Лист
						36
Изм.	Лист	N документа	Подпись	Дата

Введение

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом.

Управляемый процесс может определяться рядом параметров и их соотношениями. В простых случаях управляемый процесс может достаточно полно определяться одним параметром (координатой). Системы для управления такими процессами носят название локальных систем автоматики – это системы автоматики, предназначенные для решения одной функциональной задачи, для управления одним устройством или для управления или сигнализации одного параметра.

Процесс регулирования может быть осуществлен одним из двух основных способов регулирования или их комбинацией.

Первый способ – это компенсация всех возмущений, действующих на систему (регулирование по возмущению). Но поскольку в реальных системах количество таких факторов очень велико и постоянно изменяется, то это не рационально.

Второй способ – регулирование по отклонению выходной величины от заданного значения, лишен этого недостатка и получил широкое распространение.

Системы автоматического управления позволяют повысить эффективность ведения технологических процессов, сократить частично или полностью количество обслуживающего персонала на том или ином объекте, повысить производительность автоматизированных устройств и объектов и повысить их экономичность, получить возможность вести требуемый процесс в условиях и местах, недоступных для человека.

Робот-манипулятор предназначен для поднятия, перемещения, разгрузки, погрузки, складирования (штабелирования) различных грузов, при помощи вил или других рабочих приспособлений (навесного оборудования).

Целью курсового проектирования является разработка локальной системы управления (ЛСАУ) - САУ перемещением робота-манипулятора.

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.1 Технические требования ЛСАУ

Технические характеристики робота-манипулятора:

- грузоподъемность, кг 200;

- высота подъема, м 1;

- длина вил, м 0.9;

- ширина вил, м 0.4;

- мощность двигателя, кВт 7.5;

- скорость подъема, м/с 0.68.

1.2 Показатели качества ЛСАУ

- колебательность системы 1.3;

- перерегулирование, % 36;

- время регулирования, с 5.

1.3 Состав ЛСАУ

Целью проектируемой системы является управление передвижением на заданное расстояние вил робота-манипулятора.

Функциональная схема ЛСАУ изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Функциональная схема системы

В состав ЛСАУ входят следующие устройства:

- микропроцессор со встроенными АЦП и ЦАП, выполняющий функции задатчика и сравнивающего устройства (МП);

- двигатель (ДВ);

- насос (Н);

- клапан (К);

- обратный клапан (ОК);

- гидроцилиндр вертикального перемещения (ГЦВ);

- гидроцилиндр горизонтального перемещения (ГЦГ);

- датчик перемещений (ДП).

2 ПОДБОР ЭЛЕМЕНТОВ И РАСЧЕТ ИХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ

2.1 Выбор микропроцессора

Среди устройств автоматики наиболее широкое распространение получили микропроцессорные комплекты (МПК) серий К580, К583, К588. При выборе МПК следует руководствоваться следующими соображениями:

- высокая производительность МП, достаточный объем ОЗУ и ПЗУ;

- возможность цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном

масштабе времени;

- возможность программной коррекции;

- малое энергопотребление;

- совместимость с другими микросхемами;

- доступность элементов;

- мощная и гибкая система команд МП;

- наличие встроенных ЦАП и АЦП.

На основании этих критериев выбираем МП серии К583ВГ2. Это однокристальный МП цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени, со встроенными аналоговыми системами ввода-вывода (ЦАП и АЦП), с 8-ю разрядным ПЗУ, ОЗУ (емкостью 40х25 слов), ALU, двумя входными и четырьмя выходными аналоговыми каналами.

Этот МП выполнен по высококачественной n-МОП–технологии, совместим с БИС серии К580. В нем реализована мощная и гибкая система команд с расширенными возможностями адресации памяти.

Выбранный микропроцессор обладает необходимой производительностью, мощной и гибкой системой команд и управления обработкой информации, возможностью программной коррекции ЛСУ, совместим с БИС, и имеет возможность обрабатывать аналоговый сигнал в режиме реального времени благодаря встроенным АЦП и ЦАП.

Технические характеристики МП К583ВГ2:

- 25-ти разрядное АLU;

- 16-ти разрядные ОЗУ (192х24 бит) и ПЗУ (40х25 слов);

- время преобразования не более 50 мкс;

- нелинейность ЦАП и АЦП <0,1%;

- тактовая частота 5 МГц;

- напряжение питания 2 В;

- потребляемая мощность 1,0 В∙А;

- входное аналоговое напряжение не более 2 В;

- выходное сопротивление (хранение) не менее 100 кОм;

- выходной ток 0,4-2 мА;

- входной ток не более 2,0 мА;

- диапазон рабочих температур от –10 до 70 ⁰С.

Передаточную функцию МП принимаем равной единице:

W_МП(p)=1. (1)