ניו-טק מגזין | דצמבר 2017

Motion Control מוסף מיוחד

דיאגרמת בלוקים של חוג בקרה מסוג חוג כפול מתקדם :2 איור

דיאגרמת בלוקים של חוג בקרה מסוג חוג כפול סטנדרטי :1 איור

« «

«

יש להתחשב בכל ההפחתות של כל מרכיבי המערכת בין המנוע לעומס. כל זאת נדרש משום שתנועה של קריאת אנקודר בודדת על מנוע חייבת להסתכם ביותר מתנועת אנקודר בודדה של העומס. חוג לולאה כפולה סטנדרטית את הרכיבים עיקריים של חוג בקרה בעל שני רכיבי משוב ניתן לראות באיור מספר מורכב משני חלקים- PID בו למעשה ה- 1 חוג פנימי וחוג חיצוני. החוג הפנימי מורכב ) אשר מקבל אליו את D מרכיב הנגזרת ( משוב המהירות מהמנוע ומוסיף ריסון לחוג הבקרה. המרכיב הזה אחראי על הוספת היציבות למערכת. מרכיב קידום המהירות ) משמש כאן על מנת לפצות על פיגור FV ( הפאזה בין שני החוגים הפנימי והחיצוני. החוג החיצוני מכיל מרכיב הגבר ) ומרכיב הגבר אינטגרלי P פרופורציונאלי ( ) שלמעשה סוגרים את חוג המיקום על I ( . PI filter משוב העומס. צורה זו גם נקראת הינו אחראי על התגובתיות של )P המרכיב ( אחראי על סגירת )I המערכת בעוד רכיב ה- ( השגיאה במצב המתמיד, כלומר כאשר העומס הגיע למיקום הרצוי. המחיר שאנחנו משלמים עבור בקרת חוג סגור מסוג חוג סגור היא שהליך כיול המערכת הינו מורכב יותר מאשר כיול חוג בקרה סטנדרטי ולמעשה יש להיעזר במתודולוגיית כיול שונה עבור חוג בקרה מסוג זה. חוג לולאה כפולה מתקדמת חוג כפול סטנדרטי אשר כויל כהלכה מסוגל לפצות על ליקויים מכאניים או שונות של מערכת ומצליח למקם במדויק את העומס במקום הנדרש אבל לא תמיד יכול לאפשר את הדרישות הדינאמיות של המערכת. למערכות בהן נדרש רוחב פס גבוה נדרש חוג בקרה מתקדם יותר. את השינוי העיקרי בחוג והוא 2 הכפול המתקדם ניתן לראות באיור נוסף שמתווסף לחוג הפנימי. )P מרכיב ( יש לזה את היתרון של הוספת תגובתיות

סכמה של המערכת לדוגמא המורכבת משרשרת הינע לא אידאלית :3 איור

חוג כפול מתקדם עבור כל קונפיגורציה, המנוע יכויל בהינתן פרופיל תנועה עם הפרמטרים הבאים: מהלך התנועה אינץ' אחד.

וקשיחות לחוג הפנימי. משינויים אלו מגיעה עלייה בתגובתיות המערכת. השקלול עבור רוחב פס מוגבר הוא הוספת סיבוכיות לחוג הבקרה. חוג בקרה מתקדם זה ניתן לתאור בקלות ככזה שמכיל שני חוגי בקרה נפרדים וברורים עבור כל רכיב משוב במערכת. הקושי נמצא בביצוע אופטימיזציה בין שני החוגים כך שיעבדו יחד כדי לעמוד בדרישות הביצועים של המערכת. חקר מקרה של חוג כפול לצורך הדוגמא, נבנתה מערכת המורכבת .)3 משרשרת הינע לא אידאלית (איור המערכת מורכבת ממנוע סיבובי נטול ) ואליו מחובר רכיב משוב BL מברשות ( מסוג אנקודר. המנוע מחובר באמצעות מקשר גמיש (קופלונג), פולי ורצועה לבורג כדורי וכל זאת על מנת להמיר תנועה סיבובית לתנועה לינארית. הגררה מחוברת לשתי מסילות לינאריות והעומס מצומד לגררה באמצעות מקשר פלסטי. קונפוגורציות 3 לצורך העניין נשווה בין בקרה: רכיב משוב מסוג אנקודר ע"ג המנוע בלבד חוג כפול סטנדרטי

אינץ' לשניה בריבוע. 19.7 תאוצה אינץ' לשניה בריבוע. 19.7 תאוטה אינץ' לשניה. 7.0 מהירות

והכיול ישאף לקיים את הדרישות הבאות: ± 2 שגיאה לאורך התנועה לא תעלה על אלפיות האינץ'. בסוף התנועה, התייצבות עם שגיאה שלא אלפית האינץ' בזמן התייצבות ± תעלה על נמוך ככל האפשר. במערכת שלפנינו יש מגוון פגמים מכאניים שתורמים לשגיאות במיקום העומס. הרצועה נתונה לחופשים ומתיחות שיכולה לגרום למערכת להיכנס לתהודה. הבורג הכדורי מכניס חופשים וסטיות פסיעה. ולבסוף שגיאות מיקום העומס יכולות להיגרם ע"י גמישות הפלסטיק המקשר בין הגררה לעומס או כתוצאה מחוסר ישרות של הרכיבים המרכיבים את שרשרת ההינע. תחילה חישבנו את הרזולוציה התיאורטית הנדרשת של העומס באמצעות הנוסחה הבאה: בהינתן הערך המחושב אל מול הערך הרצוי

נוסחת חישוב רזולוציה תיאורטית של העומס

New-Tech Magazine l 52