3.2.2. Гру следящего типа

ГРУ следящего типа используют для выполнения высококачественных чертежей. Бывают обычно планшетного типа.

ЭД - электродвигатель,

U_ЭДХ(у) - Х_ос(у_ос)

ДОС - датчик обратной связи.

Используются схемы управления ЭД как с обратной связью, так и без нее. Вращательное движение электродвигателя

преобразуется в поступательное перемещение реек с помощью тросовой системы или пары ходовой винт-гайка. Принцип построения таких преобразователей поясняется на рисунке.

Схема управления может строиться для работы в абсолютных или относительных координатах. При работе в абсолютных координатах координаты точки задаются с привязкой к началу отсчета планшета, а при работе в относительных координатах координаты очередной точки задаются относительно предыдущей т.е. задается смещение относительно предыдущей точки. Преимущества относительной системы координат - сокращение памяти. Недостаток - накопление ошибки по мере перемещения ПУ.

В простейших ГРУ, без обратной связи, с относительными координатами, используют шаговый двигатель с импульсным управлением.

Для возбуждения шагового двигателя (ШД) используют импульсное управление обмотками. Направление вращения двигателя определяется порядком возбуждения обмоток.

123123 - вращение в одну сторону,

132132 - вращение в другую сторону. Шаговые двигатели могут быть шестифазными и трехфазными и

различаются по величине шага.

Схему управления трехфазным ШД можно представить следующим образом:

Приращения координат х,у заносятся в прямом или обратном коде в счетчик, а затем отрабатываются до 0. В первом случае используют вычитающий, а во втором суммирующий вход счетчика.

Направление вращения ШД, задается в виде знака приращений. Перед началом цикла работы схемы в кольцевой регистр сдвига заносится одна единица, а в счетчик - модуль приращения.

По сигналу «Пуск» синхроимпульсы поступают на регистр сдвига, пока со счетчика не поступит сигнал переполнения N. В зависимости от режима будут поочередно возбуждаться выходы регистра 132 или 123.

Недостатком рассмотренной схемы ГРУ без ОС является то, что время отработки приращений при ху оказывается различным по каждой из координат. Это обязательно приводит к нелинейному перемещению ПУ.

Природу этой нелинейности поясним на рисунке.

Пусть на схему управления поданы приращения х=3у. Перед началом работы ГРУ ПУ находилось в точке с координатами х₀у₀. Желательная траектория перемещения ПУ - линия 1.

Однако, при одинаковой скорости отработки приращений по хиув первый момент ПУ будет перемещаться под углом 45⁰ (2). Затем отработка будет выполняться только для большего из приращений (3).

Для линеаризации траектории ПУ стремятся сделать одинаковым время отработки рассогласования по осям х,у. Эта цель достигается при использовании интерполяторов.

3.3. Интерполяторы.

Линейные интерполяторы входят в состав схем управления ГРУ и предназначены для преобразования параллельного кода приращений (х,у) в последовательность импульсов, равномерно распределенных в заданном интервале времени. Как их использование приводит к уменьшению нелинейности траектории перемещения ПУ поясним рисунком.

Длительность цикла t_yотработки приращенийх иу одинакова, но период следования импульсов различен. Чем мельче элементарные приращения тем больше приближается траектория ПУ к желаемой линии. Каждое элементарное перемещение ПУ происходит под действием импульса. Поэтому задача интерполятора - сформировать нужное число импульсовN_xиN_yпо каждому из каналов за цикл работы (t_ц).

Существует несколько типов интерполяторов. Рассмотрим один них - параметрический.