А.В.ТИМОФЕЕВ - Адаптивные роботехнические комплексы
руется также широким распространением и дешевизной электрических источников питания.
Управление двигателями постоянного тока обычно осуществляется с помощью электрического напряжения и, приложенного к обмотке якоря. Динамика таких двигателей описывается системой уравнений вида:
ахо +• ага + сс3Ф = и; М0 = а0а; (5.35)
Уф = М0 - 6ф - Л*0, (5.36)
где а — сила тока в обмотке якоря; ср — скорость вращения вала двигателя; М0 — вращающий момент; J — момент инерции вращающихся масс, приведенный к ротору двигателя; В — коэффициент вязкого трения; Мс — момент сопротивления; а0, alt a2i аз — параметры двигателя.
Исключая из уравнений (5.35) и (5.36) промежуточную переменную а, получим уравнение динамики двигателя постоянного тока в следующем виде:
шр + b& + btq> + b3 (Мс) = и, (5.37)
где
а = /aóla2; b\ = ajj1 (Tai -}- Ва2);
Ь2 = Веское, + а0; h (Мс) = ао1 (aiM0 -f а2Мс).
Для увеличения мощности двигателей и получения больших вращающих моментов применяются разного рода преобразователи и электромашинные усилители. Вращение вала двигателя с помощью механизма передачи движения (редуктора) преобразуется во вращение выходного вала, на котором закрепляется соответствующее звено исполнительного механизма (манипулятора).
Двигатель совместно с редуктором образует силовой электромеханический модуль. Схема такого модуля представлена на рис. 5.13, где приняты следующие обозначения: Р — передаточное число редуктора; с — жесткость упругого вала; М — вращающий момент на выходном валу; q — угол поворота выходного вала (обобщенная координата). Для силовых модулей роботов характерны нелинейные эффекты, порождаемые насыщением магнитного потока, силами сухого и вязкого трения, упругостью и люфтами в редукторах.
Важным преимуществом двигателей постоянного тока является то обстоятельство, что
Рис. 5.13. Схема силового электромеханического модуля робота
Двигатели постоянного тока
L_____
Привод Р с q М
Г"
и
Исполнительный механизм 1 (манипулятор)
159
