Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 74
Текст из файла (страница 74)
В современных сервоприводах переменного тока можно обеспечить высокие быстродействия при соответствующих исполнениях механических узлов приводов. Для математической трактовки динамической декомпозиции выполним линеаризацию системы управления, рассматривая динамические процессы в приращениях относительно начальных значений переменных и параметров, обозначенных индексом О. Траекторные режимы движения звеньев манипулятора при больших изменениях переменных и параметров можно рассматривать в виде последовательностей временных интервалов, на каждом из которых имеются свои, постоянные на данном интервале начальные значения.
Поэтому анализ процессов в линеаризованных сис- О) О) Рис. 4.91 372 (г) Рис. 4.92 И'г,(Р) = ()~ .(РЖ,(Р)! ', Иги„(Р) = РФ' „(Р)И' (РИ ', ~ (Р) = 2В( а)ф Р(К„(Р)К, (РН '; .(,п(Р) = 2В(ге)феР[Иг (Р)Иг (Р)] '; у, =(Лг,(г) Ьф,((Я, Р=(а (г) М())', Х = М (() ()Ж))', (4.184) (4.185) (4.186) (4.187) (4.188) (4.189) (4.190) 373 темах следует проводить при всех наиболее неблагоприятных сочетаниях начальных значений параметров и переменных.
Структурная схема линеаризованной системы управления без учета частей, относящихся к прямой и обратной задачам кинематики, показана на рис. 4.91. Перекрестные связи приведены к выходу системы, а ИЯР) = (Ум(ге)р+ 2В(~ь)4) '. Операции умножения заменены суммированием в результате преобразований: г(г)ф(г) =~ Мф+ Фо()г Ф2 =е 2Ф,ЛФ. Приведя момент сопротивлений, силу сопротивлений и перекрестные корректирующие связи к входам регуляторов скорости и рассматривая контуры регулирования скоростейЬг((),ЬФ(() замкнутыми с передаточными функциями Ж(Р)Ж;.(Р), а также приняв И;„„(Р) = Ж;„„(Р) = 1, получим структурную схему системы (рис. 4.92, а) или векторно-матричную Форму (рис.
4.92, б), На рисунке обозначены: (4.191) (4.192) 1 = '~; 1 = . (4.193; 4.194) Вектор выходных координат определяется по уравнению 142] у = С„у, + бган (4.195) где 6„, Сг — передаточные матрицы замкнутых взаимосвязанных сметем по управлению и возмущению: Су (1 + ФИР) ~ ИЖ бг = (1 + ИгВ) ' Фг', (4.19б) (4.197) 128Т'р'+1бТ р+ 1 гп г (128Т2ро+1б о+ 1)г+ К(цд )р4(2Т р+ 1)2 ' Здесь К(го,сро)=1024Т„(2В(го)фо]~Лв,А~(го)], ҄— малая не- компенсируемая постояйная времени контура тока. Условие автономности систем может быть обеспечено в том случае, если правое слагаемое знаменателя (4.198) мало. Тогда знаменатель определяется выражением (1 28Т„'р'+1бТ„р+ 1)' и пе- 374 где И'=(1 — Н1.) 'Н.
Характеристический полипом замкнутой системы бег (1+ ргк) в случае декомпозиции разделяется на два полинома, содержащих корни только собственных автономных систем. Оценим условия настройки контуров положения и скорости, при которых взаимосвязи систем будут слабыми. Примем, что контуры положения, скорости и тока в двух сепаратных системах оптимизированы одинаково и соответствующие им малые некомпенсируемые постоянные времени контуров также одинаковы. Принимая регуляторы токов, скоростей и положений соответственно в виде ПИ, ПИ и П-регуляторов и полагая, что на входе регуляторов скорости установлены инерционные звенья для уменьшения интенсивности динамических процессов в контурах скорости и тока, а частоты среза контуров тока, скорости и положения соответственно сод =(2Т„) '; а =соя =(4Т„) ', а,„=о>, =(1бТ„) ', получим из уравненйя (4.195) передаточные функции б„„(р) = дг(г)/лг,(г) и бум (р) = Ьср(1) / йр,(Г) в следующем виде: редаточные функции б„„(Р), б„гг(р) равны передаточным функ- циям автономных систем управления Ф„~г(Р) и Ю'„гг(Р): бун 11ун(Р)' бугг(Р) ~~ угг(Р) 1 128Т Р + 1 бТ„Р+ 1 (4.199) Осуществить такое преобразование можно, уменьшив множитель К (г„<р,).
Из анализа параметров манипулятора следует, что отношение [2В(гь)фа) /[т„рм(ге)[<1, но резерв уменьшения К(гмяга) за счет этой части мал. Значительно ббльшие возможности имеются в уменьшении значения постоянной Т„и, следовательно, в увеличении частот среза контуров скорости и положения. Высокие частоты среза контуров скорости и положения можно обеспечить только в том случае, если собственные частоты колебаний, обусловленные упругими связями в приводах, передаточных механизмах и звеньях манипулятора, будут достаточно велики. При этом изменения параметров манипулятора не будут влиять на реализацию условий (4.199), так как при относительной малости К(дьего) его изменение не отразится на общем результате. Изменение коэффициента инерции У„(гс) можно учесть при настройке регулятора скорости.
