2.6 Выбор датчика линейного перемещения
Значения линейных перемещений определяются для редуктора. Перемещения составляют порядка 50 мм, данным параметрам соответствует датчик линейных перемещений ДПР200. Датчик перемещения резистивный (ДПР-200) предназначен для измерения линейного перемещения. Он обеспечивает непрерывное преобразование измеряемого параметра в унифицированный выходной сигнал ±5мА. Датчик снабжен магнитной стойкой, что значительно упрощает его установку на объекте.
2.6.1 Технические характеристики датчика линейного перемещения
- диапазон измерений, мм 0…200
- выходной сигнал, В 3…12
- погрешность измерения, % ±1
- ток питания, мА ±12±1%
- температура окружающей среды, оС -40…+85
2.6.2 Расчет передаточной функции датчика линейного перемещения. Значение максимального тока соответствует значению максимального перемещения. Если принять график работы датчика за линейную характеристику, то передаточная функция звена будет равна
W(p)=
(44)
2.7 Выбор усилителя
Напряжение, поступающее с ЭВМ равно максимально 12В, а ДПТ для работы в номинальном режиме требуется 60 В. Требуется усилительное звено с коэффициентом усиления в 5 раз. Это усиление можно обеспечить использованием операционного усилителя. Такими показателями обладает операционный усилитель LT6200-5.
2.7.1 Технические характеристики усилителя.
- коэффициент усиления 5
- напряжение питания, В 12.6
- уровень шумов, дБ/МГц 0.95
- эффективность, МГц 800
- скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс 250
2.7.2 Расчет передаточной функции усилителя. Также как и любое стандартное усилительное (пропорциональное звено), данный усилитель обладает постоянным передаточным числом, или
(45)
Система (рисунок 1), с учетом полученных передаточных функций, может быть представлена в виде (рисунок 7).
5
0.2
0.72 α
IP
IУ
ωДВ l
1
Idl
0.06 l
Il
Рисунок 7 - Функциональная схема САУ захватом руки-манипулятора
3 ДЕЛЕНИЕ ЛСУ НА ИЗМЕНЯЕМУЮ И НЕИЗМЕНЯЕМУЮ ЧАСТИ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ
Элементная база САУ содержит следующие компоненты: ЭВМ, усилитель, ДПТ, редуктор, гидропривод, датчик угла поворота и датчик линейного перемещения.
ЭВМ относится к изменяемой части, т.к. замена этого устройства не внесет серьезных изменений в характеристики системы.
Усилитель относится к неизменяемой части, т.к. устройство является специализированным для выполнения конкретной задачи по управлению двигателем и имеет определенные технические характеристики, то его изменение может привести к серьезным изменениям характеристик всей системы.
ДПТ является неизменяемой частью, он выбран из множества существующих двигателей, согласно мощности, однако изменение двигателя повлечет за собой серьезное изменение передаточной функции самого двигателя, а, следовательно, и всей системы в целом.
Редуктор относится к неизменяемой части, его технические характеристики согласованы с двигателем и гидроприводом, а, следовательно, не могут быть изменены.
Гидропривод относится к неизменяемой части, не подлежит изменению, ввиду достаточно сложной зависимости коэффициентов передаточной функции от характеристик системы.
Датчик линейных перемещений относится к неизменяемой части, т.к. представляет собой устройство со свойственными только ему характеристиками.
Датчик угла поворота относится к неизменяемой части.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсового проектирование была разработана система автоматического управления поворотом руки робота манипулятора. Система формируется с учетом микропроцессорного управления.
На первом этапе проектирования была подобрана элементная база, были найдены передаточные функции элементов и всей непрерывной системы в целом. Далее было проведено исследование непрерывной системы.
Аналоговые системы устаревают и более не обеспечивают требования предъявляемые к САУ. Был осуществлен переход от аналоговой системы к дискретной, проведено исследование характеристик такой системы.
Ввиду недопустимого системного управления было решено синтезировать корректирующее устройство. Синтез желаемой системы осуществлялся по методу Солодовникова.
Таким образом, после продолжительного проектирования была получена дискретная система автоматического управления, удовлетворяющая требования, поставленным в техническом задании. Работоспособность системы подтверждается многочисленными характеристиками, приведенными в отчете.
ПРИЛОЖЕНИЕ A
(обязательное)
1 Функциональная схема САУ захватом руки робота манипулятора 48
2 Расчет датчика давления 49
3 Проверка устойчивости системы 50
4 Построение ЛАЧХ, ЖЛАЧХ и ЛАЧХ корректирующего устройства 51
5 Подбор и расчет корректирующего устройства 52
6 Блок-схема программы коррекции 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Робототехника: История и перспективы. Научное издание. Макаров И. М. , Топчеев Ю. И. издательство - Наука, 2003.
2. Механика промышленных роботов. в 3-х книгах Под ред.К.В.Фролова, Е.И.Воробьева. -М.: Высшая Школа, 1988.
3. Манипуляционные системы роботов. Под ред. А.И.Корендясева.-М: Машиностроение,1989.
4. Теория механизмов и машин. Под ред. К.Ф.Фролова. -М: Высшая Школа, 1987.
5. Устройство промышленных роботов. Под ред. Е.И.Юревича, Б.Г.Аветиков, О.Б.Корытко и др. -Л:Машиностроение, 1980.
6. Системы управления промышленными роботами и манипуляторами. Отв.ред.проф.Е.И.Юревич. -Изд. ЛГУ,1980.
7. Проектирование и разработка промышленных роботов. Под ред. П.Н.Белянина, Я.А.Шифрина. -М:Машиностроение,1989.
8. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник. -М:Машиностроение, 1988.
9. Современные промышленные роботы. Каталог. Под ред. Ю.Г.Козырева и Я.А.Шифрина. -М:Машиностроение, 1984.
[Измерения в промышленности/Под. ред. П.Профоса – М.: Металлургия, 1980].