Введение к работе
- :QTш
>.. -j t>
Отдел — теальнооть темы. Повыпевн» эффективности промыплевного :copp«aa*t дотва неразрывно овязано о комплексной автоматизацией ва основе новейших достижении нала в гати, переходом к безлвд-вой технологии виготовлення промышленной продукции. В области ав-томатівировавного электропривода а последнее время это привело к увеличению доли разработок внсокопрецивиовных быотродвиотвукшх электроприводов о управлением от онотем о чноловым программный управлением (СЧП7). ВоВ больиеэ признание находят разработка, э которых нопольвуетоя идея изготовления и поставки потребители модульних комплектных электроприводов, что позволяет наилучшим образом ооглаоошвать его элемента между собой и иакокмально попользовать их вовможноотн по динамике я энергетике»
Применение ва практике разомкнутого па полоханих* пленарного шагового электропривода (ПШЭ), базовыми элементами которого явля-втоя электромеханические модули движения (ЖМ) на аэроотатжчеокои подвеске в уоловиях детерминированных нагрузок ограничивает область его применения. Применение специальных методов автоматическое калибровки электржчеохих и механячеоких ооотояниЗ для ряда эксплуатационных ситуаций так хв оказываетоя неудовлетворительна по требуемой точности воспроизводства движения н позиционирования. В этой овяви в дискретных електроприводах воё более широкое применение находят замкнутые структуры управления, иопольвувдие различные датчики обратное овяэн по положению а опоообы косвенного измерения характеристик движения ПШЭ. Таким образом, вамкнутый по положених) ПШЭ, получает новые функциональные возможности, необходимые для его использования в прецезионннх промышленных установках. Наибольшей приалекательноогью о точки зрения модульнооти и унификации ПШЭ обладают разработанные в пооледнее время магнито-ревиотивные датчики положения (МРДП), иопользушже в качеотве информационной вубчагую структуру индуктора и конотруктивно оовмеотн-мые о двигателем в одном корпусе. Однако измерительные оигнал ИРДЦ проотранотвенно промодулжрован выоикми гармовичеокими ооотавляша-ми и отличаетоя от отрогих завиоимоотвй онвуоа и кооинуоа, гре -буемых для замыкания в оиотеме ЧПУ.
Поэтому в данной диооертацяониов работе отавягоя задача ооі-ния замкнутого по положению планерного шагового электропривода, '
включающего в свой состав МРДП с амплитудно-фазопым корректором (АФК) его измерительного сигнала и имеющего оптимальную структуру построения с точки зрения основных характеристик привода, таких как точность, быстродействие, надежность и т.д. АФК входит в состав ГШ1Э как отдельное устройство, построенное на учете индивидуальных характеристик каждого конкретного ПШ.
Данная диссертационная работа выполнялась в рамках научно-технических исследований и разработок, проводимых на кафедре Автоматизированного электрспривода МЭИ в составе ССП НИЧ МЭИ "Время-2" в соответствия с проблемами и по тематике работ BH1IK "Время-2".
Цель работы состоит ь разработке средств и методов амплитудно-фазовой коррекции сигналов встроенных датчиков положения, обеспечивающих автоматизацию переработки информации об ошибках электропривода, ее компактного представления при программировании и уменьшения интервала адаптации корректора как элемента комплектного пленарного электропривода.
Для достижения этой цели в диссертации поставлены и решены следуюіцие основные задачи:
-
Анализ характера ошибок на ШЮ и сопоставление программных и аппаратных средств их компенсации.
-
Исследование влияния нестабильности аэростатической опоры и геометрии эубцовой зоны на статическую ошибку ПЮ.
-
Разработка анализатора гармоник (АГ) измерительного сигнала ЫРДП для исследования ошибки в пределах рабочей поверхности.
-
Аттестация 1ШЭ по характеристикам координатной точности.
-
Выявление необходимого состава и синтез А$К для каждого конкретного ПШЭ.
-
Исследование возможности и разработка метода повышения точности МРДП путем коррекции его выходного сигнала с введением обратной связи по питанию.
-
Создание АФК с обратной связью в цепи питания МРДП.
-
Разработка экспериментального стенда и проведение исследований.
Методы исследований. 'Іеоретические исследования базируются на общей теории электропривода и теории автоматического управления с использованием методов цифрового моделирования на Э&Ч.
Экспериментальная проверка теоретических выводов и результатов осуществлена на специально созданном автоматизированном
стенде о использованием датчика полоявння магнитореэнстивного типа, прецезнонных измерительных приборов и регистрирующей аппаратуры.
Натчная новизна работи состоит в следующем:
Проанализированы н классифицированы ошибка ПШ, рассмотрены пути их уменьшения о ломощьв калибровки электрических и механических состоянии и с использованием метода амплитудно-фазовой коррекции измерительного сигнала МРДП.
Проведено исследование влияния нестабильности аэростатической опоры и геометрия зубцовой зоны на статическую ошябку ПШ.
Предлотан способ аттестации ПШЭ по характеристикам координатной точности.
Разработан способ амплитудно-фазовой коррекции погрошо-сти измерительного сигнала ЫРЩ с введением корректирующей обратной связи и цепь питания датчика полокения.
Практическая ценность работа заключается в том, что:
Разработано уотройство анализатора гармоник (АГ),позволявшее вести регистрацию изменения гармонических ооставляоднх измерительного сигнала МРДП иа рабочей поверхности индуктора ПШЭ.
Разработана система, на базе А4К и АГ, позволянцая аттестовать ПШЭ по характеристикам координатной точности. Полученная информация позволяет найти компромисс между программными и аппаратными средствами парирования ошибки и выявить необходимый состав АФК для индивидуального ПГО.
Разработан А<К с обратной связыо в цепи питания МРДП .являвшийся средством повышения статической и динамической точности при отработке траєкторного двикення ПИВ.
Предлагаемый АОС о обратной связью в цепи питания МРДП могет с успехом применяться для обработки сигналов индуктивных, емкостных и других типов измерителей, нывших на выхода сннуско-косинусный сигнал я поэовляет использовать датчики низкого клао-са точности, как датчики более высокого класса.
Разработан и реализован автоматизированный стенд для экспериментального исследования гармонического состава измерительного сигнала МРДП и А Ж с обратной овязьо в цепа питания датчика полояеняя, входящих в состав замкнутого по появления ПШ.
Реализация результатов работы. Результати работы использованы в производстве пленарных шаговых электроприводов для меха-тронного узла перемещения детали в прессе с лазерным раскроем.
- б -
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на научно-технической конференции Всесоюзного НТО Энергетики, г. Челябинск, 1989 г.;
на заседании кафедры Автоматизированного електропривода Московского энергетического института, г. Москва, 1990 г.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы нашло отражение в четырех печатних работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 172 страницы, в том числе 108 страниц основного машинописного текста, 68 рисунков и 6 таблиц.
