Koncepti automatizovanog pozicioniranja totalne stanice
Koncepti automatizovanog pozicioniranja totalne stanice
Koncepti automatizovanog pozicioniranja totalne stanice
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
1<br />
<strong>Koncepti</strong> <strong>automatizovanog</strong><br />
<strong>pozicioniranja</strong> <strong>totalne</strong> <strong>stanice</strong><br />
dr Aleksandar Ristić
2<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - uvod<br />
Osnovna kategorizacija tipova instrumenata:<br />
– Instrumenti za merenje relativnih visinskih razlika - NIVELIRI<br />
– Instrumenti za merenje uglova - TEODOLITI<br />
– Instrumenti za merenje dužina - DALJINOMERI<br />
Totalna stanica: kombinacija teodolita i daljinomera<br />
– Uređaj za istovremeno merenje dužina i uglova<br />
– Tačnost merenja uglova: do 0.5 ugaonih sekundi<br />
– Tačnost merenja dužina: 2mm + 2mm/km<br />
– Maksimalni domet: do 5km<br />
Metode snimanja tačaka<br />
– Ortogonalna (dve tačke sa kojih se izvode snimanja ortogonalnih<br />
rastojanja)<br />
– Polarna (dve orijentacione tačke, definišu pravac od kojeg se odmeraju<br />
uglovi i dužine)
3<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - tehnike merenja 1<br />
Dva principa rada TS sa/bez GPS uređaja:<br />
– Ručni režim: 2 operatera<br />
Samo TS:<br />
– Definisanje početnog pravca: na osnovu dve poznate poligonske<br />
tačke koje se dogledaju (prizma +TS)<br />
– Merenje detaljnih tačaka: ugao u odnosu na pravac i dužina do<br />
posmatrane detaljne tačke, (prizma + TS)<br />
– Markiranje: detaljna tačka se markira pomoću reflektujuće prizme<br />
TS i GPS zajedno:<br />
– Definisanje početnog pravca sa dve proizvoljne tačke dobijene<br />
GPS merenjem<br />
– Merenje detaljnih tačaka: kombinovano, na pogodnim lokacijama<br />
GPS merenje, na ostalim klasično (prizma + TS)<br />
– Markiranje: detaljna tačka se markira pomoću reflektujuće prizme
4<br />
Merenje: ručni režim, TS sa/bez GPS
5<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - tehnike merenja 2<br />
Dva principa rada TS sa/bez GPS uređaja:<br />
– Automatski režim: 1 operater, robotizovana TS, sinhronizivan<br />
rad obe rotacione ose, sistem za praćenje prizme ATR (Automatic<br />
Target Recognition), komunikacija TS sa prizmom<br />
Samo TS:<br />
– Definisanje početnog pravca: na osnovu dve poznate poligonske<br />
tačke koje se dogledaju (prizma +TS)<br />
– Merenje detaljnih tačaka: ugao u odnosu na pravac i dužina do<br />
posmatrane detaljne tačke, operater sa prizmom<br />
– Markiranje: detaljna tačka se markira pomoću reflektujuće prizme<br />
TS i GPS zajedno:<br />
– Definisanje početnog pravca sa dve proizvoljne tačke dobijene<br />
GPS merenjem<br />
– Merenje detaljnih tačaka: kombinovano, na pogodnim lokacijama<br />
GPS merenje, na ostalim klasično TS<br />
– Markiranje: detaljna tačka se markira pomoću reflektujuće prizme
6<br />
Merenje: automatski režim, TS sa/bez GPS
7<br />
Totalna stanica - ose, upravljane ose<br />
TS treba da zadovolji sledeće kriterijume<br />
- Vizura (Line of sight) ZZ je normalna na osu<br />
