哈工大机电控制技术 大作业1

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哈工大 机电控制系统分析与设计(讲义)

哈工大 机电控制系统分析与设计(讲义)
第 3 章 机电控制系统测量元件.......................................................................................55
3.1 引言.......................................................................................................................55 3.2 直流测速发电机...................................................................................................55
3.2.1 概述...............................................................................................................55 3.2.2 直流测速发电机的类型...............................................................................57 3.2.3 输出特性(output characteristic)....................................................................58 3.2.4 直流测速发电机的误差及减小误差的方法...............................................59 3.2.5 直流测速发电机的性能指标.......................................................................62 3.2.6 测速发电机的应用举例...............................................................................64 3.2.7 小结...............................................................................................................65 3.3 旋转变压器...........................................................................................................67 3.3.1 旋转变压器的结构.......................................................................................67 3.3.2 旋转变压器的工作原理...............................................................................68 3.3.3 旋转变压器的应用.......................................................................................71 3.4 感应同步器...........................................................................................................73 3.4.1 结构特点.......................................................................................................73 3.4.2 工作原理.......................................................................................................74 3.4.3 直线式感应同步器及圆盘式感应同步器的结构.......................................77 3.4.4 感应同步器的信号处理过程.......................................................................79 3.4.5 感应同步器的应用.......................................................................................81 3.5 编码器...................................................................................................................83 3.5.1 工作原理.......................................................................................................83

哈工大2010机械工程专业课作业

哈工大2010机械工程专业课作业

哈工大2010机械工程专业课作业

第一篇:哈工大2010机械工程专业课作业

黑龙江省2010年度专业技术人员继续教育知识更新培训机械工程专业课作业

专业课作业:

11、PD控制方式的特点有哪些?适用于什么情况下?

答:对于各关节的独立使用PD这种线性反馈控制律可以保证渐进稳定性,且控制器容易设计。适用于工业机器人控制中。

12、基于位置控制的力控制系统、基于力矩控制的力控制系统分别适用于何种机器人操作臂?各有哪些特点?

答:分别适用于工业机器人大减速比操作臂和常用动力学研究的低减速比或者直接驱动(DD)型操作臂。其特点为:

(1)与既存在位置控制系统的整合性高,(2)与位置控制系统相独立的impedance特可容易地设定。

(3)无动力学补偿一般控制系统较简单。

(4)力控制系统(广义)性能为含稳定性的imer loop的位置控制系统频带、环境刚度所支配。

(5)若扩展位置控制系统带宽,受力传感器的动态影剧院响,容易造成、固定环境下的不稳定。

13、作为机器人控制基本的运动方式的动力学特征有哪些?

答:(1)M(q)的正定性:M(q)是对称且正定的矩阵。

(2)M(q)-2C(q,q)q的反对称性一适当地给定C(q,q)则其为反对称矩阵。

(3)参数显现的线性M(q)q+C(q,q)q+g(q)=Y(q,q)θ=τ。

(4)有线性存在适汉的Mm、MM、CM,GM,对于所有的qq 有0<Mm≤‖Mq‖《MM‖ C(qq)‖《GM‖q‖‖g(q)‖《GM14、考虑实际机器人中存在不确定性的现实问题,模型的不确定性产生的根源有哪些?

哈工大12硕士全部专业课课表

哈工大12硕士全部专业课课表

课程号课程名称任课教师

S0104001Q矩阵分析(4系)卢鸿谦,严质彬

S0104001Q矩阵分析(4系)卢鸿谦,严质彬

S0104002Q线性系统陈兴林,强盛,周彬S0104002Q线性系统陈兴林,强盛,周彬S0104002Q线性系统陈兴林,强盛,周彬S0104004Q非线性控制马克茂,姚郁

