8925

Отработка заданных режимов системы позиционирования при переменном моменте инерции нагрузки и следующих вариациях параметров объекта

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: Целью работы является отработка заданных режимов системы позиционирования при переменном моменте инерции нагрузки и следующих вариациях параметров объекта. - коэффициент жесткости с упругого звена - посто...

Русский

2013-02-19

131.5 KB

2 чел.

  1.  Цель работы:

Целью работы является отработка заданных режимов системы позиционирования при переменном моменте инерции нагрузки и следующих вариациях параметров объекта.

  1.  – коэффициент жесткости «с» упругого звена;
    1.   – постоянная времени цепи якоря двигателя «Т»;
    2.   – коэффициент вязкого трения двигателя «g»; коэффициент вязкого трения внешней кинематики «gk»;
    3.   – при наличии нелинейности в виде звена с зоной нечувствительности;
    4.   – при наличии звена с зоной насыщения;
    5.   – при наличии нелинейности в виде сухого трения;
    6.   – при наличии звена с люфтом в кинематической цепи.

  1.  Исходные данные:

Система позиционирования предназначена для управления следующими подвижными звеньями робота:

- Предплечье.

п/п

Масса

Груза

mн (кг)

Предплечье

(м)

m

(кг)

(р/с)

с

(Нм/р)

1

10

0.3

3,0

2,5

104

Задание: Кисть - =0,3 м. – длина звена;

                            m=3 кг. – масса звена;

                            =2,5 р/с – угловая скорость поворота;

                            с=104 Нм/р – коэффициент жесткости кинематической цепи;

                            =10 кг – масса груза.

Скоростная добротность 300.

Перерегулирование отсутствует.

Варьируемый параметр – постоянная времени якоря.

Рис 1.Блок – схема позиционирования.

У – усилитель;

Д – двигатель;

ДП – датчик положения;

Тг – тахогенератор.

Исполнительный орган робота. Рис2.

Центр массы каждого звена лежит в его середине.

где:

l1= lk=0,3 м

m1= m=3 кг

Gн= mн=10 кг

Нм

Вт =0,195 кВт

Выбираем двигатель:

Характеристики

Тип двигателя

ДПМ-1.6-110

Полезная мощность Р, (кВт)

0,25

Номинальный момент М, (Н*м)

                                1.6

Частота вращения n, (об/мин)

2500

Напряжение U, (В)

110

Ток якоря I, (А)

4.5

Сопротивление якоря R, (Ом)

2.3

Индуктивность L, (Гн)

0.0075

Момент инерции J, (кг*м)

0.002

Крутизна характеристики тахогенератора (мВ*мин/об)

20

Класс точности тахогенератора

1.0

Рассчитаем передаточное число редуктора. Передаточное число определяется дважды:

- из необходимости обеспечить подвижному звену угловую скорость .

В этом случае

- из необходимости обеспечить на подвижном звене максимальный момент нагрузки Мн.

В этом случае

Берем для дальнейших расчетов =50.

2.2. Расчет и приведение коэффициентов вязкого трения.

Нм

где Мпт – момент, идущий на преодоление вязкого трения в приводе и кинематике подвижного звена;

g’ – коэффициент вязкого трения цепи двигатель – редуктор;

gк’ - коэффициент вязкого трения в кинематической цепи подвижного звена;

- суммарный коэффициент вязкого трения.

Где g, gк и  - коэффициенты вязкого трения, приведенные к оси нагрузки.

Коэффициент вязкого трения, образованный действием против ЭДС двигателя, приведенный к оси нагрузки рассчитывается по формуле:

2.3. Расчет и приведение моментов инерции.

где  - момент инерции двигателя;

Где  - момент инерции подвижного звена.

Где  - момент инерции максимального груза в схватке.

2.4. Определение конструктивного коэффициента двигателя Сд.

2.5. Определение постоянной времени якорной цепи.

Где RВ – внутреннее сопротивление силового преобразователя, полагаем, что .

Определение критической постоянной якорной цепи и величины электромеханической добротности Q.

,

где:

Определение частоты собственных колебаний кинематической цепи подвижного звена:

а) без нагрузки:

б) с максимальным грузом в схвате:

3. Передаточная функция звеньев и структурная схема системы.

3.1. Датчик положения.

где:

кс=1,5 в/р – коэффициент преобразования датчика положения;

Тс=0,01 с – постоянная времени.

3.2. Усилитель.

где:

ку=129 в/р – коэффициент усиления усилителя; выбирается исходя из обеспечения заданной скоростной добротности D.

Ту=0,01 с – постоянная времени.

3.3. Двигатель.

Работа двигателя описывается следующими уравнениями:

Где  - частота вращения ротора двигателя, (рад/с);

I,U – номинальные значения напряжения и тока цепи якоря;

R,L – активное сопротивление и коэффициент самоиндукции обмотки якоря;

, - момент инерции и коэффициент вязкого трения ротора двигателя и редуктора;

Фб – магнитный поток двигателя.