durbina (Tilting axis) KK<br />
- Vertikalna osa (Vertical axis) VV je normalna na<br />
osu durbina KK<br />
- Vertikalna osa se poklapa sa pravcem sile teže<br />
-Očitavanje na limbu KK ose je 0 u zenitu<br />
2 upravljane ose - upravljanje sinhronizovanim<br />
kretanjem dve rotacione ose<br />
• Vertikalna osa - merenje horizontalnih H uglova<br />
• Osa durbina - merenje vertikalnih V uglova
8<br />
Totalna stanica - sistematske greške 1<br />
e1 – Greška vertikalnog indeksa (Vertical<br />
index error) - odstupanje vizure ZZ od<br />
horizonta pri čitanju zenitnog ugla od 90<br />
stepeni, merenjem istog ugla 2 puta rotacijom<br />
KK i VV ose za 180 stepeni + aritmetička<br />
sredina (svaki put, jednom)<br />
e2 - Greška vizure (Line of sight error - Collimation<br />
error) - odstupanje upravnosti između ose durbina<br />
KK i vizure ZZ, greška merenja H uglova,<br />
merenjem iste tačke 2 puta rotacijom KK i VV ose<br />
za 180 stepeni + aritmetička sredina (svaki<br />
put/jednom)
9<br />
Totalna stanica - sistematske greške 2<br />
e3 - Greška ose durbina (Tilting axis error) -<br />
odstupanje upravnosti između vertikalne ose<br />
VV i ose durbina KK, greška merenja H ugla,<br />
merenjem iste tačke 2 puta rotacijom KK i VV<br />
ose za 180 stepeni + aritmetička sredina<br />
(svaki put/jednom)<br />
e4 - Vertikalna greška (Vertical - standing axis<br />
error) - odstupanje između vertikalne ose VV i<br />
pravca sile teže (pogled sa boka): greška se<br />
otklanja inklinacijskim senzorom za longitudinalni<br />
(kor. V ugla) i transverzalni nagib (kor. H ugla =<br />
kor.V + transverzalni nagib)
10<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - osnovna klasifikacija<br />
Osnovna kategorizacija TS:<br />
– Klasična TS<br />
– Motorizovana TS sa klasičnim, reflektujućim distancerom<br />
– Klasična TS sa nereflektujućim distancerom<br />
– Motorizovana TS sa nereflektujućim distancerom<br />
– Motorizovana TS sa nereflektujućim distancerom i sistemom<br />
automatskog praćenja<br />
– TS kombinovana sa GPS uređajem
11<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - kretanje po osama<br />
Rotacija, 1 osa - kružnica LI<br />
Rotacija, 2 ose - sfera SLI
12<br />
y2<br />
y1<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - tip upravljanja 1<br />
Y<br />
P1<br />
P2a P3<br />
P2b<br />
x1 x2<br />
X<br />
Svaka osa ima zaseban sistem<br />
kontrole kretanja (motion<br />
controller), interpolacija (CPU)<br />
služi za sinhronizovano kretanje<br />
po osama<br />
Koordinatno (poziciono) upravljanje DA<br />
- Ne postoji funkcionalna zavisnost kretanja<br />
VV i KK ose, bez interpolacije<br />
- Proces <strong>pozicioniranja</strong>:<br />
a) simultano kretanje po obe ose maksim.<br />
brzinom, merenje dostignute pozicije,<br />
b) dopuna po osi sa dužom putanjom<br />
- Samo pozicioniranje: sličnost sa mašinama<br />
koje pri pozicioniranju nisu u radnom<br />
zahvatu sa materijalom (koordinatna<br />
bušilica, laserski pokazivač, alati za<br />
probijanje i prosecanje, presovanje...)
