ПОЗИЦИОННАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
Обеспечение точного и надежного измерения положения в сервосистемах всегда было трудной задачей, особенно там, где, как и в роботах, к оборудованию предъявляется требование минимальных размера и массы. Применение управления с замкнутым контуром регулирования значительно снижает требования, предъявляемые к точности. В той или иной форме такая обратная связь обычна для различных систем животного.
Существует множество различных видов датчиков положения, используемых в созданных человеком системах управления.
Для точного измерения положения, например, в автоматических механических измерительных приборах или станках-автоматах общепринят цифровой вид измерений. В этих целях используется множество различных методов, реализуемых устройствами, которые можно грубо разделить на две категории.
К первой категории относятся устройства, измеряющие абсолютное положение по отношению к постоянной точке отсчета. Вторая категория включает различные виды вычислительных устройств, которые суммируют небольшие равномерные приращения для получения абсолютной величины положения. Приборы первой категории дают большую погрешность при потере одной или более значащих цифр отсчета. Приборам второй категории свойственна постоянная потеря информации в случае пропуска даже нескольких приращений. Эти недостатки можно устранить путем частой подстройки нуля измерительного прибора, поскольку абсолютную достоверность никогда нельзя гарантировать.
Столь точные устройства для измерения положения, как правило, громоздки и дороги и поэтому непригодны для применения в роботах общего назначения. К счастью, при наличии у робота обратной связи за счет какого-либо «зрительного» устройства необходимость в абсолютной точности значительно уменьшается и заменяется необходимостью в точном сравнении положений.
Следует отметить, что, хотя человек и животные используют визуальную обратную связь, у них имеется в той или иной форме еще и внутренняя обратная связь, ибо в противном случае уменьшилась бы точность позиционирования при закрытых глазах или у слепых. Существует мнение, что обратная связь в нервной системе не является частью контура управления по положению, а определяет, возможно, конкретное соотношение между напряженностью и длиной мышцы.
Метод точной индикации положения, предложенный автором, основан на вращении стального сегмента для электромагнитного индуцирования импульсов в катушке и сравнения временных положений этих импульсов с временными положениями других, эталонных импульсов [16]. При устранении температурного дрейфа за счет правильного монтажа этот метод может обеспечить высокую точность. Чтобы избежать необходимости использования вращающихся деталей, автор применил линейно перемещающееся поле, создаваемое многофазной обмоткой.