3.4. Кинематическая цепь звена.

Без груза:

Jи=Jк , (gи=gк)

Jк=3.1521

С грузом:

Jи=Jк+ Jн         

Jи=9.8761


Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский институт машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ)

Кафедра электроники, вычислительной техники и автоматизации

Лабораторная работа

Исследование работы системы позиционирования робота

Выполнила студентка гр. 6405

Азябина Т.Д.

Проверил

д.т.н., проф. Б.А.Петров

Санкт – Петербург

2006г.


Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский институт машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ)

Кафедра электроники, вычислительной техники и автоматизации

Лабораторная работа

Исследование работы системы позиционирования робота

Выполнила студент гр. 6405

Антонышев Д.А.

Проверил

д.т.н., проф. Б.А.Петров

Санкт – Петербург

2006г.


Литература:

Исследование работы системы позиционирования робота, методические указания; составитель: д.т.н. проф. Б.А.Петров, Санкт-Петербург, 2002г.

PAGE  3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22919. Метод Гауса розв’язання систем лінійних рівнянь (метод виключення змінних) 84.5 KB
  Отже за теоремою Крамера система має єдиний розвязок. Але на практиці цей розвязок зручніше знаходити не за формулами Крамера. Система має нескінчену кількість розвязків змінні системи діляться на дві частини базисні та вільні змінні.
22920. Поняття підпростору 47 KB
  1 в підпросторі M існують два лінійно незалежні вектори a1 і a2. З іншого боку пара лінійно незалежних векторів утворює базис площини R2. Це означає що будьякий вектор простору лінійно виражається через a1 і a2. 2 в підпросторі M існує лише лінійно незалежна система що складається з одного вектора a.
22921. Однорідні системи лінійних рівнянь 49 KB
  Будемо розглядати однорідну систему лінійних рівнянь з змінними 1 Зрозуміло що така система рівнянь сумісна оскільки існує ненульовий розвязок x1=0 x2=0xn=0. Цей розвязок будемо називати тривіальним. Можна зробити висновок що якщо однорідна система лінійних рівнянь має єдиний розвязок то цей розвязок тривіальний. Однорідна система лінійних рівнянь має нетривіальний розвязок тоді і тільки тоді коли її ранг менше числа невідомих.
22922. Поняття фундаментальної (базисної) системи розв’язків 55.5 KB
  Як показано вище множина M всіх розвязків однорідної системи лінійних рівнянь утворює підпростір. Фундаментальною базисною системою розвязків однорідної системи лінійних рівнянь називається базис підпростору всіх її розвязків. Теорема про фундаментальну систему розвязків.
22923. Теорема про розв’язки неоднорідної системи лінійних рівнянь 43 KB
  Теорема про розвязки неоднорідної системи лінійних рівнянь. Нехай дана сумісна неоднорідна система лінійних рівнянь 3 L множина всіх її розвязків а деякий частковий розвязок M множина всіх розвязків відповідної однорідної системи 4. Нехай a=γ1γ2γn і припустимо що b=λ1λ2λn довільний розвязок системи 3 тобто b є L.
22924. ЛЕМА ПРО ДВІ СИСТЕМИ 37.5 KB
  bk дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно визначається через другу систему. Якщо m k то перша система лінійно залежна. Нехай а1 а2 аm і b1 b2 bk дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно виражається через другу систему. Якщо перша система лінійно незалежна то m≤k.
22925. Поняття базису 25.5 KB
  aik лінійно незалежна; Всі вектори системи a1 a2 am лінійно виражаються через ai1ai2. Базисом простору Rn називається система векторів a1 a2 an є Rn така що система a1 a2 an лінійно незалежна; Кожний вектор простору Rn лінійно виражається через a1 a2 an. Звідси α1= α2==αn=0 лінійна коомбінація тривіальна і система лінійно незалежна. Будьякий вектор простору лінійно виражається через e1e2en .
22926. Властивості базисів 33.5 KB
  Оскільки при m n система з m векторів лінійно залежна то m≤n. Якщо m n то за означенням базису всі вектори простору а тому і вектори системи e1e2en лінійно виражаються через базис a1 a2 am .Тоді за лемою про дві системи вектори e1e2en лінійно залежні. Отже В просторі Rn будьяка лінійно незалежна система з n векторів утворює базис простору.
22927. Поняття рангу 47.5 KB
  В довільній системі векторів a1a2am візьмемо всі лінійно незалежні підсистеми. Число векторів в цій фіксованій підсистемі будемо називати рангом системи векторів a1 a2 am . Таким чином рангом системи векторів називається максимальна кількість лінійно незалежних векторів в системі. Зрозуміло що ранг лінійно незалежної системи дорівнює числу всіх векторів в системі.