13<br />
y2<br />
y1<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - tip upravljanja 2<br />
Y<br />
x1<br />
P1<br />
F(x,y,z<br />
P2<br />
x2<br />
X<br />
Konturno upravljanje NE<br />
• Potrebna interpolacija (kretanje po sferi),<br />
potrebna SLI, komplikovan algoritam<br />
• Interpolator u realnom vremenu dostavlja<br />
podatke o narednoj međupoziciji i brzini za<br />
svaku od osa<br />
•Ako je putanja preddefinisana, ne zahteva<br />
rad u realnom vremenu
14<br />
Struktura upravljanja<br />
Struktura upravljanja se može podeliti na:<br />
– upravljanje u otvorenoj petlji (bez povratne informacije)<br />
Zadato<br />
upravljanje<br />
– step motori<br />
Poremećaji<br />
Zadato<br />
Stvarno<br />
upavlja<br />
upravljanje nje<br />
Objekat<br />
Izlazna veličina<br />
Regulator<br />
upravljanja<br />
– upravljanje u zatvorenoj petlji (postoji povratna sprega)<br />
– DC brush i brushless servomotori: SERVOREGULACIJA<br />
+<br />
Signal<br />
greške<br />
Regulator<br />
Stvarno<br />
upavlja<br />
nje<br />
(proces)<br />
Objekat<br />
upravljanja<br />
(proces)<br />
Merena veličina<br />
Poremećaji<br />
Izlazna veličina
15<br />
Nezavisne upravljačke petlje<br />
Moguća je situacija da se unutar neke upravljačke petlje nalazi<br />
druga (npr. unutar sporog procesa se nalazi proces sa bržom<br />
dinamikom, i on predstavlja objekat upravljanja sporog procesa)<br />
Zadato<br />
upravljanje za<br />
mašinu<br />
+<br />
Regulator<br />
mašine<br />
Zadato<br />
upravljanje za<br />
motor<br />
+<br />
Frekv.reg<br />
motora<br />
Poremećaji<br />
Motor<br />
Poremećaji
16<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
otvorena sprega, step motori 1<br />
Step (koračni) motori: je višefazni sinhroni AC motor, ima nazubljene statorske<br />
magnete koje aktivira drajver prema određenom redosledu, a oni privlače najbliži zubac<br />
rotora. Više faza, rad u mikrostep režimu i brz prelazak preko područja povećane<br />
osetljivosti obezbeđuje stabilan i kontinualan rad.<br />
Ako rotor ima 25 zuba, a stator 4 magneta, znači da za 1 pun ciklus aktivacije magneta<br />
se zubac rotora pomeri za 360/25=14.4°, odnosno za ceo korak (1 segment 3.6°).<br />
Standardno - step motori sa uglom od 0.72° - 4 faze (0.36° - pola koraka 5 faza).<br />
Uređaji konstantne snage: snaga = brzina x moment. Povećanjem brzine moment se<br />
smanjuje. Limitiranjem struje i povećanjem napona može se popraviti ova mana (heavy<br />
load torque).<br />
Karakteristike step motora obezbeđuju upravljanje u otvorenoj sprezi
17<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
otvorena sprega, step motori 2<br />
Ne mogu se koristiti za sisteme sa promenljivim opterećenjem da ne bi došlo do efekta<br />
gubitka koraka (jer nema senzora u povratnoj sprezi)<br />
Eliminacija problema gubitka koraka se rešava uvođenjem zatvorene sprege<br />
Tipovi step motora: dvofazni, 4-fazni, 5-fazni<br />
Dvofazni: unipolarni (2 namotaja po fazi, za svaki smer struje), bipolarni (1 namotaj po<br />
fazi, ima uređaj za reverziranje struje - H bridge, jači su), kombinacija<br />
Podela step motora: obrtni moment, korak, tip kola<br />
Step motor se idealno pokreće sa strujom sinusnog oblika. Upravljanje sa punim<br />
korakom je gruba aproksimacija sinusne funkcije pa otuda vibracije (pravougaoni<br />
naponski impuls, pozicija=broj impulsa, brzina proporcionalna frekvenciji impulsa)<br />
– Full step drive (obe faze aktivne, max. obrtni moment, vibracije), (wave mod)<br />
– Half stepping (naizmenično uključene ili obe faze ili jedna faza, ne treba<br />
