ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT - Đề tài Thiết kế Robot Scara 3 bậc tự do (Nguyễn Tiến Phát) Full
I. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế robot SCARA 3 bậc tự do
II. Số liệu cho trước:
1. Tải trọng … kg.
2. Tầm với … m.
3. Độ chính xác lặp: (x, y) = … mm, (z) = … mm.
4. Vận tốc cực đại khâu tác động cuối ….
5. Gia tốc cực đại khâu tác động cuối …..
III. Nội dung thực hiện:
1. Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật hệ thống điều khiển
- Tổng quan về hệ thống điều khiển
- Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển
- Xác định các thành phần của hệ thống điều khiển
2. Thiết kế hệ thống điều khiển
- Mô hình hóa và xác định hàm truyền
- Đánh giá tính ổn định của hệ thống
- Mô phỏng và phân tích, đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống
- Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống điều khiển: cảm biến, thiết bị điều khiển, cơ cấu chấp hành
- Thiết kế sơ đồ mạch điện và mạch điều khiển (1 bản A0)
3. Lập trình điều khiển
- Lập trình điều khiển robot (1 chương trình điều khiển)
- Lập trình mô phỏng chuyển động (1 chương trình mô phỏng trên Simmechanics, …)
NỘI DUNG:
BẢNG PHỤ LỤC..................................................................................................................................4
DANH SÁCH HÌNH VẼ..................................................................................................................4
DANH SÁCH BẢNG....................................................................................................................... 9
Chương 1. Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật.....................................................................11
1.1. Tổng quan:...............................................................................................................................11
1.2. Nguyên lý hoạt động................................................................................................................12
1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển.............................................................................13
1.4. Thông số kỹ thuật cần thiết kế của robot:............................................................................14
1.5. Bài toán điều khiển Robot......................................................................................................17
Chương 2. Thiết kế hệ thống cơ khí.................................................................................................19
Mô hình nghiên cứu.......................................................................................................................19
2.1. Động học robot SCARA..........................................................................................................19
2.1.1. Động học thuận robot......................................................................................................19
2.1.2. Động học ngược robot:.....................................................................................................23
2.1.3. Ý nghĩa của bài toán động học robot.............................................................................26
2.2. Động lực học robot SCARA:..................................................................................................27
2.2.1. Động lực học thuận...........................................................................................................27
2.2.2. Động lực học ngược..........................................................................................................35
2.3. Vật liệu, khối lượng, momen quán tính các khâu.................................................................36
2.3.1. Khâu 0 (Khâu cố định).....................................................................................................36
2.3.2. Khâu 1 và khâu 2:............................................................................................................ 38
2.3.3. Khâu 3................................................................................................................................42
Chương 3. Không gian làm việc và thiết kế quỹ đạo Robot.................................................................45
3.1. Không gian làm việc................................................................................................................45
3.2. Thiết lập quy luật chuyển động của 3 khâu:........................................................................46
Chương 4. Mô hình hóa các khâu của Robot..................................................................................51
Tổng quan....................................................................................................................................... 51
4.1. Động cơ điện một chiều...........................................................................................................52
4.2. Trục vít me đai ốc bi............................................................................................................... 54
4.3. Mô hình hóa khâu vít me đai ốc bi (Khâu 3)........................................................................55
4.4. Mô hình hóa khâu 1 và 2........................................................................................................57
4.5. Xác định các thông số của động cơ:......................................................................................58
4.6. Tính toán và kiểm tra tính ổn định của các hàm truyền G(s):.................................................59
4.7. Mô phỏng và đánh giá tính ổn định của các chỉ tiêu chất lượng..............................................73
4.7.1. Xây dựng mô hình Simulink mô tả cho một khớp của Robot:..........................................73
4.7.2. Sử dụng Matlab – Simulink để mô phỏng cho một trục chuyểnđộng và cho toàn bộ
Robot:..........................................................................................................................................74
4.7.3. Xác định sai lệch tĩnh và đánh giá chất lượng đáp ứng:....................................................77
Chương 5. Thiết kế hệ thống điều khiển..........................................................................................81
5.1. Phương pháp điều khiển PD theo momen:...........................................................................81
5.2. Phương pháp điều khiển PID:...............................................................................................92
Chương 6. Mô phỏng nguyên lý hoạt động (SIMMECHANICS).................................................99
Chương 7. Lựa chọn thiết bị và thiết kế mạch điều khiển..................................................................100
7.1. Chọn các phần tử của hệ thống điều khiển..........................................................................100
7.2. Xác định hàm điều khiển......................................................................................................103
7.2.1. Điều khiển vị trí (Position).............................................................................................103
7.2.2. Điều khiển tốc độ (Speed):.............................................................................................109
7.2.3. Điều khiển lực, momen (Torque)..................................................................................113
7.3. Xây dựng bản vẽ....................................................................................................................117
Tài liệu tham khảo:....
