Быстродействие, точность и качество САУ оборудованием ГПС определяются во многом динамическими свойствами исполнительных устройств. В состав исполнительного устройства, представленного на рис. 2.2, входят ИПП - измерительный преобразователь перемещений; УУ - устройство управления; ИМ - исполнительный механизм и привод.
Рис. 2.2. Структурная схема исполнительного устройства
Устройство управления анализирует информацию о заданном положении Хз и о фактическом положении х и формирует сигнал управления приводом. Приводы различных исполнительных механизмов, входящих в состав одного комплекса, должны воспроизводить различные по характеру и способу задания движения, которые разделяются на три основных вида: цикловое, позиционное и контурное. При цикловом управлении движением задается номер точки управляемой оси или звена исполнительного механизма. Исполнительный механизм после прихода в заданную точку фиксируется механическими упорами, а информация о фактическом положении механизма поступает в управляющее устройство от путевых переключателей, выполняющих функции фиксаторов положения. При позиционном управлении задаются номер и координаты точки, в которую производится перемещение исполнительного механизма, а при контурном управлении задаются тип и координаты опорных точек контура, отклонение от которого в процессе воспроизведения не должно превышать допустимого значения.
Большое распространение при позиционном и контурном управлении получили исполнительные устройства с замкнутым по положению (следящим) приводом. Использование исполнительного устройства с тем или иным видом привода определяется многими факторами, основными из которых являются условия эксплуатации и производительность оборудования, стоимость и надежность работы, опыт разработки.
Повышение скорости быстрых перемещений и требования к контурной обработке привели к значительному расширению диапазона регулирования у станков токарной, фрезерной и расточной групп. Для сокращения времени, затрачиваемого на холостые перемещения, необходимо обеспечить высокие скорости холостого (быстрого) хода. Верхний уровень этого параметра в современных станках достигает 0,33 м/с и имеет тенденцию к дальнейшему росту. С другой стороны, на станках с большим количеством установочных перемещений и малым ходом важна не столько абсолютная скорость холостого хода, сколько увеличение быстродействия привода. Рост быстродействия привода ограничивается, с одной стороны, прочностными характеристиками механизмов, а с другой - динамикой контура положения привода, определяющей динамическую ошибку Ay(t), возникающую при разгоне или торможении привода.
Динамические возможности электроприводов должны обеспечивать не только отработку высоких скоростей и ускорений, но и удовлетворять определенным требованиям по характеру протекания переходных процессов. Наиболее благоприятным является апериодический закон изменения выходной координаты. При таком режиме исключаются раскрытия стыков в механических узлах, ударные перегрузки, а также влияние гистерезиса характеристик. При позиционировании апериодический характер движения всегда обеспечивает подход к заданной коорданате с одной стороны. В то же время апериодический характер движения механизмов подач (приводов) обусловливает отставание действительного положения любого перемещения РОС от заданного
движения. В результате чего возникает скоростная ошибка Дхс.
При апериодическом характере переходных процессов приводов их передаточные функции могут быть аппроксимированы апериодическими звеньями первого
или второго порядков
где - постоянные времени приводов.