elektronika, postiže se bolja rezolucija, gubi se na momentu, kompenzacija)<br />
– Microstepping (aproksimacija sinusa kontrolerom, jedan korak se raščlanjuje na<br />
puno malih, izuzetno tačno pozicioniranje, za motor od 200 koraka po krugu (1.8°),<br />
svaki korak može da se podeli na 256 delova, ugaoni pomeraj je 0.00703125°, tj.<br />
Ima 51200 pozicija po krugu, teoretski, ima gubitaka koraka)
18<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
otvorena sprega, step motori 3<br />
Step motori su paralelno povezani, zadaju se dva signala, za pomeraj i smer obrtanja<br />
Minimalno vreme između 2 signala (1µs), ali i razmak između 2 impulsa, jer od toga<br />
zavisi brzina motora, za motor sa 200koraka/krugu, ako je 1krug=pomeraj od 1mm i 16<br />
mikro step mod, sledi da je za 1mm potrebno 200 x 16 = 3200 impulsa. Ako je zadata<br />
brzina od 100mm/s tada treba 320000impulsa (3.125µs)<br />
Neophodno je postepeno ubrzavanje-usporenje motora jer će imati propuštene korake<br />
(jitter)
19<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
otvorena sprega, step motori 4<br />
Proračun kretanja:<br />
– p (∆p): pozicija [mm]<br />
– s (∆s): brzina [mm/s]<br />
– a (∆a): ubrzanje [mm/s 2 ]<br />
– t (∆t): vreme [s]<br />
Kretanje po osama<br />
– Maksimalna brzina (npr. 50mm/s) i ubrzanje (25mm/s 2 ), maksimalna brzina se<br />
dostiže za 2.5 sekunde, pređeni put je 2x62.5=125mm<br />
– Kratko rastojanje: trougaoni profil, npr 50mm, dostignuta brzina je 20mm/s<br />
– Duže rastojanje: pun trapezni profil, dostignuta je maksimalna brzina
20<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
zatvorena sprega, brushless servo motori<br />
Permanentni magneti u rotoru, romboidni namotaj u statoru koji povećava značajno<br />
obrtni moment, višestepeni planetni reduktor (i do 1:2548 prenosni odnos), DC motor<br />
Glavna karakteristika: proces komutacije se vrši elektronski, efikasniji, mala EMI, duže<br />
traje, nema trošenja četkica, nema problema sa hlađenjem, AC sa permanentnim mag.<br />
Dva senzora bazirana na Halovom efektu, služe da kontrolišu položaj rotora i daju<br />
upravljački signal za elektronsku komutaciju, može i bez senzora merenjem EMS u<br />
namotaju statora (nema EMS u stacionarnom stanju!!!)<br />
Upravljanje impulsno PWM (Pulse Width Modulation), promenom jačine struje
21<br />
Regulacija pozicije i brzine:<br />
brushless servo motori, PWM<br />
Koristi se pravougaoni signal, promenom vremena trajanja signala (signal width) i<br />
frekvencije impulsa (impulse number) postiže se zaobljeniji izgled finalne krive<br />
Upravljanje impulsno PWM (Pulse Width Modulation), promenom jačine struje<br />
Poređenjem signala “testere” (modulacijski signal) sa sinusnom funkcijom (referentni<br />
signal) dobija se PWM signal, 1 se dobija kada je referentni signal veći od<br />
modulacijskog i obrnuto
22<br />
Servo regulacija pozicije i brzine 1
23<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - motion control 1 ose<br />
Generator<br />
trajektorije<br />
Filter stvarne<br />
pozicije<br />
Veza ka<br />
procesu<br />
PID<br />
MC<br />
DAC<br />
DC Motor<br />
Enkoder<br />
Pojačavač<br />
M
24<br />
Analogni PID regulatori – rezime<br />
Kombinovanjem sva tri osnovna zakona upravljanja dobija se<br />
idealni PID regulator čije se ponašanje može opisati sledećom<br />
jednačinom:<br />
t<br />
t<br />
de ⎡ 1<br />
= KP<br />
e(t) + KI<br />
∫ e(t)dt + KD<br />
= KP<br />
⎢e(t)<br />
+ ∫ e(t)dt + T<br />
0 dt ⎣ TI<br />
0<br />
u(t) D<br />
K P konstanta proporcionalnog dejstva<br />
K I konstanta integralnog dejstva<br />