S0104004Q非线性控制马克茂,姚郁

S0104005Q数字信号处理金晶,王岩

S0104005Q数字信号处理金晶,王岩

S0104006C模式识别李君宝,邱剑彬

S0104006C模式识别李君宝,邱剑彬

S0104013Q智能控制理论李士勇

S0104013Q智能控制理论李士勇

S0104023Q视觉伺服:原理与应用屈桢深,温奇咏

S0104023Q视觉伺服:原理与应用屈桢深,温奇咏

S0104038Q智能优化算法及其应用李士勇

S0104045Q计算机控制接口技术胡振坤,王毅

S0104045Q计算机控制接口技术胡振坤,王毅

S0104048Q控制系统设计罗晶

S0104048Q控制系统设计罗晶

S0104049Q现代控制理论谭峰,张卯瑞

S0104049Q现代控制理论谭峰,张卯瑞

S0104054Q软计算及其应用高晓智

S0105101Q信息与编码理论顾学迈,石硕

S0105101Q信息与编码理论顾学迈,石硕

S0105102Q数字信号处理马永奎

S0105102Q数字信号处理马永奎

S0105107Q网络交换技术王学东

S0105107Q网络交换技术王学东

S0105201Q信号检测理论郑薇

S0105201Q信号检测理论郑薇

S0105202Q雷达系统导论谢俊好,袁业术

哈工大机电液系统测试技术大作业 电液伺服阀性能测试解析

哈工大机电液系统测试技术大作业 电液伺服阀性能测试解析

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

机电液系统实验测试技术

大作业(二)

设计方案:电液伺服阀性能测试系统

学院:机电工程学院

专业:机械设计制造及其自动化

班级:

学号:

姓名:

指导老师:

时间:

哈尔滨工业大学

目录

前言 (2)

系统组成及功能 (2)

电液伺服阀测试系统原理 (2)

电液伺服阀特性测试 (3)

静态测试 (3)

动态测试 (9)

传感器选型 (10)

体会与心得 (10)

参考文献 (11)

1.前言

电液控制伺服阀简称伺服阀,相对于普通液压系统中的常规阀来说,伺服阀是一种高级的、精密的液压元件。伺服阀既是信号转换元件,又是功率放大元件。在电液伺服控制系统中,伺服阀将系统的电气部分与液压部分连接起来,实现电液信号的转换与放大,对液压执行元件进行控制,具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大和结构紧凑等优点。为了更好地利用电液伺服阀,必须对它进行充分的实验。

2.系统组成及功能

电液伺服阀测试系统主要由泵站系统、测试台、计算机测控系统等组成。小泵额定压力为21 MPa,流量10 L/min;大泵额定压力为7 MPa,流量90 L/min。测试台设计成两个工位,即电液伺服阀静态测试工位和动态测试工位。测控系统主要包括:电源开关电路、信号调理器、Avant测试分析仪、控制软件(液压CAT控制测试软件)和计算机系统。测控系统实施对液压能源、液压测试台的控制,实现对电液伺服阀某项或多项液压参数测试的油路转换,同时采集各项所需的液压参数,经软件处理获得符合电液伺服阀试验规范要求的曲线、数据、报表等。实现了对电液伺服阀的动、静态特性的实时显示及描绘,并自动进行相关数据分析和处理。

哈工大制造系统自动化大作业

哈工大制造系统自动化大作业

第一部分:设计任务书 (3)

一、 搬运机械手功能示意图 (3)

二、 基本要求与参数 (3)

三、 工作量 (4)

四、 设计内容及说明 (4)

第二部分:设计说明书 (5)

一、 机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计 (5)

1.驱动部件选择 (5)

2.传感器选择 (5)

3.驱动及传动方案 (5)

二、 末端夹持机构设计 (6)

1.结构设计 (6)

2.夹紧力计算 (7)

三、 控制系统设计 (8)

1.控制器选择 (8)

2.控制模块与控制方案 (8)

3.控制流程框图和电磁铁动作时序表 (9)

4.PLC I/O 口分配 (11)

5.机械手运行步骤 (12)

四、 参考文献 (13)

一、搬运机械手功能示意图

二、基本要求与参数

本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。该机械手采用二指夹持结构,如图1所示,机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。以夹持圆A B

