Министерство общего и профессионального образования рф

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра атс

Курсовая работа

По теории автоматического управления

«Система автоматического регулирования поворотом рабочего органа робота»

Выполнил: студент группы

Проверил: преподаватель

Ишимбай 2003 г.

Система автоматического регулирования поворотом рабочего органа робота

С АУ предназначена для управления углом поворота рабочего органа робота с требуемой точностью.

САУ поворотом рабочего органа 1 робота (например, сварочного робота) состоит из гидродвигателя 2, гидравлического усилителя 3 и электрической части. Функции гидравлического усилителя 3 выполняет четырехкромочный золотник, с плунжером которого взаимодействует шестерня 4, зацепляющаяся с шестерней 5 гидродвигателя 2. Управляющий двигатель-задатчик 6 подключен к выходу усилителя 7 и на его валу имеется резьба, с помощью которого он связан с шестерней 4. В САУ входят также преобразователь угла 8 и сравнивающее устройство 9.

При работе САУ на вход сравнивающего устройства 9 поступает сигнал в виде напряжения U_З, вырабатываемый устройством управления по команде от ЭВМ. Устройство сравнения 9 выра­батывает сигнал ошибки U = U_З – U_О, где U_О - напряжение преоб­разователя угла 8. Сигнал ошибки через усилитель 7 вызывает вращение двигателя 6. В исходном состоянии гидроусилитель (четырехкромочный золотник) находится в нейтральном положении и гидродвигатель 2 не вращается. Поворот выходного вала двигателя 6 вызовет перемещение шестерни 4 в осевом направлении и смещение плунжера золотника 3 из нейтрального положения. Гидродвигатель 2 приходит в движение, поворачивая рабочий орган 1, шестерню 5 и входной вал преобразователя угла 8. Поворот шестерни 5 вызывает вращение шестерни 4 и перемещение ее вместе с подпружиненным плунжером золотника 3 по винту двигателя 6 в сторону восстановления равновесия. Поворот вала преобразователя угла 8 вызывает изменение напряжения U_О так, что ошибка с выхода сравнивающего устройства 9 уменьшается. Таким образом, рабочий орган 1 будет поворачиваться до тех пор, пока не займет требуемого положения.

Значения данных приведены в таблице.

Таблица

ТЭУ , с	КЭУ	ТЯ , с	ТМ , с	КД , 1/сВ	Z5	Z4	Кn, В/рад	ТГУ, с	КГУ, мм2/с	ТГД , с	КГД , 1/мм2	Шаг винта, мм
0,06	150	0	0,22	1,0	80	20	0	0,05	2·107	0,20	6·10-6	0,75

Уравнения элементов систем автоматического управления

Механический редуктор

или ,

где w_ВЫХ , a_ВЫХ - соответственно угловая скорость и угол поворота выходного звена редуктора ;

w_ВХ , a_ВХ - соответственно угловая скорость и угол поворота входного звена редуктора ;

К_Р - коэффициент передачи.

Электронный усилитель

,

где Т_ЭУ - постоянная времени электронного усилителя, с ;

U_ВЫХ - выходное напряжение, В ;

U_ВХ - входное напряжение, В ;

К_ЭУ - коэффициент усиления .

Электродвигатель постоянного тока

,

где Т_Я - электромагнитная постоянная времени якоря, с ;

Т_М - электромеханическая постоянная двигателя, с ;

w - угловая скорость, с^-1 ;

K_Д - коэффициент передачи электродвигателя, 1/сВ ;

U_Д - напряжение якоря, В.