K D konstanta diferencijalnog dejstva<br />
T I vremenska konstanta integralnog dejstva<br />
T D vremenska konstanta diferencijalnog dejstva<br />
de⎤<br />
dt<br />
⎥<br />
⎦
25<br />
Servo regulacija pozicije i brzine 2<br />
Tri regulacione petlje: strujna, brzinska i poziciona<br />
Spoljašnja petlja: Regulacija pozicije, (PID), merenje pozicije enkoderom<br />
Središnja petlja: Regulacija brzine, PI regulacija, V-Kvf vrednost upravljanja u<br />
ustaljenom stanju (bez poremećaja), ako je greška nula da strujni regulator<br />
nema ulaz 0, ograničava se vrednost struje, merenje brzine enkoderom ili<br />
tahogenerat., prelazni režim struje je završen pre procesa regulacije brzine<br />
Unutrašnja petlja: Strujni regulator, PI regulacija, dinamika strujnih procesa je<br />
mnogo brža nego kod mehaničkih, finija regulacija, povratna sprega<br />
merenjem struje, pretvara se naponsko upravljanje u strujno
27<br />
Servo Regulacija pozicije i brzine 3<br />
“Position Command” - zadata trajektorija kretanja po svakoj osi, sa<br />
merenjem stvarne pozicije (direktno ili indirektno) formira grešku<br />
koja je ulaz u regulator pozicije<br />
Ograničenje struje na integralnom dejstvu: prilikom integraljenja<br />
greške, pri neograničenom procesu, generiše se upravljanje koje<br />
je nemoguće da se ostvari (prevelika vrednost struje), efekat koji<br />
se zove windup<br />
Sekundarni enkoder ima ulogu integrišućeg dejstva, postavlja se<br />
direktno na vratilo motora<br />
Primarni enkoder (u procesu) meri poziciju za zatvaranje sprege u<br />
pozicionoj petlji kao i brzinu (derivativno dejstvo) za zatvaranje<br />
sprege u brzinskoj petlji<br />
Izlaz iz pozicione petlje je ulaz u brzinsku petlju
28<br />
Direktno i indirektno merenje pozicije<br />
И.О. Радни сто С.<br />
И.О.<br />
Кодирана летва Дигитални давач<br />
З.В.<br />
С.<br />
Радни сто<br />
З.В.<br />
Кодирани диск
29<br />
Motion control - modovi kretanja 1<br />
1. Pozicioniranje od tačke do tačke: standardni trapezni profil, važi za veće pomeraje;<br />
trougaoni za male pomeraje, maksimalna brzina se koristi<br />
Apsolutno kretanje, pozicioniranje se izvodi od poznate nulte tačke (zero point)<br />
Relativno kretanje, pozicioniranje se izvodi od prethodnog položaja<br />
2. Pozicioniranje po segmentima<br />
3. Ciklično pozicioniranje
30<br />
Motion control - modovi kretanja 2<br />
1. Pozicioniranje od tačke do tačke<br />
2. Pozicioniranje po segmentima: složena kretanja, zadaje se brzina na kraju segmenta i<br />
pozicija definisana od prethodnog intervala, do 32 segmenta u profilu<br />
3. Ciklično pozicioniranje
31<br />
Motion control - modovi kretanja 3<br />
1. Pozicioniranje od tačke do tačke<br />
2. Pozicioniranje po segmentima<br />
3. Ciklično pozicioniranje: pozicioniranje se vrši prema zadatom parametru, nakon<br />
zadavanja signala za ciklus, kretanje se nastavlja prema parametru za ciklično ponavljanje,<br />
važi i za inkrementalni i za apsolutni mod rada
32<br />
Motion control - karakteristike profila<br />
Ubrzavanje po S krivoj: smanjuje se habanje i oštećenje mehanike, nema naglih<br />
promena<br />
Razlike: prava - konstantno ubrzanje sa dva skoka, S - motor prvo ubrzava sporije, u<br />
središnjem delu 2x brže (2x veći i potreban obrtni momenat), a pri kraju sporo završava<br />
ubrzanje pri dostizanju radne brzine
0<br />
c<br />
0<br />
v<br />
v<br />
34<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - pogon osa, rezime<br />
Tr Tr<br />
Tc<br />
Tc<br />
v<br />
a) b)<br />
d)<br />
t<br />
t<br />
0<br />
0<br />
Poff<br />
v<br />
Pz<br />
Pz<br />