工件 SQ 1 SQ 4

SQ

夹紧 松开

柱体为例,要求设计运动控制系统及控制流程。机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A到B的搬运工作,具体操作顺序:逆时针回转(机械手的初始位置在A与B之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升,机械手的工作臂都设有限位开关SQ i。

设计参数:

(1)抓重:10Kg

(2)最大工作半径:1500mm

(3)运动参数:

伸缩行程:0-1200mm;

伸缩速度:80mm/s;

升降行程:0-500mm;

升降速度:50mm/s

回转范围:0-1800

控制器要求:

(1)在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一;

计算机控制技术复习大作业及答案

计算机控制技术复习大作业及答案

《计算机控制技术》复习大作业及参考答案

一、选择题(共20 题)

1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )转换。

A.A/D 转换器 B .双向可控硅

C. D/A转换器D .光电隔离器

2.若系统欲将一个D/A 转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入

(D )器件完成控制量的切换工作。

A.锁存器锁存B .多路开关

C.A/D 转换器转换 D .反多路开关

3.某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CHEW (A )0

A.比较小 B .比较大 C .取零值 D .取负值

4.在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至(B )。

A.阳极 B .阴极

C.阴极或阳极D .先送阴极再送阳极

5.电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过(B )实现的。

A.改变定子的通电方向和通电占空比

B.改变转子的通电方向和通电占空比

C.改变定子的通电电压幅值

D.改变转子的通电电压幅值

6.计算机监督系统(SCC中,SCC^算机的彳^用是(B )

A.接收测量值和管理命令并提供给DD计算机

B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DD计算机

C.当DDC#算机出现故障时,SCC^算机也无法工作

D. SCC^算机与控制无关

7.键盘锁定技术可以通过( C )实现。

A.设置标志位

B.控制键值锁存器的选通信号

C. A和B都行

D.定时读键值

8.RS-232-C 串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是(C )。

A.0.3 伏以下 B .0.7 伏以上

C.-3 伏以下 D .+3伏以上

哈工大(研究生实验课)机器人技术实验指导书(陶建国)

哈工大(研究生实验课)机器人技术实验指导书(陶建国)
1
实 验 指 导 书
结构,由锥齿轮、同步齿型带和谐波减速器等多种传动结构配合实现。
图 1-2 机器人结构
机器人各关节采用伺服电机和步进电机混合驱动,并通过 Windows 环境下的软 件编程和运动控制卡实现对机器人的控制,使机器人能够在工作空间内任意位置精 确定位。运动控制卡由高性能 DSP 处理器、CPLD 可编程器件及伺服电机接口器 件等组成,用于实现伺服电机的位置、速度、加速度的控制及多个伺服电机的多轴 协调控制。其主要功能为: S 形、梯形自动加减速曲线规划;输出控制脉冲到电机 驱动器使电机运动;具有编码器位置反馈信号接口,监控电机实际运行状态;能利 用零位开关、减速开关及编码器 Z 相信号实现高速高精度原点返回操作;具有伺 服驱动器报警信号 ALM 等伺服驱动器专用信号接口。 伺服(步进)电机驱动器用来把运动控制卡提供的低功率的脉冲信号转换为能 驱动电机的大功率电信号 ,以驱动电机带动负载旋转。 电源部分用来给控制柜提供各驱动器的控制用电源,包括相关保护、滤波器件 等。操作电路提供电气系统所需的电源开、关顺序操作及保护、报警、状态指示等 控制操作。 机器人技术参数如表 1-1 所示。
机械工程学科应用型研究生综合实验
实验指导书
(机器人技术分册)
陶建国 赵学增
主编 主审
机电工程学院
2010 年 3 月
实 验 指 导 书

