Разработка САУ угла поворота головы терминатора. Выбор элементной базы. Выбор датчика обратной связи. Расчет системы

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Расширенное техническое задание                                                        4

2 Выбор элементной базы

2.1 Выбор микропроцессора                                                                     6

2.2 Выбор гидропривода                                                                           8

2.3 Выбор двигателя                                                                                12

2.4 Выбор редуктора                                                                               13

2.5 Выбор усилителя                                                                               16

3 Выбор датчика обратной связи                                                            18

4 Расчет системы                                                                                     19

5 Расчет дискретной системы. Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ                 23

6 Построение ЖЛАЧХ, ЖЛФЧХ и ЛАЧХ КУ                                       30

7 Расчет аналогового КУ и дискретного КУ                                          33

Заключение

Приложение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В данное время с развитием науки и техники стало возможной разработка роботов, которые могут выполнять за человека ту или иную работу, облегчая тем самым жизнь людей, например людей с ограниченными возможностями или инвалидов, а так же полностью заменять человека, например на предприятиях, где рабочие работают во вредных условиях.

На нас, как на молодых специалистов возложена ответственность сделать это реальностью и разработать такие устройства, которые были бы максимально качественными и сравнительно недорогими, возможно тогда в недалеком будущем такие роботы будут доступны всем социальным слоям населения.

1 РАШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Цель данного курсового проекта является разработка САУ угла поворота головы терминатора. Данный элемент робота должен обеспечивать возможность поворота головы в правую и левую стороны. Кроме того, система должна отвечать всем заданным в техническом задании параметрам, обеспечивая точность регулирования, а самое главное – быстродействие.

Технические характеристики системы регулирования

Требоывание по энергоемкости                                                       66,64Дж;

Вид потребляемой энергии(напряжение питания)                                 12В;

Надежность                                                                                         99,99%;

Быстродействие                                                                                       0,05с;

Точность поддержания выходного параметра                                       99%;

Вид системы                                       дискретно – аналоговая – дискретная;

Влияние внешних возмущений:

- температура                                                                                 30<t<50⁰C;

- влажность                                                                                         40-90%;

- давление                                                                                   760мм.рт.ст.;

- скорость ветра                                                                              15 - 20м/с;

Функциональная схема.

Работа САУ угла поворота головы терминатора, основана на формировании сигнала усилия штока гидропривода ГП, за счет получения результатов измерения действительного линейного перемещения штока ГП и сравнения его с заданным значением.

Задатчик, который входит в состав ЭВМ, содержит в себе, согласованные с датчиком линейного перемещения ДЛ, значения токов. Оператор может сформировать на выходе задатчика значение тока, соответствующее по величине максимально-допустимому значению усилия необходимого для поворота головы на необходимый угол. Это значение поступает на сравнивающее устройство ВУ (часть МП), которое формирует результат сравнения максимального усилия и текущего.

Результат сравнения поступает на усилитель У. Заведомо ясно, что величина напряжения и тока, а, в конечном счете, мощность будет недостаточна для двигателя, являющегося частью ИМ.

Для того чтобы связать частоту вращения двигателя ДПТ, с перемещением, требуемым для штока гидропривода ГП, потребуется редуктор Р. Редуктор должен преобразовать вращательное движение в поступательное.

Собственно гидропривод и является исполнительным механизмом, так как именно он воздействует, за счет использования внешнего давления, на голову терминатора.

Система должна согласовываться со схемой:

З – задатчик,  ВУ – вычислительное устройство, У – усилитель,

ДПТ – двигатель постоянного тока, Р – редуктор, ГП – гидропривод,

ДЛ – датчики линейного перемещения.

Рисунок 1 – Функциональная схема САУ угла поворота головы