Системы программного управления. Способы ограничения координат СУ ЭП

К таким системам относятся, прежде всего, системы управления металлорежущими станками и промышленными роботами, исполнительные органы (струбцины резцов станка, схваты манипулятора и т. п.) которых имеют сложные программные законы движения по одной или нескольким пространственным координатам. Программное управление такого рода СУ ЭП осуществляют, как правило, с помощью систем числового программного управления (СЧПУ) того или иного класса (NC, CNC, SNC, DNC) [2].

К классу систем программного управления предъявляются те же требования, что и к системам стабилизации в динамических режимах плюс ряд специфических требований, связанных с ограничением координат состояния объекта управления на допустимых уровнях. В отличие от систем стабилизации СЧПУ при позиционном и позиционно-контурном управлении могут функционировать в режимах больших отклонений координат, в том числе – при больших отклонениях выходной координаты (положении исполнительного органа). В этой связи основные требования к программным системам управления можно сформулировать следующим образом:

а) максимум быстродействия при минимуме динамической ошибки отработки любых программно-задающих воздействий;

б) ограничение координат СУ ЭП на допустимых уровнях во всех динамических режимах.

Эти требования тесно взаимосвязаны и обеспечиваются следующими техническими (в общем случае - программно-аппаратными) средствами:

- применением дополнительных нелинейных обратных связей по ограничиваемым координатам СУ ЭП (типа “отсечек”);

- применением задатчиков интенсивности (первого или второго рода);

- ограничением задающих воздействий внутренних контуров регулирования в многоконтурных СУ ЭП, прежде всего в системах подчиненного регулирования координат;

- формированием таких программно-временных задающих воздействий, которые учитывают реальные динамические характеристики (возможности) объекта управления.

В СУ ЭП требуется ограничивать на допустимых уровнях следующие координаты:

- скорость электродвигателя (w £ w _max);

- ток якоря двигателя постоянного тока (i _я £ i _я,max, i _я,max=l i _я,ном, l -перегрузочная способность двигателя) или ток статора

асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (i _c £ i _c,max);

- скорость изменения тока якоря (статора) двигателя на допустимом уровне; для электрических машин обычного исполнения эта величина составляет (20-50) номинальных значений тока за секунду;

- ускорение электропривода (исполнительного механизма, рабочего органа) на уровне, определяемом требованиями технологического процесса, комфортности и др.