电机拖动作业-哈工大

电机拖动作业-哈工大

图 4 三相桥式 PWM 逆变器的双极性 SPWM 波形
1.2 SVPWM 原理
电压空间矢量 PWM(SVPWM)的出发点与 SPWM 不同, SPWM 调制是从三相交流电源出发, 其 着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源。 而 SVPWM 是将逆变器和电动机看
成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态, 并依据电机磁链和电压的关系, 从而实现对电动机恒磁通变压变频调速。 若忽略定子电阻压 降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通 以恒定的角速度旋转, 轨迹为圆形。 SVPWM 比 SPWM 的电压利用率高, 这是两者最大的区别, 但两者并不是孤立的调制方式,典型的 SVPWM 是一种在 SPWM 的相调制波中加入了零序分量 后进行规则采样得到的结果,因此 SVPWM 有对应 SPWM 的形式。反之,一些性能优越的 SPWM 方式也可以找到对应的 SVPWM 算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过 SPWM 易于硬件电路实现,而 SVPWM 更适合于数字化控制系统。 SVPWM 运用电压平均值等效原理,在每个调制周期内,根据给定电压矢量所处的扇区, 通过控制该扇区两个有效工作电压矢量作用时间的长短, 来合成该给定电压矢量, 剩余时间 由零电压矢量作用。三相电压源型逆变器电动机系统如图 5 所示。

哈工大机械设计制造及其自动化专业课程介绍

哈工大机械设计制造及其自动化专业课程介绍

机械设计制造及其自动化专业课程介绍

默认分类 2010-04-24 11:35:19 阅读61 评论0 字号:大中小订阅

作者:船舶学院时间:2009-6-16 14:40:51

“机电系统计算机控制”教学大纲

(PUTER CONTROL OF ELECTRICAL MACHINE SYSTEMS)

大纲编制:李哲教研室主任:李哲

课程编码:课程名称:机电系统计算机控制

教学性质:选修课适用专业:机械及近机类专业

学时:30(26/4)学分:1.5

一、课程的性质、目的与任务

本课程是适应机电一体化的发展趋势而设立的,是机械设计制造及自动化专业的一门主干课程,主要讲述直流电机、交流电机控制系统,液压伺服控制系统和气压传动控制系统,通过这门课让学生掌握机

电液气系统的设计和应用。

二、课程的基本要求

本课程主要讲授内容有直流、交流电机的组成、原理、动态特性及其应用,液压伺服系统设计与气压传动系统设计;要求学生掌握机电液气系统的组成、分类,分析和设计;了解各自的特点和应用场合;具备分析机电液气系统和设计简单的机电液气系统的能力,为进一步学习深造和适应未来的工作奠定基础。

三、本课程与相关课程的联系与分工

相关课程有:电工学、模拟电路、自动控制原理、液压传动;电工学、模拟电路、自动控制原理等课程作为本课程的基础课。液压传动课程侧重于讲述液压传动系统,本课程侧重于液压控制系统。

四、教学大纲内容使用教材与参考教材

1、使用教材:

(骆涵秀主编机电控制 XX大学 2000年1月)

2、参考教材:

(李洪人液压控制系统国防工业)

(邓星钟机电传动控制机械工业)

哈工大机电控制技术 大作业1

哈工大机电控制技术 大作业1

《机电控制技术》

课程大作业一

基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

学院:机电工程学院

专业:机械设计制造及其自动化

班级:1108110

学号:**********

姓名:***

2013-06-17

设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:

设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:

额定功率200W ; 额定电压48V ; 额定电流4A ; 额定转速n=500r/min ;

电枢回路总电阻R=0.8Ω;(本次选为8Ω) 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;

电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;

要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==*

*im nm U U 10V ;

两调节器的输出限幅电压为10V ; PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ; 放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计,设计指标: 稳态无静差; 电流超调量≤i σ5%;

空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%; 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

1.计算电流和转速反馈系数

电流反馈系数:)

(A V I U nom im /25.14210

*=⨯==λβ 转速反馈系数:)/min (02.0500

10

*r V n U nom nm ===α

2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数

电机与拖动模拟试题_EASON_哈工大

电机与拖动模拟试题_EASON_哈工大

模拟试卷1

一.选择题(共20分)

