Разработка математической модели электропривода промышленного робота ТУР-10
Аннотация
РЕФЕРАТ
Отчёт 83 страницы, 67 рисунков, 3 таблицы и 6 источников.
Многозвенный робот-манипулятор, моделирование электромеханических процессов, механическая часть электропривода, ТУР-10, кинематика робота-манипулятора, система управления двигателем постоянного тока, реверсивный широтно-импульсный преобразователь для ДПТ.
Объектом исследования является математическая модель одной координаты (поворота платформы) многозвенного робота-манипулятора ТУР-10.
Цель работы – разработка математической модели механики и системы автоматического регулирования положением робота-манипулятора ТУР-10.
В настоящей выпускной квалификационной работе был исследован лабораторный стенд робота-манипулятора ТУР-10 кафедры ЭАПУ. Целью исследования является оценка влияния кинематики механизма робота на электропривод в динамических режимах работы. Задача моделирования процессов в сложных механизмах требует применения достаточно серьезного математического аппарата и является, зачастую, недоступной для решения в рамках учебных проектов без применения специальных средств моделирования. В качестве удобного для пользователя инструмента моделирования был выбран широко используемый в инженерных задачах пакет Matlab в среде моделирования Simulink, содержащий в своем составе дополнительные наборы инструментов, такие как: SimPowerSystem (моделирование электротехнических устройств) и SimMechanics (моделирование механической части) и программного комплекса систем автоматизированного проектирования Solidworks. Их совместное использование позволяет выполнять моделирование электропривода, анализируя электромеханические процессы с учетом их взаимного влияния.
Данная работа была сделана и разбита на две части двумя студентами кафедры ЭАПУ Иоффе И.С. и Юнусовым Р.М.
Первая часть содержит исследование математической модели аналоговой системы управления электроприводом и математической модели механики робота. Так как одним из важных особенностей робота-манипулятора ТУР-10 является переменный момент инерции, необходимо было сделать математическую модель механики робота и настроить под неё регулятор скорости, а также описать принцип построения механических систем в пакете Matlab, библиотеки SimMechanics. Проектируемый электропривод был смоделирован в среде Matlab, и на основании этих моделей были получены результаты моделирования, удовлетворяющие поставленным требованиям.
Вторая часть относилась к исследованиям силовой части робота манипулятора и построению цифровой системы управления электроприводом. В этой части был выбран 4-ёх ключевой широтно-импульсный преобразователь.
При помощи пакета Matlab библиотеки SimPoweSystems были проведены исследования силовой части электропривода, выбран преобразователь, а также разработана плата управления электропривода робота.
Отчёт 83 страницы, 67 рисунков, 3 таблицы и 6 источников.
Многозвенный робот-манипулятор, моделирование электромеханических процессов, механическая часть электропривода, ТУР-10, кинематика робота-манипулятора, система управления двигателем постоянного тока, реверсивный широтно-импульсный преобразователь для ДПТ.
Объектом исследования является математическая модель одной координаты (поворота платформы) многозвенного робота-манипулятора ТУР-10.
Цель работы – разработка математической модели механики и системы автоматического регулирования положением робота-манипулятора ТУР-10.
В настоящей выпускной квалификационной работе был исследован лабораторный стенд робота-манипулятора ТУР-10 кафедры ЭАПУ. Целью исследования является оценка влияния кинематики механизма робота на электропривод в динамических режимах работы. Задача моделирования процессов в сложных механизмах требует применения достаточно серьезного математического аппарата и является, зачастую, недоступной для решения в рамках учебных проектов без применения специальных средств моделирования. В качестве удобного для пользователя инструмента моделирования был выбран широко используемый в инженерных задачах пакет Matlab в среде моделирования Simulink, содержащий в своем составе дополнительные наборы инструментов, такие как: SimPowerSystem (моделирование электротехнических устройств) и SimMechanics (моделирование механической части) и программного комплекса систем автоматизированного проектирования Solidworks. Их совместное использование позволяет выполнять моделирование электропривода, анализируя электромеханические процессы с учетом их взаимного влияния.
Данная работа была сделана и разбита на две части двумя студентами кафедры ЭАПУ Иоффе И.С. и Юнусовым Р.М.
Первая часть содержит исследование математической модели аналоговой системы управления электроприводом и математической модели механики робота. Так как одним из важных особенностей робота-манипулятора ТУР-10 является переменный момент инерции, необходимо было сделать математическую модель механики робота и настроить под неё регулятор скорости, а также описать принцип построения механических систем в пакете Matlab, библиотеки SimMechanics. Проектируемый электропривод был смоделирован в среде Matlab, и на основании этих моделей были получены результаты моделирования, удовлетворяющие поставленным требованиям.
Вторая часть относилась к исследованиям силовой части робота манипулятора и построению цифровой системы управления электроприводом. В этой части был выбран 4-ёх ключевой широтно-импульсный преобразователь.
При помощи пакета Matlab библиотеки SimPoweSystems были проведены исследования силовой части электропривода, выбран преобразователь, а также разработана плата управления электропривода робота.