В.П. Михайлов, А.М. Базиненков - Исследование параметров механизмов микро- и наноперемещений (1053467), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Под действием этоймагнитной индукции груз перемещается в осевом направлении в пределах воздушногозазора.Рис. 22.Схема стенда для исследования активного МР-демпфераДля исследования динамических процессов в МР-демпфере была разработанасистема управления демпфером с использованием среды LabVIEW – среды дляразработкиприкладныхпрограмм,вкоторойиспользуетсяязыкграфическогопрограммирования G и не требуется написание текстов программ.Среда LabVIEW дает хорошие возможности как для вычислительных работ, так идля построения приборов, позволяющих проводить измерения физических величин вреальных установках, лабораторных или промышленных, и осуществлять управлениеэтими установками.Программа, написанная в среде LabVIEW, называемая виртуальным прибором(ВП) (VI – virtual instrument) показана на рис.
23 и 24. Внешнее графическоепредставление и функции ВП имитируют работу реальных физических приборов.LabVIEW содержит полный набор приборов для сбора, анализа, представления и храненияданных.Источником кода виртуального инструмента служит блок-схема программируемойзадачи. Программная реализация виртуальных приборов использует в своей работепринципы иерархичности и модульности. Виртуальный прибор, содержащийся в составедругого виртуального прибора, называется прибором-подпрограммой (SubVI).Рис.
23.Лицевая панель управляющей программы в LabviewЗадачи и порядок проведения исследований1. Определение динамических параметров активного демпфера на основеМР-эластомера. Целью эксперимента является получение график переходного процессапри перемещении демпфера из одной точки в другую. Пример такого переходногопроцесса для нагрузки 11 Н и входного ступенчатого управляющего сигнала 2 А показанна рис.
27. Время переходного процесса составляет 60 мс. По вертикали на графикепоказано перемещение демпфера в микрометрах. Как видно из графика, процесспозиционирования демпфера носит классический вид колебательного переходногопроцесса.Рис. 24.Структурная схема управляющей программы в Labview.Рис. 25.Рис. 26.Пример рабочего окна LabVIEWУСД NI USB-6008/6009Перемещения демпфера измеряются емкостным датчиком при помощи системыуправления на основе персонального компьютера (ПК). Сигнал от емкостного датчикаперемещения поступает через АЦП (рис. 26) в компьютер, сохраняется и отображается наэкране монитора (рис.
25).Таблица 10Характеристики USB-6008 и USB-6009ХарактеристикаUSB-6008USB-6009Разрешение при аналоговом12 бит (дифференциальное14 бит (дифференциальноеподключение)подключение)11 бит (подключение с13 бит (подключение собщим проводом)общим проводом)10 кГц48 кГц10 кГц42 кГцвводеМаксимальная частотадискретизации,(один канал)*Максимальная частотадискретизации, несколькоканалов (суммарная)*Конфигурация цифровоговвода/выводаОткрытый коллекторОткрытый коллектор илиактивное управление* Может зависеть от конфигурации системы.Рис.
27.График переходного процесса при нагрузке 11Н:Δt– время переходного процесса составляет 60 мсВ ходе экспериментов должны быть решены следующие основные задачи:1). Подготовка экспериментального стенда к работе, которая производится вследующем порядке:-Ознакомиться с инструкцией по технике безопасности при работе наэкспериментальном стенде.-Проверить подключение датчика положения к блоку АЦП/ЦАП.-Запустить ПО LabView и программу управления стендом.-Ёмкостной датчик перемещения объекта выставить в нулевое положение.Определить файл для записи экспериментальных данных (текстовый *.lvm).2). Получение переходных процессов активного демпфера:-Установить на подвижную часть демпфера необходимый груз.-НаЦАПвыставляетсянеобходимоеуправляющеенапряжение,соответствующее току 2 А.-Зафиксироватьвизуальновыходуправляющегонапряжениянавыставленное значение.-Выставить управляющее напряжение 0В с ЦАП на электромагнитнуюкатушку демпфера.-Зафиксироватьвизуальновыходуправляющегонапряжениянавыставленное значение 0В.-Остановить запись данных в файл (текстовый *.lvm).-Переместить файл в папку с названием, соответствующим дате проведенияизмерений.-Переименовать файл в формате «ггггммдд *Н *А», где вместо звездочкиуказываются условия проведения измерений: соответствующие значения нагрузки иуправляющий ток.-Завершить работу программы управления, производится выключениеэкспериментального стенда в соответствии с инструкцией.3).
Обработка экспериментальных данных:-Построить график переходного процесса перемещения демпфера из однойточки в другую.-Определить характеристики демпфера: постоянную времени, погрешностьпозиционирования, величину перерегулирования.2. Определение коэффициента передачи амплитуды виброперемещенийактивногодемпфера.Цельюэкспериментаявляетсяполучениезависимостикоэффициента передачи амплитуды виброперемещений от управляющего тока дляфиксированной частоты задатчика вибраций 100 Гц (рис.