1. 有一台两极绕线式感应电动机要把转速调高,下列哪一种调速方法是可行的:3

⑴变极调速;⑵转子中串入电阻;⑶变频调速。

2.交流绕组每相感应电势公式E=4.44fNkw1φm中的φm是:3

⑴磁通随时间交变的有效值;⑵一台电机的总磁通量;⑶每极的磁通量幅值。

3.直流发电机电枢导体中的电流是:2

⑴直流电;⑵交流电;⑶脉动的直流。

4.若电源电压不变,变压器产生的主磁通φ,在空载和负载时,其数值:2

⑴完全相等;⑵基本不变;⑶根本不同。

5.变压器短路试验常在高压侧进行,其原因是:1

⑴高压侧电流较小便于测量;⑵低压侧电流太大变压器易于过电流损坏;⑶可以使低压侧电流小一些;⑷变压器发热可以小一点。

二.填空题(共20分)

1. 同步发电机并入电网以后要调节其有功功率,必须调节原动机输入功率____,当只调节其无功功率,可调节同步发电机的励磁电流。

2. 一台三相感应电动机,额定频率为50赫,额定转速是575转/分,此机的同步速是600 转/分,极数是10 ,额定时的转差率是0.0417 。

3. 直流发电机的电磁转矩是制动转矩,而直流电动机的电磁转矩是拖动转矩。

4. 直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速升高,而在电枢回路中增加调节电阻,可使转速降低。

5. 变压器空载时,一方加额定电压,虽然线圈电阻很小,但电流仍然很小,其原因是交变磁通在线圈感应电势和大部分外接电压相平衡,电阻上的压降很小。

三.简答题(共20分)

1.三相对称绕组接成Y形,通以三相对称电流。如果绕组中有一相断相,在无中线时各会产生什么性质的磁势?为什么?

哈工大1系自动控制原理大作业

哈工大1系自动控制原理大作业

哈工大自动控制原理大作业一、设计任务:

在新材料的分析测试工作中,需要在较宽的参数范围内真实再现材料的实际 工作环境。从控制系统的角度出发,可以认为,材料分析设备是一个能准确 跟踪参考输入的伺服系统。该系统的框图如图所示。

7. 继续参考题6给出的系统,试设计一个合适的超前校正网络,使系统的相角裕度为50,调节时间小于4秒(按2%准则),稳态速度误差常数为2秒-1。

二、设计过程: 原传递函数 ()042

(1)(2)(1)(1)2

G s s s s s s s =

=

++++ 转折频率为11ω=和22ω=,剪切频率122c ωωω==Bode 图如下:

系统的相位裕度2

18090arctan 2arctan

02

γ=---= 为了满足相位裕度50γ≥的条件,需要对系统进行超前补偿。由于要求稳态速度误差常数为2秒-1,所以放大系数K=2,即K 保持不变。 取50γ=,11 1.3sin sin 50

r M γ=

== 2

2 1.5(1) 2.5(1)s r r c t M M πω⎡⎤=

+-+-⎣

⎦且要求s t 小于四秒。求得 2.1c ω≥,Mr Mr c 12-≤ωω知50.02≤ω。所以根据设计要求50.02≤ω在Bode 图上进行设计,

取2.02=ω(为了计算方便)求得串联超前校正环节传递函数110

1

2.0)(++=s s

s Gc 并且作图如下:

补偿之后的系统传递函数为)

110

)(12)(1()12.0(

2)()()(++++==s

s s s s

s Go s Gc s G 相位裕度

18090arctan 22.5arctan 4.5arctan 2.25arctan 0.4150.21γ=-+---=

哈工大精密驱动技术考试题库(1)

哈工大精密驱动技术考试题库(1)

