ПРОЕКТУВАННЯ КОНТРОЛЕРА ДЛЯ ІДЕАЛЬНОГО ПОЗИЦІОНУВАННЯ СЕРВОСИСТЕМ

УДК:004.4

DOI:10.25140/2411-5363-2019-4(18)-134-140

Автор:

Мікова Любіца , Технічний університет Кошице (Letna 9, 04200 Košice, Slovak Republic).

Мова статті: англійська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. У сучасній мехатроніці основними технологіями є рухові системи, оскільки такі механічні системи, як, наприклад, виробництво обладнання для мікроелектроніки. часто вимагають високої швидкості та точності позиціонування. В результаті помітний зростаючий вплив динаміки механічної системи на якість позиціонування сервосистеми. Одним із важливих динамічних ефектів є динаміка віброізоляції мехатронної системи, яка виникає внаслідок дії реакційної сили, що генерується змінною дії.

Постановка проблеми. Ідеальна сервосистема позиціонування складається з маси, яка приводиться в дію силою Fservo. Цю силу задає PID-контролер, що включений послідовно з низькочастотним фільтром другого порядку.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У сучасних контролерах класичний зворотний зв'язок поєднується з прямим зворотним зв'язком за значенням помилки. Пряме управління засноване на тому факті, що якщо модель механічного приводу відома і всі початкові умови дорівнюють нулю, бажаного положення можна досягти без використання зворотного зв'язку.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Теоретична точка зору довгий час була прив’язана до ідеальної сервосистеми позиціонування, але отримані результати рідко використовуються на практиці. Однією з причин є їх теоретична направленість з використанням складної математики, і, як результат, існує великий розрив між теорією і інженерною практикою.

Постановка завдання. Проектування PID-контролера засноване на рівнянні для частот зрізу, що дозволяє визначати диференційну та інтегральну складові PID-контролера для заданої пропускної здатності.

Виклад основного матеріалу. Три найважливіші динамічні ефекти, що впливають на властивості приводів, - це гнучкість приводу, гнучкість системи, обмежена маса та жорсткість нерухомої частини системи. З рівняння для власної частоти DP визначається низькочастотний фільтр другого порядку. Нарешті, пропорційна складова P визначається відповідно до амплітуди та фази. Це завершує проектування ідеальної сервосистеми позиціонування.

Висновки відповідно до статті. Метою статті було розробити PID-контролер для ідеальної сервосистеми позиціонування. Його конструкція заснована на рівнянні для частот зрізу, що дозволяє визначати диференційну та інтегральну складові PID-контролера для заданої пропускної здатності.  

Ключові слова:

контроль руху; віброізоляція; стабільність; система контролю продуктивності

Список використаних джерел:

1. Amerongen, J., Coelingh, E., De Vries, T. J. A. (2000). Computer support for mechatronic control system design, Robotics and autonomous systems, no 30.

2. Åström, K., Hägglund, T. (1995) PID Controllers: Theory, Design, and Tuning, USA: Instrument Society of America, Research Triangle Park, North Carolina.

3. Åström, K., Murray, R. M. (2008) Feedback Systems. Library of Congress Cataloging-inPublication Data, North Carolina, ISBN 978-0-691-13576-2.

4. Bishop, R. (2002). The Mechatronics Handbook. CRC Press, ISBN 0-8493-0066-5.

5. Rankers, A. M. (1997). Machine dynamics in mechatronics systems, An Engineering Approach, Philips Electronics N. V., ISBN: 90-365-0957-2.

6. Sandin, E. P. (2003). Robot mechanisms and mechanical devices, ISBN 0-07-142928-X.

7. Fatikow, S., Rembold, U. Microsystem Technology and Microrobotics. Berlin: Springer Verlag, 1997, ISBN: 3540606580.

8. Fukuda, T., Menz, W. (1998). Micro mechanical systems, principles and technology. Amsterdam: Elsevier, ISBN: 044482363.

9. Isermann, R., Münchhof, M. (2003) Identification of Dynamic Systems, Springer-Verlag London Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-78878-2.

10. Janschek, K. Mechatronic systems design, Springer Heidelberg Dordrecht, London, ISBN 978- 3-642-17531-2. 

Завантажити