Курсовая работа: Разработка системы управления механизма передвижения тележки
Курсовая работа: Разработка системы управления механизма передвижения тележки
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение
Высшего
профессионального образования
Донской
Государственный технический университет
Кафедра
«Робототехника и мехатроника»
УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой..
«______»_____________2008
г.
ЗАДАНИЕ
на курсовой
проект
Студент .
Группа УМ-41
Тема:
«Разработка системы управления
механизма передвижения тележки»
Срок предоставления
проекта к защите «_____»____________2008г.
Исходные данные для
проектирования: Вариант № 19
Содержание пояснительной записки
курсового проекта:
~
Введение.
~
Техническое
задание.
~
Расчетно-конструкторская
часть.
~
Описание работы
системы управления.
~
Заключение.
Перечень графических материалов:
1.
Система
управления ТП. Схема электрическая принципиальная.
2.
Переходные
процессы.
Содержание
Введение
1 Техническое
задание
2 Расчетно-конструкторская
часть
2.1 Расчет
статической мощности при передвижении тележки с номинальным грузом
2.2 Выбор
двигателя
2.3 Выбор
редуктора
2.4 Выбор
схемы тиристорного преобразователя
2.5 Выбор
силового трансформатора
2.6 Расчет параметров
схемы и выбор тиристоров
2.7 Расчет параметров
контура нагрузки ТП
2.8 Расчет
и построение электромеханических характеристик
2.9 Выбор
тахогенератора
2.10 Определение
параметров структурной схемы ДПТ
2.11 Динамический
расчет системы привода
3 Описание
работы системы управления приводом
Заключение
Список
использованных источников
Введение
Целью
данного курсового проекта является разработка мехатронного устройства – тележки
мостового крюкового крана.
Смысловая её
реализации заключается в создании универсальных, надёжных и долговечных
устройств, которые тем или иным образом помогали бы человеку решать
поставленные перед ним задачи. Для высокоточных производств очень важно иметь
хорошую точность позиционирования рабочего органа. Как и любая другая МС
состоит из электромеханической системы, которая представляет собой совокупность
электродвигательного и преобразовательного устройств, системы управления,
механической передачи и рабочего органа, предназначенная для приведения
рабочего органа в движение и управление этим движением по заданному алгоритму
посредствам микро ЭВМ или микроконтроллера. Свойства электромеханической
системы определяются взаимосвязанными характеристиками элементов и образующих
её подсистем (механической, электрической и магнитной). Поэтому при этапном
проектировании электромеханической системы особое внимание уделяется выбору
электромеханической элементной базы, электродвигателей и информационных и
силовых полупроводниковых преобразователей, статических и динамических
характеристик, как силовых исполнительных элементов, так и системы управления при
исследовании качества регулирования электромеханической системы с
использованием микроконтроллеров или ЭВМ.
Целью
управления может быть решение двух обобщенных задач – поддержание некоторых
параметров в определенных диапазонах и регулирование значений выходных
переменных по требуемому закону.
В
каждой из этих задач управляющей системе требуется сформировать выходное
воздействие, реализация которого компенсирует образовавшуюся ошибку управления.
1 Техническое
задание
Разработать систему управления механизмом
передвижения тележки мостового крюкового крана (мехатронного объекта) с
техническими характеристиками:
Вариант..…………………………………………...……..………………..…………19 |
Режим работы
механизма…………………………………………………...………Е3 |
Номинальная грузоподъемность, Gн, т……………………………………...……..4,9
|
Сила тяжести самого механизма
передвижения (тележки), G0,
кН………...……1,9
|
Скорость передвижения тележки, Vт, м/с……………………………………..…0,53
|
Диаметр ходового колеса тележки, Dкт, м…………………………………….….0,4
|
Диаметр цапфы ходового колеса, dцк, м………………………………………...0,058
|
Относительная продолжительность
включения механизма, ПВ, %.....................600 |
Номинальная скорость вращения
двигателя, nн, об/мин…………………………3,0
|
Число включений в час, z………………………………………………………......240 |
Скорость вращения вала рабочего органа
кранового механизма, Ωм, рад/с…….2,7
|
Значение перерегулирования, σ,
%............................................................................18 |
Допустимая статическая погрешность,
δ……………………………………….0,03 |
Время переходного процесса, tпп, с……………………………………………….0,15
|
Рисунок 1.1
–Тележка мостового крюкового крана
2
Расчетно-конструкторская часть
2.1 Определим статическую мощность
при передвижении тележки с номинальным грузом
кВт, (2.1)
где G – сила тяжести перемещаемого груза, Н;
Н, (2.2)
g – ускорение свободного падения, м/с2;
G0 – сила тяжести самого механизма передвижения, Н;
v – скорость передвижения, v=0,53 м/с;
Rk – радиус ходового колеса с
цилиндрическим ободом, м;
d – диаметр шейки оси ходового колеса,
d=0,058 м;
k – коэффициент, учитывающий
увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, k=2,0.
μ – коэффициент трения
скольжения в подшипниках опор вала ходового колеса, μ=0,02 для подшипников
качения;
η – КПД механизма передвижения
f – коэффициент трения качения ходовых
колес по рельсам, f=0.0004 м.
.
Определяем предварительную
номинальную мощность электродвигателя
, кВт. (2.3)
где kt – коэффициент, зависящий от
номинального режима работы, kt=1,15 для тяжелого режима;
.
2.2 Выбор двигателя
Предварительный выбор
двигателя производят по результатам расчета номинальной мощности.
Окончательно требуется
выбрать только один из четырех двигателей. Для этого необходимо построить
энергетические характеристики каждого, а затем (по необходимым условиям и
параметрам) выбрать соответствующий тип.
Таблица 2.1–
Номинальные параметры выбранных двигателей
Тип
двигателя
|
Uном
|
nном
|
Рн
|
Rя
|
Iном
|
η
|
Jдв
|
В
|
об/мин
|
кВт
|
Ом
|
А
|
---
|
кг·м2
|
П11 |
220 |
3000 |
0,7 |
3,56 |
4,3 |
0,735 |
0,012 |
П21 |
220 |
1500 |
0,7 |
5,33 |
4,3 |
0,735 |
0,045 |
П31 |
220 |
1000 |
0,7 |
5 |
4,25 |
0,75 |
0,085 |
П32 |
220 |
750 |
0,7 |
4,4 |
4,2 |
0,76 |
0,105 |
Для построения
энергетической характеристики каждого двигателя необходимо рассчитать следующие
параметры:
·
Номинальную
угловую скорость двигателя:
рад/с, (2.4)
где n – номинальная частота вращения двигателя.
рад/с. рад/с.
рад/с. рад/с.
·
Номинальный
вращающий момент двигателя:
Н·м. (2.5)
Н·м. Н·м.
Н·м. Н·м.
Так как двигатель постоянного тока
допускается перегружать по току в раза, то
значение расчетного крутящего момента можно принять равным .
Построение
характеристик выполняется в координатах Ω(М),Рэнерг(М)
Рисунок 2.1 –
Энергетические характеристики выбранных двигателей
o
Требуемый момент
Н·м, (2.6)
Н·м.
o
Требуемая угловая
скорость
рад/с, (2.7)
рад/с.
Расчет ориентировочного значения
передаточного числа редуктора
, (2.8)
, ,
, .
Определение ожидаемой линейной
скорости на выходе редуктора с ориентировочным передаточным числом
м/с, (2.9)
м/с.
Страницы: 1, 2, 3
|