Цели
1. Систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений;
2. Углубление теоретических знаний в соответствии с выбранной темой;
3. Отработка навыков работы с нормативными документами, выработка умения применять теоретические положения и нормативную базу при решении конкретных практических задач;
4. Развитие творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
При выполнении курсового проекта я исследую динамические свойства системы автоматического регулирования. Данными для расчетов у меня являются материалы, собранные на производственной практике:
- технологический процесс;
- конструкция агрегата;
- статическая и динамическая характеристики;
- средства измерения и автоматизации.
Мехатроника - это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.
Мехатронный модуль - это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.
Мехатронная система - совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
компоненты:
- механическое устройство, конечным звеном которого является
рабочий орган;
- блок приводов, включающий силовые преобразователи и
обобщенная схема машины с компьютернымуправлением движением
исполнительные двигатели;
- устройство компьютерного управления, верхним
уровнем для которого является человек-оператор, либо другая ЭВМ, входящая вкомпьютерную сеть;
- сенсоры, предназначенные для передачи в устройствоуправления информации о фактическом состоянии блоков машины и движенииМС.
Таким образом, наличие трех обязательных частей - механической (точнееэлектромеханической), электронной,компьютерной, связанныхэнергетическими и информационными потоками, является первичнымпризнаком, отличающим мехатронные системы.
Электромеханическая часть включает механические звенья и передачи, рабочий орган, электродвигатели, сенсоры и дополнительные электротехническиеэлементы (тормоза, муфты). Механическое устройство предназначено для преобразования движений звеньев в требуемое движение рабочего органа. Электронная часть состоит из микроэлектронных устройств, силовых преобразователей и электроники измерительных цепей. Сенсоры предназначены для сбора данных о фактическом состоянии внешней среды и объектов работ, механического устройства и блока приводов с последующей первичной обработкой и передачей этой информации в устройство компьютерного управления (УКУ).
В состав УКУ мехатронной системы обычно входят компьютер верхнего уровня и контроллеры управления движением.
Устройство компьютерного управления выполняет следующие основные функции:
- управление процессом механического движения мехатронного модуля или многомерной системы в реальном времени с обработкой сенсорной информации;
- организация управления функциональными движениями МС, которая предполагает координацию управления механическим движением МС и сопутствующими внешними процессами. Для реализации функции управления внешними процессами используются дискретные входы/выходы устройства;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
- организация обмена данными с периферийными устройствами, сенсорами и другими устройствами системы.
Задачей мехатронной системы является преобразование входной информации, поступающей с верхнего уровня управления, в целенаправленное механическое движение с управлением на основе принципа обратной связи. Характерно, что электрическая энергия (реже гидравлическая или пневматическая) используется в современных системах как промежуточная энергетическая форма.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Понятие о математической модели
Модель - это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе; представление некоторого реального процесса, устройства или концепции.
Модель должна отображать сущность исследуемого процесса, давать все необходимые данные для решения конкретной задачи исследования и не содержать второстепенных связей. Поведение модели и реального объекта должно подчиняться одинаковым законам. Изучив динамику на доступной для исследователя модели, оказывается возможным предсказать свойства, как реального объекта, так и системы. По способу построения все множество моделей можно разделить на физические и математические.
Физическая модель - это устройство, позволяющее проводить замену изучаемого объекта, подобным ему с сохранением его физической природы.
Физическое моделирование в отдельных случаях неприемлемо из-за значительных затрат на изготовление модели. Поэтому исследование выполняют экономически эффективнее на математических моделях.
Математическое моделирование- это процесс построения и изучения математических моделей.
При автоматизации технологических процессов автоматическая модель дает возможность рассчитывать различные выходные параметры процесса и соответствующие управляющие воздействия.
По свойствам математические модели процессов делятся на статические и динамические. Первые представляют собой совокупность алгебраических уравнений, отражающих балансы энергии или вещества. Они позволяют рассчитывать итоговые значения управляемых величин и управляющих воздействий.
Динамические модели позволяют определить значение параметров во времени и строятся на основании дифференциальных уравнений.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Автоматизация технологического процесса механической обработки- заключается в автоматическом управлении станком, автоматическом контроле и автоматическом регулировании.
Автоматическое управление станком должно обеспечить включение и выключение устройств станка, транспортирование и установку заготовок, изменение режима работы по заданной программе, снятие и удаление обработанной детали.
Автоматическое регулирование должно обеспечить точность выполнения технологического процесса без участия человека. В ряде систем автоматического управления по данным автоматического контроля производят автоматическое регулирование.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |