Учебное пособие Харьков 014 удк

185
информационную и механическую часть. Это придает им интеллек-
туальные свойства и освобождает пользователя от решения проб-
лемы интерфейса.
Для работы с интеллектуальными мехатронными модулями 
пользователю необходимо соединить ИММ с компьютером верхнего 
уровня управления через коммуникационную магистраль. В резуль-
тате мы получим распределенную систему управления, структура 
которой приведена на рис. 5.35. Обмен информацией между уст-
ройствами осуществляется через компьютерную сеть, построенную 
по принципу общей шины. 
Рис. 5.35. Архитектура распределенной системы управления 
Архитектура распределенных систем обладает следующими 
преимуществами: 
– минимальное количество соединительных кабелей и прово-
дов, что повышает надежность, удобство наладки и эксплуатации 
мехатронных систем; 
– применение современных вычислительных алгоритмов и 
методов управления движением (нечеткая логика, нейронные сети); 
– использование принципов открытой архитектуры, что позво-
ляет изменять конфигурацию и расширять систему для решения 
новых задач функционирования; 
– высокая надежность и робастность системы, возможность 
проведения диагностирования во время работы. 
В качестве примера рассмотрим интеллектуальный мехатрон-
ный модуль «Milan Drive AUMA». Модуль применяется для децент-
рализованных систем автоматизации технологических процессов. В 
едином корпусе модуля конструктивно объединены синхронный 

186 
электродвигатель, электронные и информационные устройства, а 
также интерфейсные блоки, необходимые для создания распреде-
ленной мехатронной системы (рис. 5.36). 
Рис. 5.36. ИММ «Milan Drive AUMA» 
Блок электрических соединений обеспечивает подключение 
модуля к источнику питания, общей компьютерной шине, блоку 
входов/выходов и интерфейсу типа RS-232. Возможно подключение 
к интерфейсу Profibus-DP или CAN-Open. Программное обеспечение 
контроллера позволяет реализовать управление приводами, включая 
интерполяцию, и управление электроавтоматикой. В качестве датчи-
ка обратной связи по положению применяется вращающийся тран-
сформатор. Некоторые модификации модуля содержат встроенное 
тормозное устройство. 
Перспективным направлением является применение в интеллек-
туальных мехатронных модулях косвенных методов измерения 
параметров механического движения. В этом случае можно вообще 
отказаться от установки датчиков (даже встроенных), добиваясь ми-
нимальных габаритов и материалоемкости модуля. Величина скоро-
сти, положения, момента вычисляется компьютерным блоком по 
математическим моделям протекающих электромеханических про-
цессов («виртуальные датчики»). 
Хорошо известен способ косвенного определения момента, 
развиваемого двигателем постоянного тока, по величине тока в якор-

187
ной цепи, который часто используется в промышленных приводах. В 
последнее время разработан ряд методов и устройств косвенного 
измерения скорости электродвигателей. Так, стабилизировать ско-
рость вращения асинхронного двигателя можно без установки дат-
чика скорости на его валу, поддерживая в обмотке статора отно-
шение тока к напряжению на заданном уровне с помощью обратной 
связи по току статора. Для трехфазных вентильных двигателей малой 
мощности разработан метод коммутации обмоток по ЭДС вращения, 
позволивший устранить традиционные датчики положения ротора из 
конструкции двигателя. Все методы косвенного измерения требуют 
построения адекватных математических моделей и их эффективной 
компьютерной реализации в реальном времени, включая алгоритмы 
фильтрации помех, статистической обработки измерений и цифро-
вого кодирования информации.

жүктеу/скачать 23,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: