Кузнецов636311934891243538 (Адаптивный электропривод робота-манипулятора с вертикально-ангулярной кинематической системой), страница 7

Для этогонеобходимы два значения: желаемое время регулирования – Тж, котороебыло рассчитано по формуле (5.16) для второй степени подвижности, икорректирующее звено Wk, которое было принято равным 5.На рис. 4.12 представлены переходные процессы САУ с ПИДрегулятором и САУ с ЭМ второй степени подвижности с номинальныммоментом нагрузки.Рис. 4.12. Переходные процессы САУ с ПИД-регулятором (зеленый цвет) иСАУ с ЭМ (синий цвет) второй степени подвижности с номинальныммоментом нагрузкиВ режиме с номинальным моментом нагрузки переходной процессСАУ с ПИД-регулятором в первый момент времени идет в областьотрицательной частоты вращения, что говорит о долгой подстройкерегулятора при подаче нагрузки на двигатель.

САУ с ЭМ имеет желаемыйпереходной процесс.САУ с ЭМ была проверена на возмущения момента нагрузки, для61чего на двигатель был подан переменный момент нагрузки.График переменного момента и сравнение переходных процессовСАУ с ПИД-регулятором и САУ с ЭМ можно увидеть на рис. 6.13 и 6.14соответственно.Рис.

4.13. График переменного момента нагрузкиНа оси абсцисс данного графика (рис. 4.13) отображен моментинерции нагрузки на двигатель (J, кг*м2), на оси ординат – время (t, с).В результате работы обеих систем были получены следующиепереходные процессы:62Рис. 4.14. Переходные процессы САУ с ПИД-регулятором (зеленый цвет) иСАУ с ЭМ (синий цвет) при переменном моменте нагрузкиТак же, как и при рассмотрении третьей степени подвижностиробота, САУ с ЭМ второй степени подвижности имеет желаемыйпереходной процесс при переменном моменте нагрузки.Таким образом, для второй степени подвижности была разработанаадаптивная система управления с эталонной моделью, которая справилась споставленной ей задачей и удовлетворила целям данной выпускнойработы.4.3 Первая степень подвижностиТак же, как и с предыдущими степенями подвижности,первоначально для первой была построена модель САУ с ПИДрегулятором, которая представлена на рис.

4.15. Чтобы убедиться, чтоданная система управления справляется со своей задачей, на двигатель былподан нулевой момент нагрузки, а на вход системы было подано 80% от63номинального количества оборотов двигателя:ωхх * 0,8 = 265 рад/с .Качество переходного процесса данной схемы можно увидеть на рис.4.16.Рис. 6.15. Модель САУ с ПИД-регулятором первой степени подвижностиРис. 4.16. Переходной процесс САУ с ПИД-регулятором первой степениподвижностиТаким образом, можно убедиться, что данная система управлениясправилась со своей задачей: частота вращения вала двигателя на выходесистемы соответствует заданной, а время регулирования намного меньше,чем 5Тж.4.3.1 Построение контура адаптации64Адаптивная система управления с эталонной моделью строится потому же принципу, что и для вышерассмотренных степеней подвижности.На рис. 6.17 представлены переходные процессы САУ с ПИД-регулятороми САУ с ЭМ второй степени подвижности с номинальным моментомнагрузки.Рис.

4.17. Переходные процессы САУ с ПИД-регулятором (зеленый цвет) иСАУ с ЭМ (синий цвет) второй степени подвижности с номинальныммоментом нагрузкиВ режиме с номинальным моментом нагрузки переходной процессСАУ с ПИД-регулятором в первый момент времени идет в областьотрицательной частоты вращения, что говорит о долгой подстройкерегулятора при подаче нагрузки на двигатель. САУ с ЭМ имеет желаемыйпереходной процесс.САУ с ЭМ была проверена на возмущения момента нагрузки, длячего на двигатель был подан переменный момент нагрузки.График переменного момента и сравнение переходных процессовСАУ с ПИД-регулятором и САУ с ЭМ можно увидеть на рис.

