Основные технические характеристики контроллера движения:
период расчета управляющего сигнала (по одной оси) 62.5 мкс,
диапазоны управления:
по скорости 0*16 Мега имп/с,
по перемещению 0 -г 2 147 483 647 имп,
по ускорению 0 -5-134 217 728 имп/с
2
,
максимальные ошибки управления:
позиционная ошибка ± 1 имп (для инкодера в обратной связи),
0.0049 В (для аналоговой обратной связи),
скоростная ошибка 0.02%, дискретные входы/выходы
24 бит, 22 линии, аналого-цифровое преобразование 8 линий, 12
бит, 10 мкс, ± 10В, цифро-аналоговое преобразование 16 бит, ± 10 В,
выход широтно-импульсного модулятора 0.5 •*- 32 Кгц.
3.5.2. Интеллектуальные силовые модули
Вернемся к анализу возможных способов интеллектуализации
мехатронных модулей и рассмотрим подход, направленный на интеграцию
контроллеров движения и силовых преобразователей привода (интерфейс
И2 на рис.2.4). Такое решение целесообразно для многомерных
мехатронных систем, компоненты которых расположены на значительном
удалении друг от друга. В этих случаях комплексировать систему
управления на базе одного персонального компьютера очень сложно, а
иногда и технически невозможно из-за проблем передачи сигналов и
данных на большие расстояния. Так, стандартный протокол К.8-232
позволяет передавать данные на расстояния не более, чем 9.15 м.
Блок управления каждым модулем в таких системах встраивается в
корпус преобразователя или даже в кпеммную коробку электродвигателя
[24, 43]. Такие модули получили название интеллектуальных силовых
модулей - ИСМ.
Примером такого решения является новая система управления
промышленных роботов ПР 125/150, выпускаемых АО АВТОВАЗ [38].
Силовая и слаботочная электронные части системы установлены в общем
шкафу управления. Система управления имеет два управляющих модуля -
модуль привода РМ6-600 и устройство компьютерного управления на базе
процессора Решит. Данный вариант удобен для обслуживания и
эксплуатации, экономичен по занимаемой площади, обеспечивает
свободный доступ ко всем коммуникациям системы.
Интеллектуальные силовые модули строятся на базе
полупроводниковых приборов нового поколения [14, 43]. Типичными
возмущающее воздействие. Следовательно, в общем случае объектом
управления в мехатронике является сложная многосвязная система, в
состав которой входят:
-комплекс исполнительных приводов,
-механическое устройство с рабочим органом,
-блок сенсоров,
-объект работ, с которым взаимодействует рабочий орган.
При этом отдельные блоки и устройства могут быть интегрированы в
мехатронные модули (гл.2 и 3). Включение в рассмотрение процесса
взаимодействия рабочего органа и внешних объектов (например, для
операций сборки, механообработки, водоструйной резки) позволяет
организовать технологически ориентированный процесс управления,
учитывающий характер и специфику данного взаимодействия в конкретно
поставленной задаче.
Указанная структура объекта управления определяет требования и
постановку задачи управления мехатронными системами
рассматриваемого класса. Очевидно, что воспроизведение заданных
движений мехатронными модулями основывается на выполнении
классических требований теории управления: устойчивости, точности и
качества процесса управления [15]. Однако дополнительно необходимо
учитывать следующие специфические особенности мехатронных систем:
I. Движение рабочего органа как конечного управляемого звена
обеспечивается взаимосвязанными (кинематически и динамически)
перемещениями нескольких исполнительных приводов и звеньев
механического устройства.
П. Задача управления мехатронной системой должна быть решена в
пространстве (т.е. найдены оптимизированные траектории движения
всех звеньев, включая рабочий орган) и во времени (т.е. определены и
реализованы желаемые скорости, ускорения и развиваемые усилия для
всех приводов системы).
Ш. Для многих технологических задач параметры внешних и
возмущающих воздействий, приложенных к рабочему органу и
отдельным мехатронным модулям, заранее не определены.
IV. Сложность построения адекватных математических моделей
мехатронных систем традиционными аналитическими методами
(особенно прецизионных многосвязных систем, включающих
динамическую модель технологического процесса).
Структурно мехатронные системы являются многомерными и
многосвязными системами. Размерность задачи управления в мехатронике
определяется числом независимо управляемых приводов системы. В
случае общего механизма исходно задается желаемое движение рабочего
органа, а реализуется оно совокупными перемещениями всех звеньев.