roboty_lab4
.pdf
Отчетпо лабораторной работе № 4
по дисциплине «Робототехника игибкие автоматические производства»
на тему: «Анализ статическихсвойств и качества следящей системы супругой кинематической передачей»
Цель работы
Сравнительный анализ статическихсвойств и качества следящей системы супругой кинематической передачей при разныхспособахвключенияглавной обратной связи.
1. Произведем оценкуустановившихся значений системы супругой кинематической передачей для двухвариантов замыкания главной обратной связи:
− по углуповорота вала нагрузки kдв = 1/с= 1/0,273 = 3,663
− по углуповорота редуктора
2. Составим схему модели скорректированной системы c упругой кинематической передачей (обратная связь свала редуктора), которая дополняется схемой для оценки ошибки 1 = ϕвх - ϕн
Рисунок 1 – Структурная схема системы супругой передачей (обратная связь свала редуктора)
Рисунок 2 – Переходной процесс на валу нагрузки
2
3. Составим схему модели скорректированной системы c упругой кинематической передачей (обратная связь свала нагрузки)
Рисунок 3 – Структурная схема системы супругой передачей (обратная связь свала нагрузки)
Рисунок 4 – Переходной процесс на валу нагрузки
3
4. Построим диаграмму Боде разомкнутой системы при двух вариантах замыкания главной обратной связи:
− по углу поворота вала редуктора
Рисунок 5 - Система при размыканииглавной обратной связи с вала редуктора
Рисунок 6 – Диаграмма Боде
4
− по углу поворота вала нагрузки
Рисунок 7 - Система при размыканииглавной обратной связи с вала нагрузки
Рисунок 8 – Диаграмма Боде Изполученных результатов видно, что замкнутая система неустойчива. Рассмотрим
систему при измененном параметре k = 106 на k = 107 и проведем моделирование для полученной системы. (Если бы система была устойчива, то следовало бы действовать в порядке, указанном в методическихуказаниях.)
5
− При обратной связи с вала редуктора:
Рисунок 9 – Структурная схема системы супругой передачей (обратная связь свала редуктора)
Врезультате моделирования методом Рунге-Кутты 4-го порядка сфиксированным шагом по времени 0,00001 сполучим значение ошибки:
1 = -0,000409
Аналогичное значение ошибки показали другие методы решения. Полученное значение ошибки значительно отличается от рассчитанного значения, предположительно, из-за особенностей работы Matlab.
Рисунок 10 – Переходной процесс
6
При размыканииглавной обратной связи с вала редуктора:
Рисунок 11 – Диаграмма Боде
Диаграмма Боде совпадает сдиаграммой, полученной в лабораторной работе № 3 в системе скорректирующим устройством при разомкнутойглавной обратной связи
свала редуктора.
−При обратной связи с вала нагрузки:
Рисунок 12 - Структурная схема системы супругой передачей (обратная связь с вала нагрузки)
= -0,000407
7
Полученное значение ошибки значительно отличается отрассчитанного значения, предположительно, из-за особенностей работы Matlab.
Рисунок 13 – Переходной процесс
При размыканииглавной обратной связи с вала нагрузки:
Рисунок 14 – Диаграмма Боде
Изполученных результатов видно, что увеличение параметра k привело к увеличению значений запаса по фазе и запаса по амплитуде, они стали положительными, то есть замкнутая система стала устойчивой.
Сравним рис. 14 с результатами лабораторной работы № 3:
8
Рисунок 15 – Диаграмма Боде изЛР №3 для системы при размыкании обратной связи с вала нагрузки
Анализируяполученные результаты(рис. 8, рис. 14), можно сделать вывод, что общий вид диаграммы Боде из лабораторной работы № 3 (рис. 15) и полученной диаграммы Боде при исходно заданном k (рис. 8) совпадает, но замкнутая система притаком значении k неустойчива. Вид диаграммы Боде на рис. 14 и общий вид диаграммы Боде из лабораторной работы № 3 различается, что обусловлено увеличением параметра k в 10 раз.
5. Построим асимптотическую ЛАЧХ и ФЧХ разомкнутой системы и оценим ее устойчивость.
− При размыкании обратной связи с вала редуктора:
9
Рисунок 16 – Асимптотические ЛАЧХ и ФЧХ Запас по фазе больше нуля, следовательно, замкнутая система устойчива.
− При размыкании обратной связи с вала нагрузки:
1 / (2d) = 1 / (2 0,0067) = 75
10