1 Синтез цепей управления подвижного фрезерного агрегата Дипломная работа Батаков Михаил Юрьевич, ПС-571 Руководитель: Кацай Д.А., к.т.н., доцент Консультант:

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Оптимизация параметров упругого подвеса динамически настраиваемого гироскопа Руководители: от кафедры Лысов А. Н., д.т.н., профессор от предприятия Губко.
Advertisements

1 Дисциплина специализации 2 Управление движением и стабилизация КА и ЛА Симоньянц Р.П., 11 семестр, уч. г. 1.Варианты задач А. Не все выходные.
Синтез наблюдателей пониженного порядка. Для получения рациональной оценки координат вектора состояния при отсутствии шумов в измерениях Люенбергером.
Введение в задачи исследования и проектирования цифровых систем Санкт-Петербургский государственный университет Факультет прикладной математики - процессов.
Моделирование ЭМС с применением определителя Вандермонда.
Модели замкнутых электромеханических систем. Для того, чтобы разработать модель замкнутой ЭМС необходимо составить: Систему уравнений, описывающих процессы.
Центр дистанционных автоматизированных учебных лабораторий Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева Институт радиоэлектроники.
Дипломная работа на тему:Нечеткие алгоритмы управления бесколлекторным двигателем постоянного тока Работу выполнил: Короткий Е.В. Научный руководитель:
В ЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА ЦИФРОВОЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ПРИВОДНЫХ МЕХАНИЗМОВ Студентка Научный руководитель к.т.н., доцент Царицына Л.Г. Демкин.
ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТАГАНРОГ ПРИЛОЖЕНИЕ ПРИНЦИПОВ АДАПТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ К ЗАДАЧЕ СИНТЕЗА ИНВАРИАНТНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НЕИЗВЕСТНЫМИ.
Автоматизированные системы управления химико- технологическими процессами Доцент, к.т.н., Вильнина Анна Владимировна 1.
Введение в задачи исследования и проектирования цифровых систем Санкт-Петербургский государственный университет Факультет прикладной математики - процессов.
Авторы: Баранов С.А., Школьный А.А., Гуменюк М.А. Руководитель: ас., к.т.н. Торопов А.В. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СЕРИЙНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МАГНИТОГОРСКИЙ.
1 АСИНХРОННЫЙ САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ГЕНЕРАТОР С ДВУМЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБМОТКАМИ НА СТАТОРЕ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ Паутов Дмитрий Николаевич,
ГОУВПО «Московский Энергетический Институт (Технический Университет)» Кафедра Радиотехнических систем Тема магистерской диссертации: «РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ.
Доклад на тему: «Классификация систем автоматического регулирования» Ахвенайнен Ю.А. Белоногова А.А.
Применение средств космической навигации для картографирования при создании транспортных систем Учебное пособие Москва Федеральное государственное.
ОПТИМАЛЬНОЕ НЕПРЯМОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЛИНЕЙНЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ Белорусский государственный университет Факультет прикладной математики и информатики.
Автоматизированные системы управления химико- технологическими процессами Доцент, к.т.н., Вильнина Анна Владимировна 1.
Транксрипт:

1 Синтез цепей управления подвижного фрезерного агрегата Дипломная работа Батаков Михаил Юрьевич, ПС-571 Руководитель: Кацай Д.А., к.т.н., доцент Консультант: по IT технологиям, Лысова А.А., ведущий программист Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Приборостроение»

2 Цели и задачи дипломной работы Цель работы: разработка системы управления подвижного модуля агрегата ротационного фрезерования малогабаритного для ручного использования (АРФа-М). Задачи работы: - синтезировать математическую модель объекта управления; - выполнить моделирование динамики системы управления; - синтезировать обратную связь с помощью ШИМ-регулятора; - разработать микроконтроллерную систему управления; - разработать эскизный проект агрегата ротационного фрезерования малогабаритного для ручного использования (АРФа-М).

3 Структурная схема системы управления Структурная схема системы управления включает в себя: объект управления (платформа с фрезерным модулем), систему ультразвуковых датчиков, наблюдатель Люинбергера и ШИМ- регулятор, которые реализованы программно на микроконтроллерной плате.

4 Математическая модель объекта управления где m f – масса фрезерного модуля; K d – коэффициент демпфирования системы; С – коэффициент жесткости системы; y – регулируемая величина; F УПР – управляющее воздействие; F ВОЗМ – возмущение. В качестве возмущения в системе выступает вес фрезерного модуля: F ВОЗМ =P f =m f g. В качестве управляющего воздействия выступает жесткость пружинного подвеса: F УПР =Сy. В положении равновесия: F ВОЗМ =F УПР.

5 Математическая модель объекта управления в переменных состояния Переменные состояния: Дифференциальное уравнение движения модуля в переменных состояния: Матрицы состояния и управления соответственно:

6 Настройка параметров регулятора Система управления синтезируется методом модального управления, который позволяет реализовать в системе требуемые свойства путем управления корнями характеристического уравнения. Алгоритм: Матрица Желаемый характеристический полином Корни желаемого характеристического полинома Характеристическое уравнение рассматриваемой системы с неизвестными параметрами регулятора Параметры регулятора, обеспечивающие желаемое расположение корней характеристического полинома

7 ШИМ-управление sh(t) t

8 Синтез наблюдателя Люинбергера Дифференциальное уравнение полноразмерного наблюдателя Люинбергера: где G – матрица Люинбергера; P – матрица регулятора; (A-BP) – матрица состояния замкнутой системы. Элементы матрицы G определяются по алгоритму, согласно которому произведена настройка регулятора. Матрица G выбирается таким образом, чтобы наблюдатель обладал большим по сравнению с замкнутой системой быстродействием, и чтобы придать матрице (A-BP-GC) заранее предписанные корни. Расширенная матрица состояния:

9 Схема моделирования разработанной системы управления с помощью программы MathCAD

10 Результаты моделирования в программе MathCAD Показатели качества переходной характеристики: перерегулирование σ=15,7%, время регулирования t P =2,6 с. t t значение скорости восстановленное значение скорости значение координаты восстановленное значение координаты σ tPtP

11 Разработка микроконтроллерной системы управления Микроконтроллерный блок управления AVR-SAVVY128 на основе микроконтроллера ATmega128 микроконтроллер ATmega128считыватель карт MMC/SD интерфейс RS-232 интерфейс USB интерфейс портов ввода-вывода

12 Эскизный проект агрегата ротационного фрезерования Агрегат ротационного фрезерования малогабаритный для ручного использования (АРФа-М)

13 Фрезерный модуль с исполнительным двигателем

14 Система ультразвуковых датчиков

15 Микроконтроллерный блок управления в кожухе

16 Организационно-экономический раздел Затраты на внедрение проекта: руб. 1 год Выпуск25 приборов Стоимость руб. Эконом. эффект руб. Срок окупаемости проекта: 7 месяцев.

17 Выводы по работе 1) синтезирована математическая модель объекта управления; 2) выполнено численное моделирование работы привода по перемещению фрезерного модуля; 3) синтезирована обратная связь с помощью ШИМ-регулятора, произведена настройка регулятора; 4) выбрана аппаратная платформа для дальнейшей разработки и реализации алгоритма программного управления; 5) разработан эскизный проект агрегата ротационного фрезерования малогабаритного для ручного использования; 6) масса фрезерного модуля m f =15 кг; 7) показатели качества переходной характеристики, характеризующие быстродействие системы: перерегулирование σ =15,7%, время регулирования t P =2,6 с; 8) расчетная мощность исполнительного двигателя: N =4,7 КВт.