Проектирование устройства управления мехатронным модулем движения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Проектирование мехатронных систем»

на тему: «Проектирование устройства управления мехатронным модулем движения».

Вариант

Выполнил

Руководитель

Рецензия:

степень достижения поставленной цели работы__________________________

полнота разработки темы_____________________________________________

уровень самостоятельности работы обучающегося_______________________

недостатки работы__________________________________________________

Содержание

Задание        3

Введение        4

1. Выбор двигателя        5

2. Разработка математической модели        6

2. Разработка модели в SimInTech        10

3. Разработка схемы электрической принципиальной        14

4. Разработка алгоритма        18

5. Разработка программы        19

Заключение        20

Список литературы        21

Приложение А        23

Приложение Б        24

Задание

Разработать мехатронный модуль движения рабочего органа робота на базе двигателя постоянного тока с оптимальным алгоритмом управления.

Вариант индивидуального задания представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Вариант индивидуального задания

Введение

Мехатронный модуль движения (ММД) – функционально и конструктивно самостоятельное изделие, построенное с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу, и предназначенное для реализации движений его выходного звена.

Мехатронные модули движения содержат непрерывные и дискретные (цифровые) элементы, которые с целью их анализа и синтеза интерпретируют в виде математических моделей. Под термином математическая модель понимается записанная в форме аналитических соотношений совокупность знаний о конкретном техническом устройстве.

1. Выбор двигателя

Рассчитаем минимальную необходимую мощность двигателя. Время регулирования по заданию не должно составлять более 1,5 секунд, соответственно за это время двигатель должен успевать разогнаться до максимальной скорости. Минимальное требуемое ускорение рассчитывается по формуле 1.

                                             (1)               [pic 3]

где  – минимальное требуемое ускорение, которое должен обеспечивать электродвигатель,  – максимальная скорость вращения, которую должен обеспечивать электродвигатель,  – требуемое время регулирования системы.[pic 4][pic 5][pic 6]

Используя приведенный момент инерции нагрузки, минимальное требуемое ускорение и момент нагрузки на валу, рассчитаем требуемый момент на валу двигателя по формуле 2.

      (2)[pic 7]

где  – приблизительный требуемый момент двигателя,   – приведенный момент инерции нагрузки,  – момент нагрузки.[pic 8][pic 9][pic 10]

Для подбора двигателя необходимо знать приблизительную мощность. Ее можно вычислить по формуле 3.

                      (3)[pic 11]

Был выбран двигатель 2ПБ132МУХЛ4. Его технические данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Технические данные двигателя 2ПБ132МУХЛ4

2. Разработка математической модели

Функциональная схема мехатронного модуля движения представлена на рисунке 1.

[pic 21]