"Traženje"<br />
t<br />
c)<br />
t<br />
Tipovi motora<br />
• DC servo motori, upravljani strujom pobude ili<br />
rotora, linearna zavisnost promene upravljačkog<br />
napona i brzine<br />
• Brushless DC motori, specijalni (romboidni) tip<br />
namotaja, male dimenzije veliki električni moment<br />
i smanjeno dejstvo inercije, integrisan višestepeni<br />
planetni reduktor (i do 1:2548), PWM upravljanje<br />
• Step motori, 1 upravljački impuls odgovara<br />
pomeraju za 1 korak, pun krug podeljen na<br />
korake<br />
Karakteristični režimi rada<br />
- a: Idealni trapezni profil brzine<br />
- b: Problem usporenja - ubrzanja<br />
- c: Pojave - overshoot, hunting<br />
- d: Optimalni, S profil brzine motora
35<br />
Klasifikacija digitalnih senzora pomeraja<br />
APSOLUTNI (kodirani) ENKODERI: merenje ugla od 0 do 360° ili<br />
do punih 1000 obrtaja. Vrsta AD konvertora. Na cilindričnoj ploči se<br />
sistemom fotoćelije prijemnik – predajnik očitavaju kodovi za binarni<br />
zapis. Spoljašnji prsten ima kod 2 0 , sledeći 2 1 itd ... U zavisnosti od<br />
osvetljenosti polja dobija se kod koji predstavlja ugaoni pomeraj.<br />
Koristi se Grejev kod da bi se sprečile greške pri očitavanju.<br />
RELATIVNI (inkrementalni) ENKODERI: kontinuirano merenje<br />
ugla (relativne pozicije)<br />
LINEARNI (direktni – merna letva) I OBRTNI (indirektni) enkoderi<br />
Zaštita od dejstva sile radijalno na vratilo enkodera, IP zaštita,<br />
otpornost na vibracije
36<br />
Tipovi signala i rezolucija enkodera<br />
Enkoderi imaju 3 tipa signala:<br />
a) pozicija (broj impulsa)<br />
b) drugi signal za reverzibilno obrtanje (linearno pomeranje)<br />
c) treći signal markera punog kruga<br />
Spregnuti sa brojačima impulsa i tajmerima pa mere poziciju, brzinu i<br />
smer obrtanja.<br />
Rezolucija enkodera:<br />
- Inkrementalni: broj markera po krugu,10 do 3600 impulsa<br />
- Apsolutni: broj pozicija po jednom punom obrtaju, 6 do 1024<br />
impulsa po obrtaju
37<br />
APSOLUTNI ENKODERI - obrtni
38<br />
Inkrementalni enkoderi - obrtni<br />
PRINCIP RADA inkrementalnog enkodera:<br />
Disk enkodera je podeljen po obimu na prozirna i neprozirna polja.<br />
Pri rotiranju diska prozirna i neprozirna polja presecaju snop svetlosti<br />
tako da se generiše izlazni signal u vidu četvrtki.<br />
Ugaoni zakretaj ose je direktno proporcionalan broju ostvarenih<br />
impulsa, a ugaona brzina frekvenciji. Ostvarene impulse detektuje<br />
brojač.<br />
Fizički, sa obe strane diska postavljena su dva para fotoćelija fazno<br />
pomerena 90º za detekciju smera obrtanja.
39<br />
Inkrementalni enkoderi - primene<br />
Smer levo<br />
Smer desno<br />
Fotoćelija A receiver<br />
Fotoćelija B receiver<br />
Fotoćelija A receiver<br />
Fotoćelija B receiver<br />
A tr<br />
B tr<br />
A re<br />
B re
40<br />
Modeli enkodera i način montaže
41<br />
Merenje brzine 1<br />
METODE:<br />
a) enkoderima (ne opterećuju vratilo)<br />
b) tahogeneratorima<br />
c) stariji tipovi analognih senzora pozicije<br />
Tahogeneratori: jednosmerni i naizmenični<br />
Jednosmerni: izlazni generisani napon tahoa je linearno srazmeran<br />
ugaonoj brzini. Stator je stalni magnet, a rotor sa kolektorom se obrće.<br />
Nedostatak habanje četkica, preko kojih se odvodi generisani (izlazni)<br />
napon. Meri od 0 do 5000 obrtaja u minuti. Tačnost ±1%.<br />
Asinhroni naizmenični: ima rotor i dva statorska namotaja (jedan je<br />
pobudni)<br />
Detekcijom promene faze može da se meri i smer obrtanja od 0 do<br />
4000 obrtaja u minuti naizmenični<br />
Tačnost ±0.05%.<br />
Ne opterećuju vratilo.