6.18 и 6.19соответственно.65Рис. 4.18. График переменного момента нагрузкиНа оси абсцисс данного графика (рис. 6.18) отображен моментинерции нагрузки на двигатель (J, кг*м2), на оси ординат – время (t, с).В результате работы обеих систем были получены следующиепереходные процессы:Рис. 4.19. Переходные процессы САУ с ПИД-регулятором (зеленый цвет) иСАУ с ЭМ (синий цвет) при переменном моменте нагрузкиТак же, как и при рассмотрении третьей и второй степеней 866подвижности робота, 8 САУ с ЭМ первой степени подвижности 8 имеетжелаемый переходной процесс при переменном моменте нагрузки.Таким образом, для первой степени подвижности была разработанаадаптивная система управления с эталонной моделью, которая справилась споставленной ей задачей и удовлетворила целям данной выпускнойработы.4.4 ЗаключениеПредставляется, что полученные в данном разделе результатыполностью удовлетворяют заданию на выполнение ВКР в соответствующейчасти.Разработанный электропривод для каждой из трех степенейподвижности обеспечивает требуемые показатели по грузоподъемности,точности позиционирования и скорости перемещения рабочего органа, атакже по динамическим показателям.675 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ5.1 ВведениеОсновными целями экономической части выпускнойквалификационной работы являются:а) обоснование экономической целесообразности проводимогоисследования, для чего необходимо оценить его стоимость;б) составление оптимального плана работ, учитывающегоособенности каждого этапа.5.2.

Описание продуктаДанная выпускная квалификационная работа посвящена разработкемодели адаптивного электропривода робота-манипулятора с вертикальноангулярной кинематической схемой. К результатам работы относятсяэкспериментальные данные, подтверждающие, что разработанный приводвыполняет требования грузоподъемности, быстродействию и точностипозиционирования. Полученная по окончанию работы модельэлектропривода и является конечным продуктом работы.5.3.

Анализ рынка сбыта и конкурентоспособностьПоскольку работа является проектно-конструкторской, ее результатымогут применяться в учебном процессе некоторых дисциплин каклабораторный практикум, или в виде курсового проекта.Роботы-манипуляторы с вертикально-ангулярной кинематическойсхемой без труда находят свое применение в различных областяхпромышленности, где требуется повышенная точность и универсальность.На производстве они могут исполнять роль сборочных роботов, или,68например, роботов-сварщиков. Этим объясняется высокая конкуренция нарынке, и, учитывая широкое применение подобных робототехническихсистем, реализация подобных проектов эффективна.5.4.

План маркетинга и план производстваДля обеспечения маркетинговых мероприятий по продвижениютовара предприятие использует:1) Выступление на научных конференциях с докладами по темеисследований;2) Публикации в специализированных литературных изданиях икнигах;Данные мероприятия дают возможность рекламировать продукт ипроводить исследования потенциальной рыночной ниши.Данная проектно-конструкторская работа производится на кафедре«Проблемы управления», института кибернетики МГТУ МИРЭА. Кафедрапроблем управления организована в 1980 г. на базе кафедры техническойкибернетики.

47 Заведующий кафедрой – Романов Михаил Петрович, доктортехнических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы,лауреат премий Ленинского комсомола и правительства России.Под руководством акад. Макарова И.М. и проф. Лохина В.М. накафедре проблем управления созданы 3 уникальные учебныелаборатории (с 1985 по 1995 гг.): системы управления роботами иманипуляторами; гибкая производственная система на базе промышленныхроботов; учебная гибкая производственная система на базе учебныхминироботов и обрабатывающих станков с ЧПУ.С 1990 г.

47 основное научное направление кафедры проблемуправления – создание интеллектуальных систем управления с 4769использованием различных технологий.На кафедре 47 работает 39 человек, включая профессорскопреподавательский состав, а также учебно-вспомогательный персонал.В состав рабочей группы входят:научный руководитель — консультирует и координирует выполнениеработы (оклад 25000р.);выпускник — изучает литературу по данной тематике, занимаетсяразработкой адаптивного электропривода робота-манипулятора (безоклада).На рисунке 5.1 представлена структурная схема производства.Рис. 5.1 Структурная схема производства.5.5.Организационный планВ таблице 5.1 представлен организационный план работ.Таблица 5.170Организация работNoэтапаНазвание этапа ИсполнителиТрудоёмкость(раб.

дни)Продолжительностьэтапа1Выбор темы, составлениеплана выпускной работыНаучн. Рук. 14Выпускник 32Разработка и расчеткинематической схемы.Выбор двигателей,редукторов, датчиковНаучн. рук. 18Выпускник 73Синтез ПИД-регулятора.Выбор преобразователя.Обоснование контураадаптацииНаучн. рук. 18Выпускник 74Реализация компьютерноймодели электроприводаВыпускник 7 75Проведениеэкспериментальныхисследованийкомпьютерной моделиэлектроприводаВыпускник 2 26 Прием работы и проверка Научн. рук. 3 3ИТОГО 2 чел63226На рисунке 5.1 представлен график проведения работ.Этапы Продолжительность работ (дни)11371217317475263Рис. 5.1.

График проведения работ5.6. Расчет затрат и договорной сметыМатериалы, покупные изделия и полуфабрикаты 27Таблица 5.3Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 27No п\п Наименование Кол-во Цена за 1шт. Всего1 Ноутбук HP Pavillion g7 1 шт. 21792р.