В отдельных случаях техническое задание на проектирование следящей системы задается проектировщику заказчиком. Однако, и в этом случае часто бывает необходимо подробнее изучить общие свойства системы, в которую входит СС, для уточнения технического задания, для выявления недостающих данных для проектирования. Бывают случаи выдачи технического задания, реализация которого не представляется возможной не только теоретически, но и практически. Вот почему важно для проектировщика СС знание и осмысливание всех функций выполняемых системой в целом и СС – в частности.
После этого может быть начато собственно проектирование СС, содержащее, как правило, следующие этапы.
Выбор типа СС, исполнительного двигателя и метода управления. При решении этих вопросов необходимо учитывать вид источников энергии, которые могут быть использованы для питания СС, требуемые динамические, энергетические и эксплуатационные свойства и условия ее работы. Часто важную роль при этом играют требуемые габариты и вес. Всегда должны учитываться вопросы повышения надежности следящей системы. На этом этапе определяются предельные динамические возможности исполнительного двигателя и выбирается передаточное отношение силового редуктора.
Следует отметить, что в большинстве случаев одни и те же задачи могут быть решены различными СС, и от искусства проектировщика зависит выбор наиболее удачного варианта.
При проектировании СС, при определении их динамических параметров представляется целесообразным выделить механическую передачу и нагрузку в отдельный элемент – объект регулирования. При определении энергетических параметров системы момент инерции вращающихся частей рабочего механизма (нагрузки) удобно отнести к моменту инерции вращающихся частей двигателя.
При определении энергетических параметров следящей системы, а также при ее синтезе следует учитывать моменты всех элементов объекта регулирования. С этой целью все параметры нагрузки приводятся к одному валу. Чаще всего это либо вал двигателя, либо вал объекта регулирования. На рисунке 2.9 показана схема связи двигателя с нагрузкой (механизмом).
Рисунок 2.9 – Связь двигателя с механизмом
Основная задача правильного выбора силового элемента заключается как в подыскании двигателя с достаточной мощностью, так и передаточного отношения iр, при которых может быть получен момент силового элемента, требующийся для сообщения надлежащих ускорений силового элемента и нагрузки; силовой элемент способен перемещать нагрузку с минимально требующейся скоростью. Если принять высокое передаточное отношение iр, то нагрузка будет требовать от двигателя малый момент, но сам двигатель должен будет вращаться на высоких скоростях и иметь нежелательно высокие ускорения, чтобы сообщать надлежащие ускорения нагрузке. Если принять низкое iр, то от двигателя будут требоваться большие моменты и могут быть не достигнуты требующиеся ускорения для нагрузки, а, следовательно, и точность регулирования. Ниже приводятся различные зависимости, имеющиеся между моментами, скоростями, мощностью и действующими моментами инерции, передаваемыми зубчатой передачей. Эти зависимости могут быть получены с помощью следующих символов:
Jм - собственный момент инерции механизма, кг∙м∙сек2;
Jд - собственный момент инерции двигателя, кг∙м∙сек2;
Ωм - угловая скорость нагрузки, рад/сек;
Ωд - угловая скорость двигателя, рад/сек;
Мсм - момент на валу нагрузки, кг∙м;
Мд - момент на валу двигателя, кг∙м;
η - КПД зубчатой передачи;
Квм - коэффициент вязкого трения нагрузки, кг∙сек/рад;
Квд - коэффициент вязкого трения двигателя, кг∙сек/рад;
Привидение статических моментов производится на основе энергетического баланса системы, т.е. равенства мощностей на валу двигателя и нагрузки с учетом потерь в редукторе (при условии, что энергия передается от двигателя к нагрузке):
.
(4)
Следовательно, приведенный к валу двигателя момент нагрузки:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.