Классификация и виды следящих систем. Задачи и этапы проектирования следящих систем, страница 3

Независимо от вида исполнительных элементов по способу применения СС делят на системы однократного и многократного действия. Системы однократного действия, большинство из которых представляют собой бортовые системы, допускают использование элементов в форсированных режимах и элементов с ограниченным сроком службы. Аппаратура таких систем невосстанавливаема. Системы многократного действия обеспечивают предписанный техническим заданием ресурс с помощью восстановительно–профилактических мероприятий. Особенностью таких систем является требование ремонтоспособности.

По принципу действия СС можно подразделить на три основных типа: позиционные, скоростные и комбинированные.

Следящие системы позиционного типа предназначены для передачи на расстояние угла поворота задающего вала (так называемые системы дистанционного управления) (рис. 1.2 а) или для отработки выходным валом системы непрерывно меняющегося входного напряжения (рис. 1.2 б). Достоинствами СС этого типа являются значительное усиление механической мощности при отсутствии реакции на задающее устройство, малые значения статической и динамической ошибок системы, высокая надежность и т.д. Подобные системы широко применяются для управления РЛС, производственными процессами в машиностроении, роботами и манипуляторами, объектами военной техники.

В скоростных СС сигнал ошибки управляет частотой вращения (скоростью) выходного вала. Такие системы применяют также в качестве интеграторов вычислительных устройств, у которых выходная величина пропорциональна углу поворота двигателя (рис. 1.3). Напряжение U₁, которое должно интегрироваться по времени, сравнивается с напряжением тахометрического элемента ТГ. Разность этих напряжений через усилитель управляет двигателем. Угол поворота выходной оси q₂ в некотором масштабе пропорционален интегралу от входного напряжения U₁ по времени. Для преобразования угла поворота в электрическое напряжение на выходной оси может устанавливаться преобразователь типа ЛВТ. Частным случаем интегрирующего привода является система со стабилизированной скоростью вращения (U₁=const).

Скоростные (интегрирующие) СС нашли широкое применение в тех устройствах, где необходимо обеспечить:

- постоянство линейной скорости движения протягиваемых лент, кабелей, проводов, наматываемых в рулоны и т.п.;

- с высокой степенью точности постоянство угловой скорости вращения барабанов и поворотных столов;

- синхронность вращения валов рабочих механизмов, размещенных на значительном расстоянии друг от друга;

- управление скоростью конца захвата в полуавтоматических системах управления роботов и манипуляторов и т.д.

Комбинированные следящие системы представляют собой либо сочетание систем замкнутого и разомкнутого типов, либо сочетание позиционной и скоростной систем, работающих на один выходной вал. Объединяя позиционную и скоростную системы в одну, можно получить высокое быстродействие и точность следования, сохранив принцип позиционности. Комбинированные системы, построенные по принципу сочетания замкнутой и разомкнутой систем, также имеют высокое быстродействие и точность.

По принципу построения СС можно разделить на одноканальные и многоканальные (в частном случае двухканальные). До последнего времени для повышения точности применялся метод точного и грубого отсчетов с механическим редуктором, т.е. двухканальную синхронно-следящую систему. Погрешность передачи канала точности уменьшается по сравнению с погрешностью грубого канала в число раз, равное передаточному отношению. Сейчас известны СС с тремя и более каналами.

Для увеличения точности СС большой интерес представляют системы синхронной связи с электрической редукцией. На базе датчиков с электрической редукцией могут быть созданы различные схемы синхронно-следящих систем.

Все многообразие следящих систем, независимо от принципов действия и построения в зависимости от характера сигналов, передаваемых от одного элемента системы к другому, можно подразделить на пять основных классов:

-  непрерывные, в которых сигналы на входе и выходе всех элементов системы представляют собой непрерывные функции;

-  несущие, в которых сигнал на выходе одного из элементов системы изменяется с некоторой несущей частотой, модулированной входным сигналом;