Понятие обобщенной структуры эу м и ртс. Энергетический и информационный каналы. Назначение датчиков и электронных .Узлов для функционирования схемы управления.
Все электронные устройства мехатронной робототехнической системы можно подразделить на 2 группы:
1). Электронные устройства силовые (Тиристорные преобразователи – ТП; Широтно-импульсные преобразователи – ШИП; ИП; автономный инвертор напряжения – АИН; автономный инвертор тока – АИТ).
2). Электронные устройства микроэлектроники (слаботочные электронные устройства).
Информационный канал: слаботочные ЭУ + микро ЭВМ, PIC-контроллеры + датчики измерения контролируемых процессов.
Переменные слаботочные электронные устройства совместно с задающими устройствами (микро ЭВМ, пикконтроллерами, сигнальными процессами и т.д.) и датчики измерения контроллерных параметров составляют канал управления ИКУ.
Обобщенная структура СУ.
Блок датчиков Д содержит датчики регулируемых и контролируемых параметров.
Так обычно регулируются выходные параметры с использованием обратных связей в канале регулирования.
Сигналы с датчиков поступают на регулятор РЕГ, функции которого входят в формирование закона управления элементами силовой части (ТП, ШИП, ИП и т.д.).
Блок ФИУ формирует импульс управления непосредственно на ключевые элементы (тиристорные транзисторы, сиристоры и т.д.).
По существу ФИУ является согласующим устройством между входами силовых приборов и выходом регуляторов.
Сигналы с регулятора являются обычно маломощными.
Иногда в схемах ФИУ называют драйвером.
Узлы информационного канала выполняют на различной элементной базе: дискретные и интегральные электронные компоненты.
Для развязки коммутируемых цепей в схемах часто используют различные электромагнитные реле. Реле имеет катушку на магнитопроводе.
Для функционирования информационного канала ИК требуются источники питания с различными параметрами.
В составе структуры имеются блок вторичного источника питания для собственных нужд (называется также источник оперативного питания).
В источнике оперативного питания ИОП используются различные виды преобразователей и регуляторов, обеспечивающие нормальные режимы работы всей СУ.
При питании от сети переменного тока часто основой является маломощный трансформатор с несколькими вторичными обмотками на разных напряжениях.
Для обеспечения стабильным напряжением устройств электроники ИК используются стабилизаторы напряжения постоянного и переменного тока, фильтрация напряжения которых осуществляется емкостными и транзисторными фильтрами.
В целях улучшения мало габаритных показателей (космические исследования) получила распространение структура ИОП с безтрансформаторным выходом и входом.
В преобразователях напряжений ИК широко используются инверторы напряжений (преобразователи) с частотой преобразований в 20 КГц.
Трансформация и фильтрация напряжения высокочастотной составляющей в этом случае облегченная, при повышенных частотах фильтруется меньшими мощностями.
Система управления силовой частью электронного устройства выполняет следующие функции:
1). Формирование сигналов управления силовыми элементами (силовыми полупроводниковыми приборами), называемыми СПП.
2). Регулирование выходных параметров силовой части.
3). Обмен информацией с внешней средой. При этом осуществляется текущий контроль и диагностика устройства в целом, посредством блока УКД, куда поступают сигналы с датчика Д. Регуляторы контроля и диагностики поступают на блок обработки информации ИНФ и затем с его выхода на защитное устройство блок ЗУ.
Блок ИНФ связан с датчиками/параметрами внешней среды.
Блок ИНФ дает сигнал на включение/выключение, изменение режимов работы всего электронного устройства.
Обычно эти сигналы передаются через электронный блок коммутационной аппаратуры КА для управления силовой частью.
В блоке КА имеет место УЗ, позволяющее отключить в целом электронное устройство (установку) и дать сигнал диспетчеру, в компьютер, на остановку или повторное устройство, дополнительную диагностику всего устройства.
Поскольку в системе управления СУ задействованы ключевые (дискретные) элементы, то такие устройства могут работать в непрерывном или дискретном (цифровом) управлении, это позволяет программно управлять силовой частью с изменением параметров и установкой желаемых режимов.
Операционные усилители в схемах ЭУ М и РТС. Назначение, схемы включения. Особенности применения в ЭУ. Влияние помех. Формирование Эл. узлов: П, ПИ, ПИД- регуляторов, решаемые задачи в системах управления.
Под операционными усилителями ОУ понимается – УПТ ( Усилитель Постоянного Тока), охваченный обратной связью, позволяющий выполнять алгебраические действия:
суммирования, интегрирование, дифференцирование входных сигналов.
Важнейшей характеристикой ОУ является зависимость коэффициента усиления разомкнутости от цифрового сигнала.
К у.р.= f (fс)
Основными схемами включения ОУ в систему управления находят схемы вида: