Функциональная схема устройства стабилизации скорости перемещения схвата манипулятора промышленного робота. Математическое описание составных элементов системы автоматического регулирования (САР). Расчет корректирующих устройств, методика D-разбиения.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)

Филиал в г. Златоусте

Факультет "Машиностроительный"

Кафедра технологии машиностроения станков и инструментов

Специальность 220301 Автоматизация технологических процессов и производств

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Теория автоматического управления"

Устройство стабилизации линейной скорости перемещения схвата промробота

Руководитель работы: Е.Н. Гордеев

Автор работы: студент группы НЗД-402

Д.А. Таймулин

Златоуст 2012

Задание на курсовую работу

Студента: Таймулина Данила Альбертовича, группа ЗлМС 402

1. Дисциплина: Теория автоматического управления

_____________________________________________________________

2. Тема работы: Устройство стабилизации линейной скорости перемещения схвата промробота

3. Срок сдачи студентом законченной работы 20 декабря 2012 г.

4. Перечень вопросов, подлежащих разработке

Составление функциональной схемы.

_____________________________________________

Составление дифференциальных уравнений

_____________________________________________

Изображение структурной схемы. Определение обратной связи.

_____________________________________________

Определение передаточных функций всех элементов. Расчет результирующей передаточной функции.

_____________________________________________

Расчет на устойчивость. Определение границ устойчивости.

______________________________________________

Синтез последовательного корректирующего устройства. Расчет параллельного корректирующего устройства.

______________________________________________

Расчет диапазона регулирования, используя методику Д - разбиения.

______________________________________________

5. Календарный план

Наименование разделов курсового проекта (работы)	Срок выполнения разделов проекта (работы)	Отметка о выполнении руководителя
Составление функциональной схемы и дифференциальных уравнений	13 октября 2012
Составление структурной схемы и передаточных функций	28 октября 2012
Расчет на устойчивость	10 ноября 2012
Синтез корректирующего устройства	20 ноября 2012
Расчет диапазона регулирования методом D-разбиения	1 декабря 2012
Оформление работы	16 декабря 2012

Руководитель проекта (работы)

______________________________

И.О.Ф.

/___________/

(подпись)

Студент

______________________________

И.О.Ф.

/___________/

(подпись)

Технические данные к курсовой работе

Время переходного процесса 0.2с;

Перерегулирование 30%;

Точность 5%.

Содержание

• Задание на курсовую работу
• Технические данные к курсовой работе
• 1. Обзорный раздел
• 1.1 Функциональная схема устройства стабилизации
• 1.2 Математическое описание составных элементов САР
• 1.2.1 Датчик измерения скорости
• 1.2.2 Усилитель
• 1.2.4 Редуктор
• 1.3 Структурная схема устройства стабилизации
• 1.4 Исследование САР на устойчивость
• 1.4.1 Исследование САР на устойчивость по критерию Рауса-Гурвица
• 1.4.2 Исследование САР на устойчивость по критерию Михайлова
• 1.4.3 Исследование САР на устойчивость по критерию Найквиста
• 2. Частотный синтез САР
• 2.1 Расчет последовательного корректирующего устройства
• 2.2 Расчет параллельного корректирующего устройства на основе последовательного
• 3. Методика D-разбиения
• Заключение
• Библиографический список

1. Обзорный раздел

1.1 Функциональная схема устройства стабилизации

Рисунок 1.1 - Функциональная схема устройства.

Устройство стабилизации скорости перемещения схвата манипулятора промробота состоит из:

датчика, служащего для измерения скорости;

усилителя, служащего для усиления сигнала от датчика и передачи сигнала на электродвигатель;

двигателя постоянного тока;

редуктора, для уменьшения частоты вращения вала электродвигателя;

неподвижного блока с противовесом для преобразования вращения вала редуктора в линейное перемещение схвата.

стабилизация скорость автоматический робот

1.2 Математическое описание составных элементов САР

Используя функциональную схему устройства, найдем дифференциальные уравнения для каждого элемента и выведем их передаточные функции.

1.2.1 Датчик измерения скорости

В качестве датчика измерения скорости используем такое устройство как тахогенератор, преобразующий частоту вращения вала в напряжение.

Рисунок 1.2 - Схема тахогенератора принципиальная

Составляем уравнение тахогенератора:

,

Где U_тг - выходное напряжение тахогератора;

k - коэффициент пропорциональности;

- крутизна характеристики тахогенератора;

Перейдем к уравнению для изображений:

Тогда передаточная функция примет вид:

Примем k_тг=0.1

1.2.2 Усилитель

Рисунок 1.3 - Схема усилителя принципиальная

Составляем уравнение усилителя:

,

где U_тг - напряжение, получаемое с тахогенератора,

U_у - напряжение на выходе усилителя,

K_у - коэффициент усиления.

Тогда передаточная функция примет вид:

Примем k_y=20, тогда

1.2.3 Двигатель постоянного тока

Рисунок 1.4 - Схема двигателя постоянного тока принципиальная

Входная величина - напряжение на якоре U_я, выходная величина - угол поворота вала электродвигателя ц.

Составляем уравнение электрической цепи якоря электродвигателя:

Уравнение вращения якоря электродвигателя:

,

где I - момент инерции якоря электродвигателя,

M_дв = k_м • i - движущий момент электродвигателя.

- момент сопротивления.

Составляем систему уравнений динамики электродвигателя:

Решая систему уравнений относительно ц и U_я получим:

, где

Перейдем к уравнению для изображений:

Тогда передаточная функция примет вид:

Выбираем двигатель постоянного тока ДПУ 200-550. Технические характеристики этого двигателя приводятся в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Технические характеристики двигателя ДПУ 200-550

Характеристика двигателя	Значение
Номинальная частота вращения, об/мин	2500
Номинальное напряжение, В	160
Номинальный ток, А	5
... Другие файлы: Прецизионные системы стабилизации скорости двигателей В книге рассмотрены системы стабилизации средней и мгновенной скорости синхронных, коллекторных и асинхронных двигателей, работающие с ведущим генерат... Проектирование системы стабилизации скорости электропривода Разработка системы стабилизации скорости электропривода на основе двигателя постоянного тока. Расчёт силового согласующего трансформатора, полупроводн... Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока Расчет системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока. Нагрузочная диаграмма и тахограмма электропривода. Защита от перенапряжений, ком... Автопогрузчик, его устройство и технологии перемещения контейнерных грузов Классификация и типы автопогрузчиков, значение и преимущества их использования в народном хозяйстве. Устройство и основные параметры средств механизац... Проектирование промышленного робота Структура исполнительного механизма промышленного робота. Обеспечение движения рабочего органа робота по заданной траектории на транспортере. Кинетост...