ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Динамические модели машин Машины и их структура из "Динамика управляемых машинных агрегатов " В книге излагаются методы динамического анализа и синтеза управляемых машии, основанные на рассмотрении взаимодействия источника энергии (двигателя), механической системы и системы управления. Излагаются способы построения адекватной модели управляемой машины в форме, удобной для применеиия ЭВМ. Рассмотрены системы управления движением машии (системы стабилизации угловой скорости, позиционирования и контурного управления), их эффективность п устойчивость. Изложены особенности управления машинами с двигателями ограниченной мощности. В основу исследования многомерных динамических моделей управляемых машинных агрегатов положены структурные преобразования и методы динамических графов. Последовательно развивается концепция составной динамической модели, на базе которой решается проблема собственных спектров и определяются частотные характеристики моделей. [c.2] Системы автоматического управления движением с обратными связями широко используются в современных машинах как одно из наиболее эффективных средств повышения точности и быстродействия. Системами стабилизации угловой скорости снабжаются практически все энергетические агрегаты и цикловые технологические машины с развитием станков с программным управлением, автоматических манипуляторов и роботов широкое распространение получают системы позиционирования, обеспечивающие точное перемещение рабочих органов, все чаще используются контурные системы управления, контролирующие и корректирующие законы движения исполнительных механизмов. [c.5] Управляемая машина представляет собой соединение трех частей источника энергии (двигателя), механической системы и системы управления движением. До недавнего времени можно было при исследовании колебательных явлений, происходящих в машинах, не учитывать динамическое взаимодействие этих частей машины. Динамическая независимость двигателя, механической части и системы управления обусловливалась прежде всего существенным различием их характерных постоянных времени собственные частоты механической системы располагались обычно за частотой среза системы управления, постоянная времени двигателя значительно превышала наибольший период свободных колебаний. В этих условиях только при прохождении через резонанс в процессе разгона и выбега проявлялось в какой-то мере взаимодействие источника энергии с механической системой, связанное с резким увеличением диссипации энергии на резонансных режимах в остальном же анализ и синтез функциональных частей машины могли проводиться независимо. [c.5] В последнее время, в связи с появлением быстродействующих систем управления и малоинерционных двигателей, а также в связи с общей тенденцией повышения рабочих скоростей машин, ситуация резко изменилась. Возникла необходимость учета динамического взаимодействия всех частей машины как при анализе ее движения, так и при синтезе систем управления движением. Резко усложнилась задача выбора адекватной динамической модели машины, возникли новые аспекты в проблеме построения математической модели, удобной для использования ЭВМ. [c.5] В третьей главе излагаются методы исследования динамиче-с их моделей управляемых машинных агрегатов, основанные на 11])именении эквивалентных структурных преобразований и динамических графов. Значительное внимание уделяется построению собственных спектров и частотных характеристик для составных динамических моделей при эффективном использовании динамических характеристик подсистем. [c.6] Четвертая глава посвящена задачам синтеза управляемых машинных агрегатов. Здесь рассмотрены модальные асимптотиче- KiTe алгоритмы, обеспечивающие оптимизацию спектральных х рактеристик динамических систем. Изложены таки е некото-ры методы синтеза оптимального управления движением. [c.6] Машиной или машинным агрегатом мы будем называть систему, предназначенную для осуществления механических движений, связанных с выполнением каких-либо рабочих процессов (транспортирования, обработки материала, генерирования электрической энергии и т. п.). [c.7] Структура машинного агрегата существенно зависит от типа двигателей, приводящих его в движение. Широкое распространение получили однодвигательные агрегаты, в которых используется двигатель с одним входным параметром (и, — скалярная величина). В много двигательных машинах двигатели часто устанавливаются независимо. В этом случае динамическая связанность двигателей осуществляется только через приводимую в движение машину она выражается в том, что обобщенная сила Q, оказывается зависящей, вообще говоря, от всех обобщенных координат системы. Примерами многодвигательных машин с не- эависимыми двигателями могут служить многие подъемно-транспортные машины, роботы-манипуляторы, станки с независимыми приводами движения обрабатываемой заготовки и инструмента и т. п. [c.8] Связь двигателей по входу осуществляется обычно в виде так называемм о электрического вала , обеспечивающего либо строгую синхронизацию движений выходных звеньев всех двигателей, либо выравнивание обобщенных движущих сил. Схема электрического вала, соединяющего статоры и роторы двух асинхронных электродвигателей с контактными кольцами, показана на рис. 3. [c.9] Этот механизм называется передаточным, а число i — ето передаточным отношением. Второй механизм, осуществляющий преобразование вращательного движения в движения исполнительных органов машины, называется исполнительным-, его функция положения обычно является нелинейной. [c.10] Механизмы с одной степенью подвижности можно соедипять между собой по принципу выход — стойка . В этом случае выходное звено предыдущего механизма соединяется со с toiiKoS последующего (рис. 7). [c.11] Соединяя таким образом последовательно к механизмов с одной степенью подвижности, можно получить механизмы, обладающие к степенями подвилиюстп. [c.11] Такую структуру имеют механические части подъемно-транспортных машин, а также робо-тов-манипуляторов. На рис. 8 показана схема робота-манипулятора с тремя степенями подвижности, представляющего собой последовательное соединение по принципу выход — стойка трех механизмов. [c.11] Процесс формирования активных сил (1.7) отражен на рис. 1 структурным элементом, обозначенным через АС. [c.12] Функции положения (1.3) — (1.6) отражают свойства идеализированных моделей реальных механизмов, которые в дальнейшем будут называться механизмами с жесткими, звеньями. Переход от реального механизма к г. сханизму с жесткими звеньями основывается на предположении, что все звенья могут рассматриваться как недеформируемые тела, а их соединения (кинематические пары) могут считаться идеальными, выполненными без зазоров. Механизм с жесткими звеньями, являясь простейшей динамической моделью реального механизма, полностью отражающей его основное функциональное свойство — преобразова-пие движения в соответствии с заданной программой, часто используется при динамическом анализе машин. [c.12] Вернуться к основной статье