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
I. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế robot SCARA 3 bậc tự do
II. Số liệu cho trước:
1. Tải trọng … kg.
2. Tầm với … m.
3. Độ chính xác lặp: (x, y) = … mm, (z) = … mm.
4. Vận tốc cực đại khâu tác động cuối ….
5. Gia tốc cực đại khâu tác động cuối …..
III. Nội dung thực hiện:
1. Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật hệ thống điều khiển
- Tổng quan về hệ thống điều khiển
- Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển
- Xác định các thành phần của hệ thống điều khiển
2. Thiết kế hệ thống điều khiển
- Mô hình hóa và xác định hàm truyền
- Đánh giá tính ổn định của hệ thống
- Mô phỏng và phân tích, đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống
- Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống điều khiển: cảm biến, thiết bị điều khiển, cơ cấu chấp hành
- Thiết kế sơ đồ mạch điện và mạch điều khiển (1 bản A0)
3. Lập trình điều khiển
- Lập trình điều khiển robot (1 chương trình điều khiển)
- Lập trình mô phỏng chuyển động (1 chương trình mô phỏng trên Simmechanics, …)
NỘI DUNG:
BẢNG PHỤ LỤC..................................................................................................................................4
DANH SÁCH HÌNH VẼ..................................................................................................................4
DANH SÁCH BẢNG....................................................................................................................... 9
Chương 1. Phân tích nguyên lý và thông số kỹ thuật.....................................................................11
1.1. Tổng quan:...............................................................................................................................11
1.2. Nguyên lý hoạt động................................................................................................................12
1.3. Các thành phần của hệ thống điều khiển.............................................................................13
1.4. Thông số kỹ thuật cần thiết kế của robot:............................................................................14
1.5. Bài toán điều khiển Robot......................................................................................................17
Chương 2. Thiết kế hệ thống cơ khí.................................................................................................19
Mô hình nghiên cứu.......................................................................................................................19
2.1. Động học robot SCARA..........................................................................................................19
2.1.1. Động học thuận robot......................................................................................................19
2.1.2. Động học ngược robot:.....................................................................................................23
2.1.3. Ý nghĩa của bài toán động học robot.............................................................................26
2.2. Động lực học robot SCARA:..................................................................................................27
2.2.1. Động lực học thuận...........................................................................................................27
2.2.2. Động lực học ngược..........................................................................................................35
2.3. Vật liệu, khối lượng, momen quán tính các khâu.................................................................36
2.3.1. Khâu 0 (Khâu cố định).....................................................................................................36
2.3.2. Khâu 1 và khâu 2:............................................................................................................ 38
2.3.3. Khâu 3................................................................................................................................42
Chương 3. Không gian làm việc và thiết kế quỹ đạo Robot.................................................................45
3.1. Không gian làm việc................................................................................................................45
3.2. Thiết lập quy luật chuyển động của 3 khâu:........................................................................46
Chương 4. Mô hình hóa các khâu của Robot..................................................................................51
Tổng quan....................................................................................................................................... 51
4.1. Động cơ điện một chiều...........................................................................................................52
4.2. Trục vít me đai ốc bi............................................................................................................... 54
4.3. Mô hình hóa khâu vít me đai ốc bi (Khâu 3)........................................................................55
4.4. Mô hình hóa khâu 1 và 2........................................................................................................57
4.5. Xác định các thông số của động cơ:......................................................................................58
4.6. Tính toán và kiểm tra tính ổn định của các hàm truyền G(s):.................................................59
4.7. Mô phỏng và đánh giá tính ổn định của các chỉ tiêu chất lượng..............................................73
4.7.1. Xây dựng mô hình Simulink mô tả cho một khớp của Robot:..........................................73
4.7.2. Sử dụng Matlab – Simulink để mô phỏng cho một trục chuyểnđộng và cho toàn bộ
Robot:..........................................................................................................................................74
4.7.3. Xác định sai lệch tĩnh và đánh giá chất lượng đáp ứng:....................................................77
Chương 5. Thiết kế hệ thống điều khiển..........................................................................................81
5.1. Phương pháp điều khiển PD theo momen:...........................................................................81
5.2. Phương pháp điều khiển PID:...............................................................................................92
Chương 6. Mô phỏng nguyên lý hoạt động (SIMMECHANICS).................................................99
Chương 7. Lựa chọn thiết bị và thiết kế mạch điều khiển..................................................................100
7.1. Chọn các phần tử của hệ thống điều khiển..........................................................................100
7.2. Xác định hàm điều khiển......................................................................................................103
7.2.1. Điều khiển vị trí (Position).............................................................................................103
7.2.2. Điều khiển tốc độ (Speed):.............................................................................................109
7.2.3. Điều khiển lực, momen (Torque)..................................................................................113
7.3. Xây dựng bản vẽ....................................................................................................................117
Tài liệu tham khảo:....
LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)
LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

%20(1).png)

.png)
Không có nhận xét nào: