Hệ thống truyền động servo project mô phỏng DC servo motor
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.27 MB, 29 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ
CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BÁO CÁO
MƠN HỌC: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
SERVO
Project: Mơ phỏng DC servo
motor
GVGD: THS. VÕ LÂM CHƯƠNG
NHÓM 11:
TV: Nguyễn Đặng Triều
19146284
Nguyễn Thanh Tùng
19146052
Wang Nam Trí
19146282
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 3 tháng 12 năm 2021
Mục lục
1. Thông số của động cơ:..............................................................................................2
2. Tải 1 ( NL = 4 ,
EL = 0.01):.............................................................................4
2.1
Bậc 4:.................................................................................................................4
2.2
Bậc 1:.................................................................................................................9
2.3
Bậc 2:...............................................................................................................11
3. Tải 2 ( NL = 7 ,
EL = 0.01 , KL=280 ):.......................................................16
3.1
Bậc 4:...............................................................................................................16
3.2
Bậc 1:...............................................................................................................20
3.3
Bậc 2:...............................................................................................................24
4. Kết luận:.................................................................................................................28
1
1.
Thơng số của động cơ:
Group
11
Series
MT-2250-B
Brand
Baldor
Hình 1
Từ bảng thơng số của động cơ thì ta chọn K L = 280 theo bảng sau:
2
Hình 2: Bảng thơng số khớp nốai mềm thường dùng cho động cơ DC servo motor
Ta có các điều kiện :
{
JL
≤ 10
NG2 . J M
0 ≤ E L ≤ 0.02
3 ≤ N L=
= > Để hệ servo đáp ứng nhanh và không bị dao động.
3
2.
Tải 1 ( N L = 4 ,
E L = 0.01):
- J M = 0,54 kg. cm2 = 0,54. 10−4 kg. m2 (Tìm thấy ở bảng thơng số )
Với điều kiện ràng buộc ban đầu:
Chọn
= 4 , E L = 0.01:
NL
- NG = 1 (hệ số giảm tốc)
Ta có:
- N L=
JL
=>
NG2 . J M
JL =
NL .
−4
= 2,16. 10−4
NG2 . J M = 4.1. 0,54. 10
kg . m2
- ωL =
√
- EL =
DL
2 √J L . K L
2.1
KL
JL
√
=
280
−4
2,16. 10
=>
DL
= 1138,55 rad/s
= 0.0049
Bậc 4:
-Tốc độ cao: V ≥
1
V = 600 rpm => chọn V = 63 rad/s
5 0
Hệ bậc 4 nên chọn :
{
-
{
K P =C P . ωL
K v =C v . ω L
=>
- JT = JM +
C P=0,24
C v =0,82
{
K P=273,252
K v =933,6111
JL
NG2
= 2,7. 10−4 kg . m2
4
- Kgv
a)
= K v . J T = 0.2521
Xây dựng mơ hình trên matlab Simulink
Hình 3 :Sơ đồ khối mơ phỏng vị trí và vận tốc
5
b)
Hình ảnh sau khi được mơ phỏng:
Hình 4.1: Đáp ứng ngõ ra của vị trí
6
Hình 4.2
Hình 5.1: Đáp ứng ngõ ra của vận tốc
7
Hình 5.2
Hình 5.3
8
2.2
Bậc 1:
-Tốc độ thấp: V ≤
√
- ωL =
KL
JL
1
V =150rpm =5 π
20 0
=
√
280
2,16. 10−4
rad/s => Chọn V = 15 rad/s
= 1138,55 rad/s
- K p1 =
ω L . C p 1 =1138,55. C p 1
Tìm C p 1
( N L =4 ;
C p =0,24
; C v =0,82 ;
EL
= 0.01 )
{
b 0=( 1+ N L ) . C p . Cv = (1+ 4 ).0,24 .0,82=0,984
b1= ( 1+ N L) . ( C v + 2.C v .C p . E L ) + 2. N L . E L=4,19968
b
b1
0
- C p 1= =0,2343036
a)
K p 1=1138,55 . 0,2343036 =266,77
Xây dựng mơ hình mơ phỏng trên matlab simulink
Hình 6: Sơ đồ khối của bậc 1
9
b)
Hình ảnh sau khi được mơ phỏng.
