Электромеханическая система управления руки робота

Замечание руководителя

Содержание

1. Исходные данные. 5

1.1. Электромеханическая система управления руки робота. 5

1.2. Расчетные формулы для определения параметров передаточной функции двигателя. 6

2. Дифференциальные уравнения электромеханической системы. 7

2.1. Классическая форма записи дифференциального уравнения двигателя. 7

2.2. Уравнения состояний системы управления и двигателя. 8

3. Структурные схемы электромеханической следящей системы.. 9

3.1. Блок-схема электромеханической следящей системы.. 9

3.2. Структурная схема САР скорости с развернутой структурной схемой двигателя. 9

3.3. Структурная схема электромеханической следящей системы с свернутой структурной схемой двигателя 9

4. Анализ электромеханической системы.. 10

4.1. Анализ устойчивости. 10

4.1.1 Анализ устойчивости по характеристическому уравнению.. 10

4.1.2. Анализ устойчивости по корням характеристического уравнения. 11

4.1.3. Анализ устойчивости по распределению корней. 11

4.1.4. Анализ устойчивости по АФЧХ.. 12

4.1.5. Анализ устойчивости по ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы.. 13

4.2. Анализ показателей качества САР скорости и СС.. 14

4.2.1. Анализ показателей качества САР скорости. 14

4.2.2. Анализ показателей качества СС. 16

4.3. Анализ точности скорректированной системы. 17

4.3.1. Скоростная ошибка системы. 17

4.3.2. Позиционная ошибка САР скорости. 18

5. Коррекция двухконтурной электромеханической следящей системы. 19

5.1.ПХ двигателя. 19

5.2. Коррекция САР скорости. 20

5.3. ПХ следящей системы. 22

6. Анализ чувствительности САР скорости к выбору КУ. 23

7. Коррекция электромеханической следящей системы в пространстве состояний. 25

7.1. Структурная схема и матрично-векторное описание системы с доступом к переменным состояния. 25

7.2. Структурная схема и векторно-матричное описание системы с модальным регулятором. 27

8.Реализация цифрового модального регулятора. 28

Заключение. 30

Список литературы.. 31

Исходные данные

Электромеханическая система управления руки робота

+Uп

П.У.1 Б.Р.П. Д. Р. Р.Р.

Д.О.С.

φр

Z1

Z2

R1 Uп Uя

ωдв

R2

Roc

  -Uп  

Т.Г.

Uтг

Uос

Uy

Рис. 1. Схема электромеханической системы управления поворота руки робота

На рис. 1 представлена схема электромеханической системы управления руки робота, в таблице 1 – параметры двигателя, в таблице 2 – параметры элементов системы, в таблице 3 – параметры качества регулирования системы.

П.У.1 – предварительный усилитель;

Б.Р.П. – блок регулируемого электропривода (предварительный усилитель ПУ2 и усилитель мощности);

Д. – двигатель постоянного тока;

Р. – редуктор;

Р.Р. – рука робота;

Д.О.С. – датчик обратной связи (датчик угла поворота);

Т.Г. – тахогенератор (датчик скорости);

Uу – напряжение задания угла поворота руки [ В];

Uп – напряжение с выхода предварительного усилителя [В];

Uя – напряжение в якорной цепи двигателя [В];

– угловая скорость вращения вала двигателя [рад./с.];

– угол поворота руки [рад.];

+ Uп, -Uп – напряжение питания датчика обратной связи [В];

Uос – напряжение датчика обратной связи [В].

Uтг – напряжение тахогенератора. [В].

Таблица 1 - Параметры двигателя

Вариант	Мощность, P, кВт	Напряжение, U, В	Частота вращения, n, об/мин	КПД µ, %	Rя, Ом	Lя, мГн	J, кг*м^2
	0.45				5.07		0.015

Таблица 2 - Параметры элементов системы

Вариант	Коэффициент передачи П.У.1, П.У.2	Коэффициент передачи усилителя (Б.Р.П)	Постоянная времени усилителя (Б.Р.П)	Коэффициент передачи тахогенератора	Коэффициент передачи редуктора	Коэффициент передачи Д.О.С.
	Кпу1, Кпу2	Ку	Ту	Ктг	Кр	Кдос
2.2		0.075	0.0028	0.01

Таблица 3 - Параметры качества регулирования системы

Вариант	Вид переходной характеристики САР	Вид переходной Характеристики СС	Перерегулирование σ, %	Допустимое отклонение, ∆
	колебательная	апериодическая		0.05

Дата добавления: 2015-11-13