Если это изменение значительно, то можно использовать автоматическую подстройку постоянной б „в зависимости от г, используя информацию с выхода датчика положения координаты г. 4.9.4. Управление цикловыми движениями манипулятора 375 Если манипулятор работает в позиционном режиме, выполняя цикловые движения при последовательном движении отдельных звеньев, то взаимосвязь координат д, и дг не возникает. Управление движением каждою звена автономно.
В комплектном приводе каждого звена реализуется алгоритм позиционного управления. Рассмотрим цикловые движения по координатам г и е с помощью электроприводов звеньев 2 и 3 манипулятора (см. рис. 4.84). Учтем при этом пневматический привод разжима охвата [4Ц. Кинематическая схема движений звеньев манипулятора показана на рис. 4.93, а, схема пневмопривода разжима охвата — на рис. 4.93, б.
Зажим схвата обеспечивается пружиной 1. Позиционирование электроприводов выполняется подачей соответствующих команд на БУ2 и БУ3 (см. рис. 4.84). Примем дгг = = ~'1 — подъем, дгг = Р'2 — опУскание, Фгг — — [г'3 — выдвижение, дгг = = 'г"4 — втягивание. Разжим схвата выполняется командой Р'5, подаваемой на электромагнит распределителя 2 (см. рис. 4.93, б). 4 5123 о о тРт3 5125 Рис.
4.93 Контроль состояния приводов манипулятора выполняется конечными выключателями: ЯД1 — поднят, ЯД2 — опущен, Яз†выдвинут, 504 — втянут, 505 — схват разжат. Зажатое состояние схвата определяется контактным датчиком давления РЯ по отсутствию давления в приводе схвата. В исходном состоянии манипулятора охват поднят над местом А. Рассмотрим программу взятия изделия с места В и его установки на место А, которая выполняется однократно после подачи команды «Переставить  — А».
Траектория движения охвата показана пприховой линией на рис. 4.93, а. Для однократного выполнения операции перестановки изделия с места В на место А по изменению состояния бита команды «Переставить  — А» из ОРР в ОХ (по переднему фронту сигнала) формируется дифференциальный сигнал-бит «Диф.  — А» (рис. 4.94), который устанавливается на время одного сканирования программы. «Переставить» 01РУР (13) «Дкф,  — А» Рис.
4.94 Рис. 4.95 376 — А, Шаг1» Разжим охвата, выдвижение пускание ! ~01 «Шаг 9» Конец цикла Рис. 4.96 Если манипулятор не находится в исходном состоянии, то устанавливается бит сообщения И~ (еМанипулятор не в исходном состоянии») и ставится на самоудержание через инверсный сигнал-бит йа1% сброса аварийных и предупредительных сообщений (рис. 4.95). После приведения манипулятора в исходное состояние 377 Рис.
4.97 (охват поднят и втянут) необходимо кратковременно подать сигнап йз1%. Если манипулятор находится в исходном состоянии, начинает работать программа последовательности шагов, приведенная на рис. 4.96. По сигналу-биту «Диф. В-А» устанавливается флаг выполнения команды «Исп.  — А. Шаг 1», который одновременно является первым шагом в программе. Установившись, флаг «Исп.  — А. Шаг 1» становится на само- удержание.
Затем последовательно„по мере выполнения движений исполнительными механизмами и срабатывания датчиков, устанавливаются остальные шаги программы. Каждый предыдуший шаг разрешает установку следующего. Установка бита «Шаг 9» сбрасывает все шаги программы. Формирование управляюших сигналов на исполнительные устройства показано на рис. 4.97. 4.10. Состав и свойства систем управления транспортным и подъемно-транспортным оборудованием 4.10.1. Характеристика транспортного оборудования и электроприводов Конвейеры. Общие сведения. Конвейеры широко применяются в различных отраслях промышленности для перемещения сыпучих и штучных грузов.
Для перемещения сыпучих грузов на агломерационных фабриках, в доменных цехах металлургических заводов, на тепловых станциях применяют ленточные конвейеры (рис. 4.98) [17). Между барабанами 2и 7натяжной 1и приводной бстанций расположена гибкая лента 5. Барабан 2, ось которого может перемешаться в 378 Рис. 4.98 направляющих 12, под действием груза !3 создает предварительное натяжение ленты.
Это натяжение обеспечивает передачу без проскальзывания тягового усилия от барабана приводной станции. Чтобы исключить провисание верхней рабочей и нижней холостой ветвей ленты, вдоль трассы устанавливают поддерживающие ролики 11. Барабан приводной станции через редуктор 8 соединен с двигателем 10. Для сглаживания возможных ударов в процессе пуска и торможения валы двигателя и редуктора соединяют упругой муфтой р. Транспортируемый груз подается на ленту через загрузочную воронку 3 и выгружается плужком 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
