Hlavní technika

Technologie servomechanismu

Technologie servomechanismu
Technologie servomechanismu

Video: Technical animation: How a Servo Motor works 2024, Červenec

Video: Technical animation: How a Servo Motor works 2024, Červenec
Anonim

Servomechanismus, automatické zařízení používané k opravě výkonu mechanismu pomocí zpětné vazby snímající chyby. Termín servomechanismus se správně vztahuje pouze na systémy, ve kterých signály zpětné vazby a korekce chyb řídí mechanickou polohu nebo jednu z jejích derivátů, jako je rychlost nebo zrychlení. Servomechanismy byly poprvé použity v střelbě (zaměřování) a v protipožárních a námořních navigačních zařízeních. Dnes aplikace servomechanismů zahrnují jejich použití v automatických obráběcích strojích, družicových sledovacích anténách, nebeských sledovacích systémech na dalekohledech, automatických navigačních systémech a řídicích systémech protiletadlových zbraní.

V mnoha aplikacích umožňují servomechanismy ovládat vysoce výkonná zařízení signály ze zařízení s mnohem nižším výkonem. Činnost vysoce výkonného zařízení je výsledkem signálu (nazývaného chyba nebo rozdíl signálu) generovaného porovnáním požadované polohy vysoce výkonného zařízení s jeho skutečnou polohou. Poměr mezi výkonem řídícího signálu a výkonem ovládaného zařízení může být řádově miliard k jednomu.

Všechny servomechanismy mají alespoň tyto základní komponenty: řízené zařízení, příkazové zařízení, detektor chyb, zesilovač chybového signálu a zařízení pro provádění nezbytných oprav chyb (servomotor). V regulovaném zařízení je to, co je regulováno, obvykle pozice. Toto zařízení musí proto mít nějaké prostředky pro generování signálu (jako je napětí), nazývaného zpětnovazební signál, který představuje jeho aktuální polohu. Tento signál je odeslán do zařízení pro detekci chyb. Příkazové zařízení přijímá informace, obvykle zvnějšku systému, které představují požadovanou polohu řízeného zařízení. Tato informace je převedena do formy použitelné systémem (jako je napětí) a je vedena do stejného detektoru chyb, jako je signál z řízeného zařízení. Detektor chyb porovnává signál zpětné vazby (představující skutečnou polohu) s příkazovým signálem (představující požadovanou polohu). Jakákoli nesrovnalost má za následek chybový signál, který představuje opravu nezbytnou pro uvedení ovládaného zařízení do požadované polohy. Signál pro korekci chyb je odeslán do zesilovače a zesílené napětí je použito k pohonu servomotoru, který přemisťuje regulované zařízení.

Typickým systémem používajícím servomechanismus je anténa družicového sledování družicové pozemské stanice. Cílem je udržet anténu namířenou přímo na komunikační satelit, aby mohl přijímat a vysílat co nejsilnější možný signál. Jedním způsobem použitým k dosažení tohoto cíle je porovnání signálů ze satelitu přijatých dvěma nebo více těsně umístěnými přijímacími prvky na anténě. Jakýkoli rozdíl v síle signálů přijímaných těmito prvky má za následek, že korekční signál je odeslán do anténního servomotoru. Tato metoda nepřetržité zpětné vazby umožňuje, aby pozemní anténa byla zaměřena na družici 37 007 km (23 000 mil) nad zemí s přesností měřenou ve stotinách centimetru.