طراحی و ساخت عملگر (بخش 7)

شکل ۳۷:نمایش بلوک دیاگرامی سیستم کنترلی

برای تعیین موقعیت میتوان از دو سیستم استفاده نمود. PTP و CP  که هر کدام کاربرد خاص خود را دارد . سیستمهای PTP برای سیستمهای هدف طراحی شده‌اند و مسیر طی شده در این سیستمها چندان مهم نیست و مسیر حرکت تا رسیدن به نقطه مورد نظر ممکن است بسته به مکانیزم حرکت درایور و سرعت درایور تغییر کند.

شکل ۳۸:سیستم تعیین موقعیت نقطه به نقطه

در شکل 38 نشان داده شده است که چگونه با بردارها و مسیرهای مختلف نقطه ابتدا و انتها به یکدیگر متصل شده‌اند. اما در روش کنترلی CP برای رسیدن به نقطه هدف مسیر خاصی مشخص می‌شود در شکل 39 این روش به دو صورت خطی و منحنی نشان داده شده است.

شکل 39:روش تعیین موقعیت CP

علاوه بر روش کنترل بر اساس موقعیت دو روش کنترلی سرعت و گشتاور نیز در سیستمهای سروو درایور وجود دارد برای کنترل سرعت درایور ولتاژ موتور را تغییر می‌دهد و برای کنترل گشتاور درایور جریان موتور را تغییر می‌دهد.

در روش سرعت با استفاده از سروو می‌توان موتور را به دور نامی رسانید و یا سرعت موتور را هماهنگ با بار مورد نیاز نمود. در شکل ۴۰ مثالی از هماهنگ کردن سرعت موتور توسط سروو با بار مورد نیاز نشان داده شده است.

شکل ۴۰:کنترل موتور سروو توسط درایور سروو به روش سرعت

گشتاور موتور نیز با تغییرات جریان متناسب است. برای محدود کردن گشتاور یک موتور کافیست درایور جریان موتور را تنظیم کند. همانطور که در شکل ۴۱ نشان‌داده شده است یک سنسور جریان برای محدود کردن جریان درایور به منظور کنترل گشتاور در نظر گرفته شده است.

شکل ۴۱:روشهای کنترل سروو موتور توسط سروو درایور

یکی از مهمترین شرایط لازم برای کنترل موقعیت، پاسخ فرکانسی درایور است هر چه سرعت و رزولوشن بالاتری برای سیستم سروو لازم باشد پاسخ فرکانسی باید محدوده وسیع‌تری داشته باشد.

شکل ۴۲:محاسبه دقت سیستم با استفاده از دقت الکترونیکی سیستم تعیین مکان و رزولوشن انکدر

یکی از مهمترین خصوصیات یک سیستم کنترلی سروو که با سیستم تشخصیت موقعیت کار می‌کند پاسخ فرکانسی می‌باشد. در حال حاضر با پیشرفت سیستمهای کنترلی سرعت و رزولوشن بالاتری برای سیستمهای سروو مورد نیاز است و برای دستیابی به رزولوشن بالاتر باید شرایط و پاسخ فرکانسی را در نظر گرفت.

همانطور که در شکل 42 نشان داده شده است برای بدست آوردن رزولوشن و فرکانس کار مدار و اسیلاتور فیدبک و فرمان باید با دانستن رزولوشن مکانی، حداکثر سرعت موتور و گام Ball Screw دور موتور را بدست آورد مراحل در زیر توضیح داده شده است.

۱- برای بدست آوردن موقعیت مکانی از نظر مکانیکی نیاز به دانستن مشخصات زیر است:

Ap رزولوشن مکانی می‌باشد که برای مثال 0.01  در فرمول ‏6‑1 نظر گرفته شده است.

Vmax حداکثر سرعت تعیین موقعیت می‌باشد که برای مثال در فرمول ‏6‑2، 500 در نظر گرفته شده است.

P گام Ball Screw می‌باشد که برای مثال در فرمول ‏6‑3، 10 در نظر گرفته شده است.

۲- برای محاسبه دور موتور از فرمول ‏۶‑۴ استفاده می‌کنیم

حال با دانستن رزولوشن انکدر می‌توان فرکانس فیدبک و فرمان برای سروو درایور را بدست آورد.

حال با دانستن رزولوشن انکدر می‌توان فرکانس فیدبک و فرمان برای سروو درایور را بدست آورد.

7- چگونگی محاسبات انتخاب سیستم موتور و Ball Screw

گام اول: اولین مرحله برای انتخاب موتور و درایو مناسب شناسایی سیستم و بدست آوردن پارامترهای آن است  وزن باری که توسط Ball Screw جابجا می‌شود.(m)

1- ضریب اصطکاک لبه‌های Ball Screw (μ)

2- بازده Ball Screw (η)

۳- ضریب اصطکاک داخلی فشار پیلوت مهره (.μ)

4- قطر شفت Ball Screw (DB )

5- طول کلی Ball Screw (LB)

6- ماده استفاده شده در Ball Screw و چگالی آن (ρ)

7- طول گام Ball Screw

8- رزولوشن Ball Screw (منظور تغییر طول به ازای هر پالس ΔL)

9- کل تغییرات Ball Screw (L)

10- سیکل هر جابجایی (کسری از ثانیه S)

شکل 43:پارامترهای مورد نیاز برای انجام محاسبات در سیستمهای سروو با مکانیزم Ball Screw

شکل 44:نمایش اتصال به سیستم کنترل و قطر و گام Ball Screw

در شکل ۴۳ پارامترهای مورد نیاز آورده شده و مقادیری برای مثال به آنها اختصاص داده شده است.

گام دوم: محاسبه رزولوشن حرکت موتور می‌باشد که به ازای هر پالس درایو شفت موتور چند درجه حرکت داشته باشد (sӨ). رزولوشن موتور را  می‌توان با استفاده از فرمول ‏7‑1 بدست آورد.

بنابراین در این مثال رزولوشن موتور باید 0.72 درجه باشد که این زاویه، میزان چرخش موتور به ازای هر پالس است. این رزولوشن را با استفاده از یک سروو موتور 5 فاز سری RK می‌توان تامین کرد.

گام سوم: در این مرحله باید تعداد پالسهای لازم برای فرمان به موتور، زمان شتاب‌گیری و فرکانس ارسال پالس را محاسبه نمود.

در فرمول ‏۷‑۲ طریقه بدست آوردن پالسهای مورد نیاز آورده شده است. در اولین ضرب کل طولی که باید طی شود تقسیم بر گام شده است و در دومین ضرب زاویه طی یک گام (۳۶۰ درجه) تقسیم بر زاویه حرکتی به ازای هر پالس شده است.

جدول مطالب

آخرین مقالات

ارائه درخواست