28). Использование МР-эффектапозволяет регулировать коэффициент жесткости упругой мембраны за счет изменениявеличины магнитной индукции и, соответственно, регулировать частотные и точностныехарактеристики активного демпфера.Коэффициентпередачиамплитудывиброперемещений(ГОСТ24346-80)определяется как:К = а /А,(23)где а и А – амплитуды колебаний жесткого центра 1 демпфера I и опоры 6,соответственно (рис. 22).Рис. 28.График зависимости коэффициента передачи амплитудывиброперемещений МЭ-демпфера от управляющего токаВ ходе экспериментов должны быть решены следующие основные задачи:1).
Подготовка экспериментального стенда к работе, которая производится вследующем порядке:-Ознакомиться с инструкцией по технике безопасности при работе наэкспериментальном стенде.-Проверить подключение датчика положения к блоку АЦП/ЦАП.-Запустить ПО LabView и программу управления стендом.-Определить файл для записи экспериментальных данных (текстовый *.lvm).2).
Определение коэффициента передачи амплитуды колебаний при заданнойчастоте перемещений при определенном управляющем токе на демпфере:-Выставить ёмкостной датчик Д2 перемещения объекта в нулевое положениеу опоры 6.-Включить через блок питания (на схеме не показан) электромагнитныйзадатчик вибраций II на частоте 100 Гц.-Выставить на блоке питания необходимое управляющее напряжение наэлектромагнитную катушку демпфера.-Включить запись в файл показаний датчика Д2 через АЦП2.-Переместить файл в папку с названием, соответствующей дате проведенияизмерений.-Переименовать файл в формат «ггггммдд *мкм *А», где вместо звездочкиуказываются условия проведения измерений: соответствующие значения перемещения иуправляющего тока.-Выставить ёмкостной датчик Д1 перемещения объекта в нулевое положениеу демпфера I.-ВыставитьнаЦАП1необходимоеуправляющеенапряжение,соответствующее заданному току.3).Включить запись в файл показаний датчика Д1 через АЦП1.Построениеграфиказависимостикоэффициентапередачиамплитудыколебаний от управляющего тока:-Выполнить задачу 2 для интервала управляющего тока от 0 до 1,4 А, сшагом 0,2 А (выставляя напряжение соответствующие необходимому току).-Завершить работу программы управления.-Выключить экспериментальный стенд в соответствии с инструкцией.-Рассчитать коэффициент передачи амплитуды колебаний демпфера поформуле (23).-Построитьграфикзависимостикоэффициентапередачиамплитудыколебаний демпфера от управляющего тока.В полуактивном режиме работы демпфера при подаче тока 0,3 А наблюдаетсярезонанс системы (рис.
28). При этом коэффициент передачи виброперемещений имеетмаксимальное значение около 1,5 и амплитуда колебаний возрастает.При токе 1А коэффициент передачи виброперемещений минимален (около 0,25),т.е. наблюдается эффективное гашение вибраций задатчика. При дальнейшем возрастаниитока (более 1А) происходит увеличение коэффициента передачи виброперемещенийвследствие повышения жесткости мембраны.Вопросы для самоконтроля и подготовки к защите лабораторной работы № 31.Перечислите основные методы вибрационной защиты прецизионного оборудования?2.Перечислите методы виброизоляции объектов?3.В чем преимущество применения метода активной виброизоляции?4.Как зависит частота гасимых системой активной виброизоляции колебаний отпостоянной времени ее механизма перемещений?5.Что такое коэффициент передачи амплитуды виброперемещений для активногодемпфера?6.Каковы основные параметры переходного процесса при перемещении демпфера изодной точки в другую?7.Какой состав и размер частиц дисперсной фазы МР-эластомеров?8.Каков максимальный допустимый уровень входного сигнала напряжения устройствасбора данных NI USB-6009?9.Каковаэксперименте?разрешающаяспособностьдатчикаположения,применяемоговОбщие правила безопасности при выполнении лабораторных работПеред началом работы в лаборатории необходимо:-ознакомится с инструкциями по эксплуатации элементов, входящих в составстендов;-проверить наличие заземления стенда и его элементов, заземление должнобыть выполнено в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок» иГОСТ 12.2.007.0-75;-удостовериться, что на рабочем месте отсутствуют посторонние предметы,мешающие работе на стенде;-проверить отсутствие на элементах стенда механических повреждений, особоевлияние необходимо уделить элементам трубопровода;- проверить исправность кабелей (шнуров), штепсельных вилок;- проверить отсутствие влаги и разлитой жидкости на элементах стенда и рядом сним.При работе на стенде необходимо соблюдать все указания по безопасности,изложенные в руководствах по эксплуатации элементов, входящих в состав установки.Меры безопасности при работе на установке:-Электродвигательнасоснойстанцииявляетсявозможнымисточникомпоражения электрическим током, для избегания поражения необходимо надежнозаземлить станцию при помощи подключения заземляющего проводника к болтузаземления на фланце электродвигателя.-По степени защиты человека от поражений электрическим током двигательотносятся к классу 1 по ГОСТ 12.2.007.0-75.-Сопротивление изоляции обмоток двигателей в холодном состоянии принормальных климатических условиях по ГОСТ 15150-69 должно быть не менее 10 МОмпри температуре близкой к рабочей .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
