), то для ее преодолевания двигатель должен развивать необходимый крутящий момент.

Это возможно лишь в том случае, если на входе привода будет увеличиваться величина ошибки.

где Р – сила, преодолеваемая столом;

- коэффициент усиления по моменту и нагрузке;

- жесткость замкнутого привода.

Для уменьшения это ошибки, т.е.повышения жесткости привода, можно увеличить передаточное отношение редуктора, но при этом уменьшится k_V и максимальная скорость перемещения.

Увеличение коэффициента усиления усилителя k_У уменьшает обе эти ошибки. Пределом этого повышения является появление неустойчивости привода.

24 Влияние места установки датчиков обратной связи на точность работы привода.

1. Если непосредственно измерять перемещение стола, то жесткость привода не зависит на прямую от жесткости механических передач, а точность привода не зависит от точности передач (вариант ДОС1).

Однако датчики непосредственного измерения являются дорогими, сложными и малонадежными.

2. О величине перемещения можно судить по углу поворота какого-либо вала, например, промежуточного вала редуктора, либо по повороту не приводного конца ходового винта.

Датчик ДОС2 измеряет его угол поворота, но к погрешности самого датчика добавляется не точность самого ходового винта, его осевые деформации под действием сил и температур. Однако датчик в этом случае получается проще и дешевле. Например, круговые фотоэлектрические датчики и фазовые датчики.

3. Датчик устанавливается на приводном конце ходового винта, либо на промежуточном валу редуктора, ибо непосредственно на валу двигателя.

На точность измерения дополнительно будут отрицательно влиять крутильные деформации винта, погрешности редуктора, но датчик получается еще проще, появляется возможность применения комплексных двигателей, т.е. двигателей со встроенными датчиками, а иногда со встроенными тормозами.