精密驱动技术考试题库

一、填空

1、精密驱动技术主要应用于精密与超精密装备。超精密装备包括:精密测量设

备、精密加工设备和精密仿真测试设备等。

2、精密驱动系统中所用的机械材料直接影响着系统的驱动的性能,如:应尽量

采用____低密度、高刚度_____的材料、从而提高工件台的动态性能。

3、______直流电机机__具有良好的起、制动性能,易于在大范围内平滑调速,

在许多需要__调速__和__快速正反向___的伺服领域中得到了广泛的应用。

4、自动控制的直流调速系统往往以_ 调压调速__为主。

5、根据分析,调压调速是直流调速系统的主要方法,而调节电枢电压需要有专

门向电动机供电的___可控直流电源___。

6、采用简单的单管控制时,称作___直流斩波器___,后来逐渐发展成采用各种

脉冲宽度调制开关的电路,即____脉宽调制变换器(PWM)_________。

7、PWM变换器电路有多种形式,主要分为__可逆__和_不可逆___两大类。

8、在直线电机的三相绕组中通入______三相对称正弦电流_____后,也会产生

气隙磁场。当不考虑由于铁芯两端开断而引起的纵向边端效应时,这个气隙磁场的分布情况与旋转电机相似,即可看成沿展开的直线方向呈___正弧形_____分布。

9、柔性铰链机构是一种新型机构,通过采用___免装配_____、____无间隙_____

和___无摩擦_____的设计方式可实现微米级甚至纳米级的高精度。其重要的应用之一是可作为精密驱动系统中的_____运放机构_____。

10、柔性铰链作为一种小体积、无机械摩擦、无间隙和运动灵敏度高的传动机构,

哈工大 机电产品现代设计方法大作业

哈工大 机电产品现代设计方法大作业

雷达底座转台设计

姓名:

学号:

班级:

所在学院:机电工程学院任课教师:***

一设计任务:

雷达底座转台设计:一个回转自由度.

承载能力:500kg

被测件最大尺寸:Ф500×600mm

台面跳动:0.02mm,台面平面度:0.02mm

台面布置T型槽,便于负载安装

方位转角范围:±120°

具有机械限位和锁紧机构

角位置测量精度:±5′

角位置测量重复性:±3′

角速度范围:0.001°/s~60°/s

二设计思路:

(一)设计流程:

设计流程与设计内容和设计方法

上图所示,整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四大部分。

其中,在功能设计部分,我们要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求,对转台的功能进行定义。然后将转台的功能细化为一个个小的功能单元,对应于一个个要实现功能的结构单元,为后续的设计打下基础。然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估,评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性,在以后的设计中,要对比较重要的功能投入比较多的精力重点设计。

在总体方案设计部分,我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系,然后综合考虑各种参数,设计出整体的设计草图。

在详细设计部分,首先要使得零件实现其所对应的功能,使其满足其精度及强度的要求。在此基础上,要综合考虑工件的可加工性,可装配性以及价格等多方面因素,从而选出最符合我们需求的设计。然后根据确定的参数和方案,利用三维建模软件CATIA来进行三维建模,并将3D图进行投影,得出适合工业加工的2D图,完成整个设计。

机电一体化大作业

机电一体化大作业

机电一体化大作业——水下机器人

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事领域中均有重要用途。

现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此,可以说机器人是具有生物功能的实际空间运行工具。

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

执行机构即机器人本体,其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑,常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。

哈工大制造系统自动化大作业 零件检测

哈工大制造系统自动化大作业 零件检测

设计说明书

一、设计任务

1、零件结构图

图1.零件结构图

2、设计要求

1孔是否已加工

2面A和B是否已加工

3孔φ15±精度是否满足要求

4凸台外径φ40±精度是否满足要求

5零件质量20±是否满足要求

6产品标签白色是否帖正或漏帖

7如果不合格将其剔除到次品箱;

8对合格产品和不合格产品进行计数;

3、工作量

1设计一套检测装置,能完成所有检测内容;

2说明书一份,说明各个检测内容采用什么传感器,如何实现;

3自动检测流程图一份;

4、设计内容及说明

要求将检测装置画出,能完成所有检测内容;在完成自动检测功能的基础上,要求费用最少,以提高经济效益;检测装置结构简单可靠、易于加工和实现;自动检测流程图要求详细正确;

二、设计方案

根据设计要求,该自动检测生产线应具备形状识别检测圆孔和平面是否加工、孔径检测、凸台外径检测、质量检测、标识检测等功能,故初步设计该生产线应具有5道检测工序;在每个检测工位上都对应有一个废品下料工位,将不合格品剔除到废品传送带上,同时最后还要对合格产品和不合格产品进行计数,故初步预计该生产线共有12个工位5道检测工位、5道废品下料工位和2道计数工位;所有这些工位均匀分布于检测线上以便准确定位;整个检测线应用机电一体化技术,综合控制各道工序的检测工作,包括零件的搬移、检测设备的动作、数据连接、检测结果处理、不合格工件的下料处理等;检测生产线线基本结构如图2所示:

