 |
Практическая часть. Теоретическая часть
|
|
|
|
Практическая часть
Постановка задачи:
Прямое управление цилиндром двустороннего действия.
Шток цилиндра двустороннего действия выдвигается при нажатии пневмокнопки. При отпускании кнопки шток втягивается. Цилиндр имеет небольшой диаметр поршня (25 мм) и для работы на требуемой скорости потребляет небольшой расход воздуха.
Решение:
Решить задачу:
Практическая работа №9. Управление приводами по положению. Счетчики импульса.
Цель работы – Ознакомление с управлением гидравлического привода.
Теоретическая часть
Под следящим гидроприводом понимают гидропривод с автоматическим изменением регулируемого параметра в соответствии с изменением управляющего сигнала, заранее не предусмотренного программой.
Принцип действия следящих приводов состоит в непрерывном сравнении входного управляющего сигнала с выходным и в регулировании расхода или давления рабочей жидкости в исполнительном механизме пропорционально рассогласованию входного и выходного сигнала.
Это оказывается возможным благодаря наличию в системе элемента обратной связи и сравнивающего устройства, в котором и вырабатывается сигнал рассогласования между входным управляющим сигналом и сигналом обратной связи.
Сигнал рассогласования подается к исполнительному механизму, приводя выходной сигнал (давление, перемещение или скорость исполнительного гидравлического двигателя) в соответствие с входным управляющим сигналом. Гидравлическая система как бы отслеживает входной сигнал. Такие следящие системы называют следящими приводами прямого действия.
Структурная схема следящей системы прямого действия, показанная на рис. 1, представляет собой замкнутый контур, соединяющий прямой и обратной связью (ОС) задающее устройство (ЗУ) и исполнительный механизм (ИМ).
|
|
|
Структурная схема следящей системы прямого действия
Задающее устройство (ЗУ) – устройство, содержащее программу, сообщаемую следящему приводу для воспроизведения.
Сравнивающее устройство (СУ) – устройство, воспринимающее программу (сигнал) хупр от задающего устройства, сопоставляющее ее с программой (сигналом) х ос, воспроизведенной гидроприводом, и вырабатывающее сигнал рассогласования х между ними.
Управляющий входной сигнал хупр – величина воздействия (перемещение, скорость, давление), сообщаемая сравнивающему устройству (СУ) от задающего (ЗУ), иначе говоря, величина воздействия, заданная программой.
Выходной сигнал y – величина воздействия (перемещение, скорость, давление), развиваемого исполнительным гидравлическим двигателем.
Прямая цепь воздействия – цепь управления от задающего устройства (ЗУ) до рабочего органа.
Цепь обратной связи (ОС) – цепь управления, связывающая рабочий орган (выход) со сравнивающим устройством (входом) и служащая для измерения результата действия следящей системы. Обратная связь делает следящий привод замкнутым.
Большое распространение получили следящие приводы непрямого действия, в которых сигнал рассогласования поступает к исполнительному механизму не непосредственно, а через гидравлический усилитель.
Гидравлический усилитель (ГУ) – это гидравлическое устройство в системе управления, в котором происходит усиление мощности входного сигнала за счет энергии внешнего источника питания (ИП) – насоса, питающего гидросистему.
Электрогидравлический следящий привод, является также приводом непрямого действия, в котором от задающего устройства поступает электрический входной управляющий сигнал. Структурная схема электрогидравлического следящего привода показана на рис. 3.
|
|
|
Приведенные схемы отражают главную особенность следящего привода (СП) – наличие замкнутого контура регулирования, образуемого посредством отрицательной обратной связи.
Следящие приводы применяют в механизмах рулевого управления автомобилей и самолетов, для управления рабочими органами транспортных, строительных, горных машин, в станках с копировальными устройствами и с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленных роботах и манипуляторах, авиационной и космической технике, а также технологической промышленности, медицине и многих других отраслях народного хозяйства.
Следящие приводы могут входить в состав более мощных гидравлических или пневматических приводов, выполняя вспомогательные функции. В этом случае их называют приборными следящими приводами, гидроусилителями или сервоприводами.
Следящие гидроприводы классифицируют по нескольким признакам.
По количеству и взаимосвязи следящих перемещений различают однокоординатные, двухкоординатные и комбинированные следящие приводы.
В однокоординатном следящем приводе рабочий орган совершает перемещение по одной координате.
В двухкоординатном следящем приводе перемещения осуществляются одновременно по двум координатам с взаимозависимыми скоростями, управляемыми от одного входного сигнала.
Комбинированный следящий привод состоит из нескольких одно- или двухкоординатных следящих приводов.
По характеру управления следящие приводы делят на приводы непрерывного управления и дискретного.
По виду средств, с помощью которых осуществляют непрерывное управление скоростью перемещения исполнительного механизма, различают следящие приводы с машинным (объемным) и дроссельным управлением. В следящем приводе с дроссельным управлением изменение расхода рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидродвигатель, осуществляется дросселированием потока в рабочих окнах гидравлических усилителей. В следящем приводе с объемным управлением изменение расхода осуществляется изменением рабочего объема или частоты вращения насоса, либо изменением рабочего объема гидродвигателя.
|
|
|
По количеству ступеней (каскадов) усиления гидроусилителя выделяют одноступенчатый, двух- или многоступенчатый следящие приводы. В одноступенчатом следящем приводе управляющий элемент гидроусилителя (золотник, струйная трубка или элемент сопло – заслонка) непосредственно управляет исполнительным гидродвигателем. В двух - или многоступенчатом следящем приводе управление исполнительным гидродвигателем осуществляется с помощью нескольких ступеней усиления.
По количеству в схеме замкнутых контуров управления следящие приводы можно разделить на одноконтурные и многоконтурные. В одноконтурном следящем приводе существует только один замкнутый контур, т. е. одна цепь управляющего воздействия и обратной связи. В многоконтурном следящем в работе участвуют два и более замкнутых контуров, образованных несколькими цепями прямого (управляющего) воздействия и обратной связи.
Основными требованиями, предъявляемыми к работе следящего привода, являются обеспечение точности, чувствительности и устойчивости системы.
Из рассмотрения принципа действия следящего привода следует, что исполнительный механизм (ИМ) работает лишь тогда, когда существует сигнал рассогласования между входным (управляющим) и выходным (отработанным исполнительным механизмом) сигналами. При отсутствии рассогласования исполнительный механизм неподвижен.
При непрерывном изменении сигнала управления исполнительный механизм с определенной точностью (ошибкой слежения) будет совершать непрерывное перемещение, пропорциональное входному воздействию (слежение).
Скорость рабочего органа, автоматически управляемая сравнивающим устройством по величине и по знаку, называется скоростью слежения.
|
|
|
