Свойства и конструкция основных узлов систем управления движением механизмов

Основные узлы систем управления движением механизмов могут иметь различную конструктивную компоновку, определяемую требованиями к точности и быстродействию движения исполнительного органа (ИО). На рис приведены типовые схемы систем управления линейными движениями ИО. Для угловых движений ИО схемы аналогичны, но в них отсутствуют передаточные механизмы (ПМ), преобразующие угловые движения в линейные. В соответствии с заданием s3(f) во всех случаях системами управления реализуются стабилизирующие, следящие или программные движения ИО — s(f).
Для того чтобы получить высокую точность, а это, как правило, связано с высокой добротностью или полосой пропускания системы, необходимо устанавливать датчик положения ДП в непосредственной близости к ИО. Однако это не всегда возможно, так как на полосу пропускания системы будут влиять люфты и упругие деформации в передаточных механизмах, которые входят в контур управления положением ИО; к ним предъявляются повышенные требования по динамическим характеристикам. В этом случае повышаются требования к точности и уровню помех ДП и датчика скорости ДС. Рассмотрим различные варианты схем компоновки ИО, ПМ, ДП, ДС в составе системы управления.
В схеме рис, а между электродвигателем М и ПМ типа винт 3 — гайка 4 установлен ПМ вращательных движений (редуктор) 2. Датчик скорости ДС установлен непосредственно на валу М, а ДП присоединен к валу М непосредственно или через понижающую зубчатую передачу 7. В качестве первичного преобразователя ДС используется тахогенератор постоянного или переменного тока, а в качестве ДП — вращающийся трансформатор. Блок управления БУ, через который происходит замыкание системы, состоит из управляемого преобразователя, регуляторов положения, скорости и электромагнитных переменных (тока, напряжения). Наиболее часто система управления выполняется трехкон-турной в соответствии со схемой, показанной на рис. В общем случае ИО присоединен к М через силовой передаточный механизм ПМС, а ДП — через приборный передаточный механизм ПМП. Ошибка рассогласования по положению выявляется в системе измерителем рассогласования ИР.
Более точный контроль движений ИО можно осуществить, если ДП установить на винт. Редуктор в этом случае выполняется с минимальным числом ступеней. В качестве ДП используется вращающийся трансформатор (ВТ), редуктосин (ВТ с электрической редукцией) или фотоэлектрический датчик.
Следующим этапом в повышении точности и быстродействия системы управления движением ИО Комплектные электроприводы имеют полосу частот пропускания по задающему каналу 25... 50 Гц при установке ДС и ДП на одном валу с ротором М. При наличии в приводе ПМ эта полоса ограничивается меньшими значениями. Для ее повышения необходимо повысить жесткость звеньев ПМ или исключить их из привода. В последнем случае повышается установленная мощность и стоимость электрооборудования. Компромисс устанавливается по результатам анализа возможных альтернатив выбора схем компоновки из условия обеспечения заданных значений точности и быстродействия при ограничениях на установленную мощность, стоимость и размеры электрооборудования. Это делается методами анализа, изложенными в работе [5].