图2.零件质量检测系统基本结构图

1、判断孔和平面A、B是否加工的方案

由于设计要求中只要求检测孔和平面是否被加工,而无需检测它们的大小和精度,因而可采用价格相对低廉的光电传感器进行检测,其检测方法如图3所示;

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《机电控制技术》

课程大作业一

基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

学院:机电工程学院

专业:机械设计制造及其自动化

班级:1108110

学号:**********

姓名:***

2013-06-17

设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:

设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:

额定功率200W ; 额定电压48V ; 额定电流4A ; 额定转速n=500r/min ;

电枢回路总电阻R=0.8Ω;(本次选为8Ω) 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;

电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;

要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==*

*im nm U U 10V ;

两调节器的输出限幅电压为10V ; PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ; 放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计,设计指标: 稳态无静差; 电流超调量≤i σ5%;

空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%; 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

1.计算电流和转速反馈系数

电流反馈系数:)

(A V I U nom im /25.14210

*=⨯==λβ 转速反馈系数:)/min (02.0500

10

*r V n U nom nm ===α

2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数

由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==, 调制周期s f T s 0001.010

1

14===

, 按电流环小时间常数的近似处理方法,有

s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑

2.2选择电流调节器结构

电流环可按Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI 调节器,其传递函数为

s

s K s G i i i

ACR ττ1

)(+= 2.3选择调节器参数

超前时间常数:s T l i 008.0==τ。

电流超调量由题给为%5≤i σ,电流环开环增益:取5.0=∑i I T K ,因此

6667.16660003

.05

.05.0===

∑i I T K 于是,电流调节器的比例系数为

.7778718

.425.18

008.06667.1666=⨯⨯⨯==s i I

i K R K K βτ 2.4检验近似条件

电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。 1)近似条件一:s

ci T 31≤

ω

现在,

ci s T ω=>=⨯=6667.16663333.33330.0001

3131,满足近似条件。 2)近似条件二:l

m ci T T 13

≥ω 现在,ci l m T T ω=<=⨯=6667.16664342.470.008

5.01313

,满足近似条件。 3)近似条件三:oi

s ci T T 1

31≤

ω

现在,ci oi s T T ω=>=⨯=6667.16660226.23570.0002

0010.01

31131,满足近

似条件。

3.Matlab 仿真1

绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线和未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线。 经过小参数环节合并 源程序:

sys0=1/1.25;

sys1=tf(6,[0.0003 1]); sys2=tf(0.125,[0.008 1]);

w=17.78*tf([0.008 1],[0.008 0]); figure(1);

margin(sys1*sys2* w); hold on grid on figure(2);

closys1=sys0*sys1*sys2 *w/(1+sys1*sys2* w); t=0:0.0001:0.006; step(closys1,t); grid on

经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应

经过小参数环节合并的电流环频率响应

如图不知为何不显示超调量,通过自己计算,可知%375.4%1008

.08

.0835.0=⨯-=σ,满

足超调量%5≤i σ的要求。 未经过小参数环节合并 源程序:

sys0=tf(1,[0.0002 1]); sys1=tf(1.25,[0.0002 1]); sys2=tf(4.8,[0.0001 1]);

sys3=tf(0.125,[0.008 1]);

w=17.78*tf([0.008 1],[0.008 0]); figure(1);

margin(sys1*sys2*sys3*w); hold on grid on figure(2);

closys1=sys0* sys2*sys3*w/(1+sys1*sys2*sys3*w); t=0:0.0001:0.005; step(closys1,t); grid on

未经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应

未经过小参数环节合并的电流环频率响应

超调量为%625.4%1008

.08

.0837.0=⨯-=

σ,满足超调量%5≤i σ的要求。

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