Применение задатчиков положения

Следящие электроприводы или системы управления положением представляют собой замкнутые электроприводы, управляющие перемещением и обеспечивающие стабилизацию положения объекта регулирования относительно некоторой базовой системы координат. При этом регулируемая величина (положение объекта) с той или иной степенью точности должна соответствовать приложенному к системе управляющему воздействию. Следящие электроприводы могут обеспечивать как линейное, так и угловое перемещение регулируемого объекта. Например, это может быть система наведения солнечной батареи, телескопа и др. или система управления подачей резца в станке с программным управлением.

Во многих случаях следящие электроприводы строятся по принципу подчиненного регулирования на основе двигателей постоянного тока, коллекторных или вентильных. Поэтому основное внимание мы уделим именно таким приводам. Функциональная схема привода представлена на рис. 9.1, где обозначено: РП – регулятор положения; РС – регулятор скорости; РТ – регулятор тока; Д – двигатель; ОР – объект регулирования; ДП, ДС, ДТ – датчики соответственно положения, скорости и тока.

из рис. 9.1. электропривод содержит три контура регулирования: положения, скорости и тока. Внутренние контуры регулирования (скорости и тока) строятся, как это было показано при рассмотрении систем регулирования скорости. Внешний контур содержит датчик положения объекта относительно базовой системы координат. Это может быть датчик углового положения (сельсин, редуктосин, вращающийся трансформатор и др.) или любой датчик линейного перемещения. Сигнал с выхода ДУ сравнивается с управляющим сигналом U ₀, определяющим положение объекта. По результату сравнения РП – вырабатывается сигнал U _рс регулирования скорости, который, в конечном счете, обеспечивает вращение двигателя и перемещение ОР – на заданный угол или расстояние.

В следящем электроприводе различают два режима работы: позиционирования и слежения. В режиме позиционирования привод должен обеспечить перемещение рабочего органа из одного исходного положения в другое за время не больше заданного. Такое требование выдвигается, например, для привода рулевой машины.

27. Применение параболического регулятора положения и регулятора с переменной структурой

В условиях возрастания требований к точности соблюдения режимными переменными объектов управления (ОУ) установленных регламентов и роста потерь при их нарушениях, задача совершенствования алгоритмов регулирования сохраняет свою актуальность и остается в числе традиционных задач теории автоматического управления. Вместе с тем, как показывает практика, когда в качестве объектов управления выступают технологические агрегаты (процессы) (ТА ТП), то разработчики систем автоматического регулирования (САР), в подавляющем большинстве случаев используют простейшие ПИ-, ПИД-алгоритмы регулирования. Это обстоятельство может быть объяснено следующими двумя взаимообусловленными факторами.Во-первых, ТА как ОУ имеют специфические особенности по сравнению с такими объектами, как манипуляторы, электропривод, усилители, транспортные (мобильные) средства. Основные из них: а) физическая распределенность каналов управления ТА, проявляющаяся в значительных запаздываниях реакции управляемых переменных на управляющие воздействия; б) большое количество факторов весьма существенно влияющих на работу ТА, но практически недоступных для измерения (характеристики сырьевых и энергетических потоков, состояние рабочих органов и активных зон ТА), проявляющихся как неконтролируемые возмущения (координатные, параметрические), и изменяющие значения управляемых переменных, свойства каналов управления,Во-вторых, для ПИД-регуляторов, используемых в САР, для объектов технологического типа имеется инфраструктура инженерной поддержки их применения. Она включает в себя типовые модели динамики каналов регулирования, упрощенные процедуры параметрической идентификации этих типовых моделей, типовые методики расчета настроечных параметров регуляторов или их начальных приближений, типовые аппаратные и программные средства, реализующие эти алгоритмы [1

Если выходной сигнал регулятора в каждой точке является функцией ошибки, то и в точке, соответствующей моменту времени t2 выходной сигнал будет также являться функцией этой ошибки. Для этого выходной сигнал должен быть равен

Uрп* =.

Такую статическую характеристику имеет параболический регулятор (рисунок 6.17).

Найдем коэффициент параболического регулятора

Крп*=