Динамические характеристики манипулятора МП-9С
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
метр силового цилиндра, который либо задается проектантом, либо определяется в соответствии с практическими рекомендациями:
(3.1),
где - нагрузка, приведенная к штоку поршня; - конструктивный параметр, соответствующий работе привода в оптимальном режиме; - давление воздуха в наполнительной магистрали.
. Диаметр проходного сечения трубопроводов также либо задается проектантом, либо рассчитывается с учетом принятых ограничений по скорости перемещения выходного звена исполнительного u1084 механизма и времени движения:
(3.2),
где - коэффициент расхода, принимаемый на этапе предварительных расчетов равным 0,25-0,30; - скорость движения подвижных частей, определяемая из выражения:
(3.3),
где - коэффициент, учитывающий условия разгона и торможения; - рабочий ход поршня; - ограничение по времени, обусловленное частотой ходов кузнечно-штамповочной машины. По размеру проходного сечения подбирается конкретная модель элементов аппаратуры управления.
. Динамические расчёты проводят с использованием уравнений теплового баланса в рабочей полости и полости подпора и обобщенного уравнения движения.
(3.4),
где - значение текущего давления в рабочей полости; -показатель адиабаты; - начальный объем рабочей полости; - активная площадь поршня со стороны рабочей полости; - газовая постоянная; - температура воздуха в рабочей полости; - скорость движения подвижных частей; - принятый шаг приращения времени при вычислительных процессах; - текущая координата положения поршня; - расход воздуха, поступающего в рабочую полость.
(3.5),
где - значение текущего давления в полости подпора; - начальный объем полости подпора; - активная площадь поршня со стороны полости подпора; - расход воздуха, выходящего из полости подпора; - температура воздуха в полости подпора.
(3.6),
(3.7),
(3.8),
Где - приведенная жесткость механизма возврата одностороннего пневмопривода; - тяговое усилие; - суммарное значение сил трения в уплотнениях; - масса подвижных частей, приведенная к штоку.
Обобщённое уравнение движения применяется как для одностороннего так и для цилиндров двухстороннего действия. В первом случае будет отсутствовать слагаемое, соответствующее давлению в полости подпора. Во втором случае будет отсутствовать пружина, а следовательно .
Время хода поршня определяется по формуле:
(3.9),
где - время срабатывания аппаратуры управления, определяемое паспортными u1076 данными; - время распространения волны давления от распределителя до рабочей полости; - время подъема давления до величины, достаточной для преодоления сил статического сопротивления; - время движения поршня; - время заключительного периода, соответствующее подъему давления до заданного значения (определяется только для силовых пневмоприводов).
Составляющие времени , и определяются путем совместного решения уравнений (3.4), (3.5), (3.6) при следующих ограничениях:
. для времени наполнения:
2. для времени движения:
. для времени заключительного периода:
На основе предложенного алгоритма и математических моделей была разработана программа на языке Си++, позволяющая моделировать динамические процессы в пневмоприводе. На рис.3.4 представлены графики переходных процессов, происходящих в приводе.
Рис.3.4 Графики переходных процессов
4. Моделирование пневмопривода
Технико-экономическая эффективность использования РТК в машиностроении прямо зависит от оптимальных структур РТК и нахождения рациональных областей их применения. Технико-экономические показателя РТК можно оценить одним из трех возможных способов:
проведением реального эксперимента с конкретным РТК в производственных условиях;
использованием накопленного опыта эксплуатации подобных РТК и прогнозированием технико-экономических показателей вновь создаваемых комплексов;
построение модели РТК, связывающие зависимые переменные с независимыми, и оценка параметров модели. Если модель можно описать с достаточной точностью системой небольшого числа уравнений, то можно применить аналитические методы. Если же это невозможно, то приходится использовать численный анализ или имитацию.
Метод имитационного моделирования.
Имитация - это "численный метод проведения на вычислительных машинах с математическими моделями, описывающими поведение сложным систем в течение продолжительных периодов времени" . Принципиальное отличие имитационного эксперимента от реального заключается в том, что в процессе имитации эксперимент проводится не с самой системой, а с ее моделью. Целесообразность применения имитационного моделирования роботов как в составе РТК, так и отдельно, определяется следующими причинами:
решение задачи аналитическими методами либо невозможно, либо крайне сложно;
кроме получения средних значений выходных переменных необходимо наблюдение за их изменением в течении некоторого промежутка времени;
с помощью метода имитационного моделирования могут быть построены модели, отражающие большую совокупность элементов рассматриваемой системы;
имитационное моделирование свободно от ограничений, присущих аналитическим методам;
на имитационной модели можно провести эксперименты, которые на реальном объекте по ряду причин провести невозможно;
имитационное моделир