ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра робототехнических систем

Методические указания

к лабораторным работам № 1–3 по дисциплине «Исполнительные системы роботов» для студентов специальности 220402 «Роботы и робототехнические системы» очной и очно-заочной форм обучения

Воронеж 2010

Составители: канд. техн. наук С.С. Ревнёв,

канд. техн. наук В.А. Трубецкой

УДК 681.527.2:621.865.8

Методические указания к лабораторным работам № 1-3 по дисциплине «Исполнительные системы роботов» для студентов специальности 220402 «Роботы и робототехнические системы» очной и очно-заочной форм обучения / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. С.С. Ревнёв, В.А. Трубецкой. Воронеж, 2010. - 41 с.

В методических указаниях приведено описание универсального стенда, используемого в лабора­торных работах. Определен порядок исследований влияния струк­турных особенностей, законов регулирования и параметров уст­ройств на статические и динамические свойства систем воспроизве­дения движений роботов. По каждой из лабораторных работ даются теоретические пояснения, предварительное и рабочее задания, методические рекомендации, требования к отчёту, кон­трольные вопросы.

Методические указания подготовлены на магнитном носителе в текстовом редакторе Microsoft Word 2003 и содержатся в файле ЛР_1_3_ИСР_2010.doc.

Предназначены для студентов 4 курса очной формы обучения, 5 курса очно-заочной формы обучения.

Табл. 5. Ил. 3. Библиогр.: 8 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. А.К. Муконин

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.И. Шиянов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010

Лабораторный стенд для построения и исследования систем воспроизведения движений

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Назначение

Лабораторный стенд предназначен для исследований исполни­тельных систем робо­тов с двигателем постоянного тока (ДПТ) и ши­ротно-импульсным преобразователем (ШИП). Стенд представляет собой набор функциональных устройств для построения систем вос­про­изведения движений (СВД) с обратными связями по напряжению, току и частоте вращения, а также в любой их комбинации. Датчики обратных связей - апериодические зве­нья первого порядка с изме­няемыми статическими и динамическими параметрами. Име­ются три универ­сальных регулятора, на каждом из которых могут быть реали­зованы П, Д, ПИ и ПИД законы регулирования. Коррекция статиче­ских и динамических свойств - после­довательная, парал­лельная и встречно-параллельная, на основе указанных регуляторов и внешних для стенда устройств, активных и пассивных, линейных и нелиней­ных. Порядок реализуе­мых систем до девятого.

Стенд позволяет исследовать влияние структуры и законов ре­гулирования на стати­че­ские и динамические свойства СВД. Набор его функциональных устройств соответст­вует со­ставу реальных ис­полнительных систем, даёт возможность физически моделировать системы с управлением по моменту и по скорости. Статические и ди­намические параметры устройств можно изменять в широком диапа­зоне, определять с достаточной точностью экс­перимен­тально. Реали­зуемая на стенде физическая модель исполнительной системы позво­ляет все­сторонне исследовать её поведение при различных управ­ляющих воздействиях, вы­яснить ка­чественное и количественное влияние параметров отдельных устройств на свой­ства всей сис­темы. Наблюдение физических координат модели наглядно демонстрирует принципы функ­ционирования сложных систем регулирования, огра­ничения на техниче­скую реализацию уст­ройств, наличие и влияние помех, эффективность средств защиты от них. Количественно ре­зультаты физического моделирования хорошо согласуются с ре­зуль­та­тами теоретического анализа.

Стенд позволяет отрабатывать инженерные методики проекти­рования и оптимиза­ции настроек сложных нелинейных систем под­чинённого регулирования. При этом прове­ряется не только правиль­ность расчета настроек, но и определяется правомерность приня­тых инже­нерных упрощений и допущений.

Совместно с внешними микропроцессорными средствами дан­ный стенд даёт воз­мож­ность построений и исследований систем вос­произведения движений с управлением по по­ложению, может ис­поль­зоваться как объект для отработки алгоритмов позиционного и кон­турного управления.