Задание
Мехатронная система представляет собой скоростной грузоподъёмный (пассажирский) лифт с системой управления. МС состоит из (см. рис. 1)
механизма (колес 1, 2 и груза 3; см. вариант),
массы колес 1 и 2 равны соответственно m1 и m2, а масса груза (кабины лифта) 3 - m3. Радиусы больших окружностей колес R1, R2,.
R1 = 1,5r1; R2 =1,5r2.(кроме случаев, указанных на схеме)
Колеса 1 и 2 считать сплошными однородными дисками.
электродвигателя постоянного тока, к колесу 1 или 2 приложен момент электродвигателя
,
где
- угловая скорость колеса
Момент сил сопротивления ведомого колеса равен Мс.
сенсорной системы s (датчик скорости),
системы управления MС.
Другие силы сопротивления движению системы не учитываются.
Необходимые для решения данные приведены в табл.1
Необходимо:
составить дифференциальное уравнение движения механической системы и программу численного расчета полученного дифференциального уравнения;
рассчитать скорость и ускорение исполнительного органа без системы управления;
исходя из полученных возможностей механической части, задаться планируемой скоростной характеристикой исполнительного органа;
разработать алгоритм управления электроприводом;
исследовать поведение системы для различных алгоритмов управления (построить графики скорости и ускорения в сравнении с планируемой характеристикой);
в результате управляющих действий скорость движения выходного звена должна максимально совпадать с планируемой скоростью;
подготовить отчет.
Таблица 1
Исходные данные для расчёта
№ варианта |
m1 |
m2 |
m3 |
R1 |
R2 |
a |
b |
Мс |
||
кг |
м |
Н·м |
Н·м·с |
Н·м |
||||||
1 |
100 |
300 |
500 |
0.1 |
0.15 |
2100 |
200 |
1000 |
||
2 |
300 |
80 |
500 |
0.6 |
0.1 |
5000 |
50 |
600 |
||
3 |
200 |
100 |
400 |
0.5 |
0.2 |
6100 |
20 |
800 |
||
4 |
100 |
250 |
300 |
0.2 |
0.45 |
1800 |
60 |
1500 |
||
5 |
350 |
150 |
400 |
0.6 |
0.25 |
4800 |
10 |
800 |
||
6 |
400 |
150 |
500 |
0.8 |
0.2 |
2100 |
20 |
1000 |
||
7 |
300 |
200 |
400 |
0.5 |
0.3 |
4900 |
25 |
500 |
||
8 |
300 |
80 |
500 |
0.45 |
0.1 |
5900 |
30 |
600 |
||
9 |
200 |
100 |
500 |
0.3 |
0.15 |
2500 |
50 |
1200 |
||
10 |
200 |
400 |
500 |
0.25 |
0.5 |
1500 |
20 |
1000 |
||
11 |
150 |
80 |
300 |
0.3 |
0.1 |
1600 |
15 |
1500 |
||
12 |
250 |
200 |
600 |
0.25 |
0.2 |
1350 |
60 |
400 |
||
13 |
80 |
100 |
300 |
0.12 |
0.2 |
1800 |
20 |
700 |
||
14 |
80 |
250 |
400 |
0.1 |
0.3 |
800 |
10 |
200 |
||
15 |
300 |
180 |
500 |
0.7 |
0.45 |
3000 |
40 |
1200 |
||
16 |
300 |
200 |
400 |
0.7 |
0.4 |
5400 |
50 |
900 |
||
17 |
100 |
300 |
400 |
0.2 |
0.7 |
3900 |
20 |
1200 |
||
18 |
200 |
100 |
600 |
0.15 |
0.08 |
4200 |
60 |
500 |
||
19 |
250 |
150 |
400 |
0.5 |
0.3 |
3700 |
50 |
1200 |
||
20 |
200 |
100 |
500 |
0.5 |
0.4 |
2300 |
20 |
900 |
||
21 |
200 |
150 |
300 |
0.45 |
0.25 |
1900 |
50 |
800 |
||
22 |
250 |
70 |
500 |
0.5 |
0.15 |
5000 |
120 |
700 |
||
23 |
80 |
140 |
300 |
0.1 |
0.15 |
3200 |
30 |
500 |
||
24 |
200 |
100 |
400 |
0.15 |
0.09 |
4900 |
40 |
800 |
||
25 |
80 |
150 |
350 |
0.1 |
0.2 |
1750 |
75 |
600 |
||
26 |
150 |
250 |
500 |
0.15 |
0.35 |
2000 |
40 |
1400 |
||
27 |
100 |
350 |
500 |
0.15 |
0.6 |
1900 |
10 |
1500 |
||
28 |
160 |
200 |
900 |
0.3 |
0.35 |
4500 |
30 |
700 |
||
29 |
150 |
200 |
500 |
0.1 |
0.2 |
3600 |
30 |
700 |
||
30 |
300 |
160 |
60 |
0.7 |
0.5 |
1800 |
40 |
500 |
||
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
4 |
|
|
5 |
6 |
|
|
7 |
8 |
|
|
9 |
10 |
|
|
11 |
12 |
|
|
13 |
14 |
|
|
15 |
16 |
|
|
17 |
18 |
|
|
19 |
20 |
|
R1
= 2r1 |
21 |
22 |
R2 = 2r2 |
|
23 |
24 |
|
|
25 |
26 |
R2 = 3r2 |
|
27 |
28 |
|
|
29 |
30 |
Рис. 1 Схемы мехатронных систем