СУХОЕ ТРЕНИЕ И КОМПЕНСАЦИЯ ЕГО ВЛИЯНИЯ
На работу следящих электроприводов значительное влияние оказывают сухое трение и зазоры в кинематических цепях механизма. Это объясняется тем, что следящий электропривод — электропривод реверсивный, работающий со знакопеременной нагрузкой» а также тем, что работа на низких скоростях является его рабочим режимом.
Кроме момента вязкого трения, учтенного на рис. 4-2 и 4-3 обратными связями, охватывающими звенья с передаточными функциями 1 f (Тч1р)у 1 / (Тм2р), 1/Гм3/?, в электроприводах обычно существует составляющая момента треиия АЇС т == r() sign <о,
направленная против движения и остающаяся примерно постоянной прн скорости, отличной от нуля, Прн скорости, равной нулю, она может принимать любое значение между Мс т0 и —Мс т0:
~ Мс, то ----- Мс_т ^ Мс-то*
Эту составляющую называют моментом сухого трения. На структурной схеме рис. 6-3 момент сухого трения учитывается нелинейным блоком с релейной характеристикой, показанным штриховыми линиями. При скорости двигателя, не равной'нулю, на его выходе существует момент Д. то. Прн неподвижном двигателе любой приложенный к механизму момент двигателя | Мй | ^ ^ I Мело | уравновешивается моментом на выходе нелинейного блока.
Следствием наличия сухого трения являются снижение точности слежения, увеличение длительности переходных процессов при согласовании и зависимость их характера от значення рас-- согласования, а в определенных случаях и возникновение автоколебаний в системе.
Качественное предсгавление о характере этих явлений дает рис. 6-11. На осциллограмме рис. 6 II, а показаны вызванные сухим трением автокотебанпя в системе с /7£/-регулятором положения. Во время, непосредственно предшествующее моменту времени iQ, момент, развеваемый двигателем (ток tj, меньше момента сухого трения ;WC. T0 и двигатель неподвижен, (м = 0). Однако рассогласование 6<р при этом не равно нулю (20" в частном случае на приведенной осциллограмме). Под действием этого рассогласования напряжения ыр.„ на выходе РП (рис. 6-3) и «ріС на выходе PC меняются. Это приводит к изменению тока якоря, В момент времени он достигает значения, соответствующего моменту сухого трения и затем превышает его. Двигатель начинает вращаться, В момент времени ti рассогласование становится равным нулю, но скорость двигателя и ток отличны от нуля. Когда знак рассогласования меняеіся, двигатель начинает тормозиться и останавливается в момент времени t2, когда ток станет меньше значения, соответствующего моментуДалее процесс повторяется при другом знаке скорости. В системе существуют устойчивые автоколебания.
На рис. 6-11,6 показан процесс согласования (начальное рассогласование составляет 30я) в системе с сухим і рением, в которой устойчивые автоколебания не возникают. В течение времени tt — t2, когда момент, развиваемый двигателем.
меньше момента сухого трения, двигатель неподвижен и сохраняется угловая ошибка. Эго приводит к удлинению процесса согласования. При другом значении начального рассогласования вид переходного процесса был бы другим. Рис. 6-11 |
Если значение Afc. To достаточно стабильно, существенное снижение влияния сухого трения может быть получено при использовании специального компенсирующего канала. Теоретически полная компенсация сухого трения могла бы быть достигнута, если на вход звена 1 / (Тмр) (см. рис. 6-3) была дополнительно введена такая же нелинейная связь по скорости о>, как н показанная на рис. 6-3 штриховыми линиями, но положительная. Если предположить, что контур тока обладает высоким быстродействием, т. е. */. (Р) ^ 1 , то эта связь может быть перенесена на его вход. ЧтоСы избежать наличия положительной обратной связи, можно, пренебрегая ошибкой в контуре скорости, заменить обратную связь прямым каналом с нелинейным блоком, входным сигналом для Которого является сигнал задания скорости, т. е. напряжение РП йрп. Полученная в результате приведенных рассуждений схема показана на рис. 6-12. Появление на выходе РП любого напряжения сразу приводит к подаче на вход контура токасиг - нала, обеспечивающего создание двигателем момента, равного AtfC T0. При переходе йр. п через нуль и изменении его полярности момент двигателя изменяется на 2Мс,7о - Процесс согласования после введения компенсирующего канала, практически совпадающий с про - цессом в линейной системе, показан на рис. 6-11, в.
Положительный эффект от введения рассмотренного канала может быть достигнут и при неполной компенсации сухого трения, что существенно, так как обычно значение Л1с. тв нельзя считать идеально стабильным.