Следящие системы управления
Следящая система управления – это система автоматического управления, в которой управляемая величина воспроизводит произвольно изменяющееся задающее воздействие.
Примером следящей системы управления является радиолокационная станция, в задачи которой входит сопровождение цели с неизвестным заранее законом движения. По величине ошибки можно судить о динамических свойствах следящей системы. Сигнал ошибки в следящей системе управления представляет собой сигнал, в зависимости от величины и характера которого происходит управление объектом. Различают следующие виды следящих систем управления:
- Статические.
- Астатические.
Статические следящие системы управления управляются значением ошибки: если ошибка имеет место быть, то есть управление в системе, чем больше значение ошибки, тем сильнее реакция системы управления. Например, если цель сопровождения радиолокационной системы - неподвижно висящий вертолет, то она, отработав ошибку, замирает. В том случае, когда траектория движения объекта круговая и скорость постоянна, на постоянной высоте с центром в точке, где располагается радиолокационная станция - ошибка будет постоянной. Следящие системы управления, которые могут автоматически выполнять свои функции при наличии ошибки постоянной величины, называются астатическими системами управления.
Современные следящие системы управления могут быть реализованы с любым фундаментальным принципом управления и отличаются от аналогичной системы программного управления тем, что вместо датчика в них размещается устройство слежения за изменениями внешних воздействий. Воздействие в следящих системах управления является переменной величиной, однако, математическое описание во времени не может быть установлено, потому что источник сигнала - внешнее явление, закон изменения которого неизвестен заранее. Из-за того, что следящие системы управления предназначены для воспроизведения управляющего воздействия на выходе с возможно большей точностью, то ошибка, как и в системах программного управления, является характеристикой, по которой можно сделать выводы о динамических свойствах рассматриваемой следящей системы. Ошибка в следящей системе представляет собой сигнал, в зависимости от величины которого осуществляется управление исполнительным двигателем.
Копировальные системы управления
Копировальная система управления - особый вид следящей системы управления станками, в которых происходит изменение входной величины согласно определенному закону, который может быть любым и задаваться в виде материальной модели-аналога.
Принцип и схема действия механической копировальной системы изображены на рисунке ниже.
Рисунок 1. Принцип и схема действия механической копировальной системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - заготовка; 2 - продольный суппорт; 3 - поперечный суппорт; 4 - щуп; 5 - копир.
Первые элементарные системы программного управления, которые позволили автоматизировать только процесс обработки, были механические копировальные системы управления. В качестве носителя программы, в котором содержатся данные для управления, является неподвижно установленный копир. При перемещении продольного суппорта с продольной подачей щуп, который закреплен, как резец на поперечном суппорте, скользит по поверхности копира. В результате этого происходят поперечная подача суппорта и обработка заготовки, аналогично профилю копира. Копир в рассматриваемой системе управления выполняет две функции:
- Управление перемещением поперечного суппорта.
- Управление рабочей подачей поперечного суппорта.
Вторая функция копира является недостатком, потому что он воспринимает силу резания, а в результате этого увеличивается его износ и уменьшается точность обработки заготовки. В связи с данным недостатком есть необходимость изготовления копира из стали, чтобы снизить его износ, его подвергают термической обработке. Таким образом, рассматриваемая копировальная система управления имеет существенный недостаток –высокую трудоемкость изготовления копиров, особенно тех, которые имеют сложный профиль. Еще один недостаток копировальной системы управления - необходимость после каждого цикла обработки заготовки осуществлять отскок щупа от копира, отводить копир обратно или суппорт в исходное положение и уже там подводить щуп к поверхности копира. Такое перемещение является дополнительным холостым ходом и способствует снижению производительности процесса обработки заготовки. К преимуществам копировальной системы управления относится быстрая переналадка станка для изготовления другого вида детали посредством установки другого копира. Но стоит учитывать, что новый копир должен быть спроектирован и изготовлен заранее.
