Регуляторы и датчики положения

2.3.1. Регуляторы

В следящем электроприводе приме­няют аналоговые и цифровые регуляторы. Аналоговые пропорциональный (П) и пропорционально-интегральный (ПИ) регуляторы строят на основе операционных усилителей (ОУ), охваченных отрицательной обратной связью [1]. При достаточно высоком коэффициенте усиления ОУ передаточная функция такого регулятора определяется выражением

,

где , – операторные сопротивления входной цепи и цепи обратной связи регулятора.

В курсовой работе после расчета коэффициентов передачи и постоянных времени регуляторов необходимо определить параметры соответствующих резисторов и конденсаторов.

2.3.2. Измерительные преобразователи перемещения

Информация о текущем положении рабочего органа в СЭП формируется с помощью измерительных преобразователей перемещения (ИПП). В состав ИПП входят датчик положения (ДП) и измерительная система (ИС), преобразующая сигнал датчика в цифровой или аналоговый сиг­нал.

Фотоэлектрические датчики положения используют принцип модуляции светового потока при взаимном перемещении рабочих пластин или дисков.

На рис. 2.1 приведена структура СЭП с импульсным фотоэлектрическим ДП. На вход системы поступают сигнал заданного перемещения в виде импульсов f _п с выхода интерполятора системы ЧПУ и сигнал обратной связи f _ос от ИПП. Сигналы поступают на схему синхронизации СС, необходимую для того, чтобы избежать потери импульсов при одновременном приходе импульсов по каналам задания и обратной связи. С выхода СС импульсы передаются на вход реверсивного счетчика РСч, число в котором пропорционально рассогласованию между заданным и фактическим положением СЭП. Это число с помощью цифро-аналогового преобразователя ЦАП преобразуетсяв напряжение, которое поступает на вход регулируемого электропривода РЭП. Для повышения динамической точности СЭП используется схема компенсации скоростной ошибки КСО.

Рис. 2.1. Структура СЭП с импульсным фотоэлектрическим ДП

Индукционные датчики положения основаны на изменении взаимной индук-тивности перемещающихся обмоток трансформаторов. В обо­рудовании с ЧПУ используются все виды индукционных ДП: вращающиеся трансформаторы, редуктосины, круговые и линейные индуктосины, которые могут работать в фазовом и амплитудном режимах.

В фазовом режиме работы на об­мотки индукционного ДП подаются синусо-идальные напряжения, сдвинутые друг относительно друга на 90 градусов. С выхода ДП снимается напря­жение

u = U_m ·sin(ω₀ t +φ),

где φ – угловое положение подвижного элемента ДП относительно начала шага или оборота, выраженное в электрических градусах. Например, если используется линейный индукционный ДП, то φ = 2 πx/s, где х – перемещение головки относительно начала шага, s ­– шаг датчика положения.