Serwomechanizm: Definicja i Zasada Działania
Serwomechanizm to zamknięty układ sterowania, który wykorzystuje sprzężenie zwrotne. Jego sygnałem wejściowym mogą być różne dane, takie jak położenie, prędkość czy przyspieszenie. W praktyce najczęściej chodzi o przesunięcie.
Struktura i Funkcje
W serwomechanizmie wartość wzorcowa jest porównywana z aktualnym sygnałem wyjściowym, co generuje uchyb. Ten uchyb trafia do członu korekcyjnego, a następnie do wzmacniacza, który zwiększa sygnał. Wzmocniony sygnał jest następnie przekazywany do siłownika, zwykle silnika elektrycznego (servomotor), którego przemieszczenie stanowi wartość wyjściową układu.
Klasyfikacja i Rodzaje
Serwomechanizm działa jako układ nadążny, eliminując błędy regulacji związane ze zmianami wielkości wzorcowej. Ma on na celu usprawnienie działania toru wykonawczego, a nie bezpośrednie sterowanie obiektem technologicznym.
Charakterystyka Siłownika
Siłownik w serwomechanizmie charakteryzuje się całkującym charakterem oraz dynamiką, która nie utrudnia regulacji, chociaż wprowadza nieliniowość. Wymusza to zastosowanie korektorów proporcjonalnych (regulator P) o wysokim wzmocnieniu, a także wzmacniaczy trójpołożeniowych.
Wyzwania i Rozwiązania
Całkujący charakter siłownika teoretycznie zapewnia zerowy błąd statyczny. Wysokie wzmocnienie w torze głównym poprawia reakcję układu na zmiany wzorca, ale zmniejsza zapas stabilności. Aby poprawić stabilność, można zastosować korektor lub regulator proporcjonalno-różniczkujący (PD).
Zastosowanie w Przemyśle
Serwomechanizmy znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, szczególnie w maszynach automatycznych.
