СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
Мехатронные устройства - это выделившийся в последние десятилетия класс машин или узлов машин, базирующийся на использовании в них достижений точной механики, электропривода, электроники, компьютерного управления. Хотя все эти элементы можно встретить в громадном количестве традиционной техники, все же можно выделить ряд признаков мехатронного устройства к которым можно отнести следующие.
1.Наличие интеграции следующих функциональных элементов:
-выходного механического звена (ВМЗ), выполняющего внешние функции мехатронного устройства;
-двигателя выходного звена с механизмом передачи движения к ВМЗ, привода ВМЗ;
-усилителя-преобразователя энергии питания двигателя (УПЭП);
-устройства цифрового программного управления приводом;
- информационной системы, контролирующей состояние внешнего мира и внутренних параметров мехатронного устройства.
2. Минимум преобразований информации и энергии (например, прямое цифровое управление безредукторным приводом) - принцип минимума преобразований.
3. Использование одного и того же элемента мехатронного устройства для реализации нескольких функций (например, параметры двигателя (ток, противо ЭДС) используются для измерения его момента и скорости) - принцип совмещения функций.
4. Проектирование функций различных элементов мехатронного устройства таким образом, чтобы цели служебного назначения изделия достигались совместным выполнением этих функций без их дублирования и с максимальным эффектом (принцип синергетики).
5. Объединение корпусов узлов мехатронного устройства - принцип совмещения корпусов.
Рисунок 2 – Принцип построения мехатронной системы
Устройство компьютерного управления осуществляет следующие основные функции:
1. Управление процессом механического движения мехатронного модуля или многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации.
2. Организация управления функциональными движениями мехатронной системы, которая предполагает координацию управления механическим движением мехатронной системы и сопутствующими внешними процессами. Как правило, для реализации функции управления внешними процессами используются дискретные входы/выходы устройства.
3. Взаимодействие с человеком-оператором через машинный интерфейс в режимах автономного программирования (режим off-line) и непосредственно в процессе движения мехатронной системы (режим on-line).
4. Организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и другими устройствами системы.
Задачей мехатронной системы является преобразование входной информации, поступающей с верхнего уровня управления в целенаправленное механическое движение с управлением на основе принципа обратной связи. Характерно, что электрическая энергия (гидравлическая, пневматическая) используется в современных системах как промежуточная энергетическая форма.
Дата добавления: 2015-12-11; просмотров: 1153;