Hình 7.1: Đáp ứng của vị trí
Hình 7.2
10
Hình 8: Đáp ứng của vận tốc
2.3
Bậc 2:
Tốc độ trung bình:
1
1
V ≤V ≤ V 0
20 0
5
=> 150 [rpm]
=>
Tính tốn thơng số điều khiển( N L =4 ;
{
K p 2=C p 2 . ωL
K v 2=C v2 . ωL
với
≤V ≤ 600 [rpm]
5 π ≤ V ≤ 20 π [rad/s] => Chọn V = 30 [rad/s]
C p =0,24 ;
ω L = 1138,55 rad/s
{
b 0=( 1+ N L ) . C p . Cv = (1+ 4 ).0,24 .0,82=0.984
b1= ( 1+ N L) . ( C v +2.C v .C p . E L ) +2. N L . E L=4,19968
11
C v =0,82 ;
E L = 0.01 )
C p 2 = C p 1=
b0
=0,2343036
b1
C v2 =4. C p 2 = 4. 0,2343036 = 0,9372144
a)
{
K p 2=0,2343036 . 1138,55 =266,77
K v 2=0,9372144 . 1138,55 =1067,065
Xây dựng mơ hình mơ phỏng trên matlab Simulink
Hình 9: Sơ đồ khối bậc 2
12
c)
Hình ảnh đáp ứng sau khi mơ phỏng
Hình 10.1: Đáp ứng của vị trí
Hình 10.2
13
Hình 11.1 :Đáp ứng của vận tốc
Hình 11.2
14
Hình 11.3
3.
Tải 2 ( N L = 7 ,
E L = 0.01 , K L =280 ):
- J M = 0,54 kg. cm2 = 0,54. 10−4 kg. m2 (Tìm thấy ở bảng thông số )
15
Với điều kiện rang buộc ban đầu:
Chọn
NL = 7 ,
= 0.01:
EL
- NG = 1 (hệ số giảm tốc)
Ta có:
- N L=
JL
=>
2
NG . J M
JL =
NL .
2
NG
. J M = 7.1. 0,54. 10−4 = 3,78. 10−4
kg. m 2
- ωL =
- EL =
3.1
√
KL
JL
√
=
DL
280
3,78. 10−4
=>
2 √J L . K L
DL
= 860,663 rad/s
= 0.0065
Bậc 4:
-Tốc độ cao: V ≥
1
V = 600 rpm => chọn V = 63 rad/s
5 0
Hệ bậc 4 nên chọn :
{
-
{
K P =C P . ωL
K v =C v . ω L
C P=0,24
C v =0,82
{
K =206,5591
=> K P=705,74366
v
- JT = JM +
JL
NG2
= 4,32. 10−4
kg . m2
- Kgv = K v . J T = 0,3049
16
a)
Xây dựng mơ hình trên matlab Simulink
Hình 12 :Sơ đồ khối mơ phỏng vị trí và vận tốc
b)
Hình ảnh sau khi được mơ phỏng:
Hình 13.1: Đáp ứng ngõ ra của vị trí
17
Hình 13.2
Hình 14.1: Đáp ứng ngõ ra của vận tốc
18
Hình 14.2
19
Hình 14.3
3.2
Bậc 1:
-Tốc độ thấp: V ≤
- ωL =
√
KL
JL
1
V =150rpm =5 π
20 0
=
√
280
−4
3,78. 10
=860,663 rad/s
- K p1 =
ω L . C p 1 =860,663. C p 1
Tìm C p 1
( N L =7 ;
C p =0,24
rad/s => Chọn V = 15 rad/s
; C v =0,82 ;
{
b 0=( 1+N L ) . C p . C v =( 1+7 ) .0,24 .0,82=1.5744
b1= ( 1+ N L) . ( C v +2.C v .C p . E L ) +2. N L . E L=6,7315
b
b1
0
- C p 1= =4,275597
- K p 1=860,663 . 4,275597 = 3679,8481
20
EL
= 0.01 )
a)
Xây dựng mơ hình mơ phỏng trên matlab simulink
Hình 6: Sơ đồ khối của bậc 1
21
b)
Hình ảnh sau khi được mơ phỏng.
Hình 15.1: Đáp ứng của vị trí
22
Hình 15.2
Hình 16.1: Đáp ứng của vận tốc
23
Hình 16.2
Hình 16.3
3.3
Bậc 2:
Tính tốn thơng số điều khiển ( N L =7 ;
Tốc độ trung bình:
1
1
V ≤V ≤ V 0
20 0
5
=> 150 [rpm]
=>
{
K p 2=C p 2 . ωL
K v 2=C v2 . ωL
với
C p =0,24 ;
C v =0,82 ;
E L = 0.01 )
≤V ≤ 600 [rpm]
5 π ≤ V ≤ 20 π [rad/s] => Chọn V = 30 [rad/s]
ω L = 860,663 rad/s
24