42<br />
Merenje brzine 2<br />
Tahogeneratori: jednosmerni i naizmenični
43<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - princip merenja uglova<br />
Staklena ploča - limb<br />
• Princip apsolutnog enkodera, jedna traka,<br />
očitava se CCD (Charged Coupled Device)<br />
nizom (128 elemenata u jedinstvenom nizu<br />
osetljivih na količinu iluminacije svetlosti), 8-bitni<br />
konvertor, tačnost merenja 0.3grada (0.27°)<br />
• Minimum 10 kodnih linija se očitava pa se<br />
određuje srednja vrednost. Jedno merenje<br />
podrazumeva 60 kodnih linija<br />
• Merenje H ugla zavisi od korekcija merenja V<br />
ugla, trenutne greške vizure e2 i ose durbina e3,<br />
odnosno komponente vertikalne greške e4,<br />
normalne na vizuru<br />
•Merenje V ugla zavisi od vertikalne greške<br />
indeksa e1 i od komponente vertikalne greške<br />
e4, paralelene sa vizurom
44<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - princip eliminacije e4<br />
Automatska eliminacija e4<br />
• Mreža oblika 3x trostruka linija 1 se<br />
osvetljava diodom 7 i pomoću sočiva<br />
4 se usmerava na prizmu 3 gde se 2x<br />
reflektuje o površinu ulja. Na CCD<br />
nizu 5 se dobija reflektovana slika 6.<br />
• Komponenta vertikalne greške e4,<br />
paralelene sa vizurom se određuje<br />
promenom razmaka između različito<br />
orijentisanih linija<br />
• Komponenta vertikalne greške e4,<br />
normalne na vizuru se određuje<br />
pomeranjem celokupne mreže duž<br />
CCD niza
45<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - merenje rastojanja r-wr<br />
• IR laser se koristi za merenje<br />
rastojanja na principu merenja<br />
vremena dvostrukog puta, talasna<br />
dužina 780nm, do 3km, tačnost<br />
merenja 2mm+2ppm<br />
• Laser crvene boje u vidljivom<br />
spektru (Red Laser), talasne<br />
dužine 670nm, na rastojanju do<br />
80m, meri sa tačnošću od<br />
3mm+2ppm, veličina traga je<br />
1x2cm na rastojanju od 50m.<br />
Malim tragom lasera se odmeraju<br />
sitni detalji, ne dobija se srednje<br />
rastojanje od više “zahvaćenih<br />
objekata”
46<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - autokolimacija, reflektori
47<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - ATR mod - princip<br />
• Navigacija: nakon grubog navođenja na<br />
PASIVNU prizmu spiralnim kretanjem po obe ose<br />
(procedura pretrage, preddefinisana putanja),<br />
brzina pretrage je preddefinisana. Kada je nagrubo<br />
detektovana prizma kretanje prestaje. U sledećem<br />
koraku se finim navođenjem dobija centar i-ili<br />
rekalkulišu se svi parametri za merenje H i V ugla.<br />
Sledi merenje, a tada se meri i rastojanje.<br />
• Ukoliko dođe do prekida kontakta sa prizmom<br />
tokom procedure praćenja, proračunava se pozicija<br />
koja bi nastala kretanjem prizme po obe upravljane<br />
ose istom, kontinualnom brzinom. Filteriše se<br />
vertikalna komponenta ljudskog hoda pri kretanju<br />
prizme.<br />
• Automatika na servo motorima koriguje devijacije<br />
pri merenju uglova kao i devijacije zadate i<br />
aktuelne pozicije
48<br />
Totalne <strong>stanice</strong> - ATR,<br />
Loock mode<br />
Efekti ATR (3mm/300m)<br />
• Ubrzan proces iznalaženja prizme<br />
• Robotizovana TS, jednom detektovana tačka se<br />
konstantno prati, daljinsko upravljanje RCS<br />
(Remote Control Surveying), čime se mogu da<br />
definišu i odstupanja reflektora od stvarne pozicije<br />
• ATR mod sa aktivnom prizmom za određene<br />
situacije i oštre uglove ne može da radi