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基于 PLC 机器人 本体 设计 论文 DWG 图纸 外文 翻译 文献 综述 开题 报告

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内容简介：

双闭环直流调速系统的介绍直流调速系统是由转速的给定、检测、反馈，平波电抗器，可控整流器，放大器，直流电动机等环节组成。这些环节都是根据用户要求首先被选择而确定下来，从而构成了系统的固有部分。一般来说，仅有这些固有部分所组成的系统是很难满足机械的全面要求的，特别是对系统动态性能的要求，有时甚至是不稳定的。为了设计建立一个静态、动态都是适用的调速系统，尤其是达到动态性能的要求，还必须对系统进行校正，也就是在上述固有部分所组成的调速系统中另外加入一个校正环节，使系统的动态性能也能达到指标要求。确定系统校正环节的过程就是系统的动态设计。校正环节又称为调节器，系统的动态设计就是调节器设计。作为工程设计方法，首先要使问题简化，突出主要矛盾，简化问题的基本思路是：把调节器的设计过程分为两步：第一步，先选择调节器的结构， 确保系统稳定，同时满足所需的静态精度。第二步，再选择调节器的参数，以满足动态性能指标。在选择调节嚣结构时，只采用少量的典型系统，它的参数与系统性能指标的关系都已事先找到。具体选择参数时，只须按现成的公式和表格中的数据计算一下就可以了，这样使设计方法规范化，大大减少了设计的工作量。在工程设计中，通常将二阶系统与三阶系统作为动态校正的预期系统，分别称它们为典系统与典系统。作为典I系统，其开环传递函数为：它的闭环结构图与它的开环对数频率特性如图1所示。选择它作为典型系统不仅因为其结构筒单，而且对数幅额特性的中频带以一20dbdec的斜率穿越零分贝线，只要参数的选择能保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的，且有足够的余量。作为典系统，其开环传递函数为： 它的闭环结构图与它的开环对数额率特性如图2所示。其中频段也是-20dbdec的斜率穿越零分贝线，保证系统的稳定，比T大得越多，别稳定裕量越大。双闭环直流调速系统的工程设计与典型系统多闭环控制已是现代电力控制系统结构的普遍形式，以转速，电流双闭环结构应用最为广泛。对于双闭环调速系统，先以电流环开始，首先确定电流调节器的类型及参数，然后将校正后的电流环当作速度环内的一个等效环节，与其它环节一起作为速度环的被控对象再来确定速度调节嚣的类型及参数。电流环的一项重要作用就是保持电流在动态过程中不超过允许值，因而在突加给定电压时不希望有超调，或者超调越小越好。从这个观点出发，把电流环校正成典I系统。负载扰动是转速环的主要扰动。由于要求转速对负载扰动无静差，在速度调节器中必合有积分环节，一般为PI调节嚣。因此转速环按典系统设计。设计举饲：由晶闸管变流嚣供电的双闭环调速系统原理框图如图3所示，动态结构图如图4所示。移动系统的控制结构为了使系统具有较宽的调速范围和良好的快速性也抗扰性，同时能够较灵活地保证两轮按照移动规划所要求的转速、转向进行工作，该机器人的行走控制系统采用模拟电流环、速度环的混合控制系统，从而避免了全数字式伺服控制系统由于软件延时与反馈信号采样延时等因素影响系统快速性，同时还可以较灵活的对双轮进行协调控制。机器人的行走系统由两套PWM伺服系统独立驱动，通过两轮间速度的配合，以实现机器人在壁面上自由行走，并可以实时调节机器人行走的速度和运动方向，简单、灵活、可靠。模拟电流环、速度环、数字位置环的混合式控制系统框图如图所示。要求速度环具有足够高的增益和通频带。因此，合理地设计速度控制系统是保证控制系统精确的重要工作。电流是内环，电流反馈信号取自电枢回路的取样电阻，转速环是外环，是决定直流电机调速系统组要性质的基本控制环，由测速机的反馈信号构成速度闭环。控制系统结构图直流PWM伺服系统的驱动控制 针对本系统驱动电机功率较小、调节范围较宽的特点，我们选用快速性好、附加功率小、伺服精确较高的直流PWM伺服驱动系统。PWM频率越高，特性越好，同时电枢电流连续性越好，但是受功率管开关损耗和开关时间的限制，还受工作周期内最大负载以及换向延时的限制，开关频率不能过高，选择标准是保证最小负载电流状态下，电枢电流连续即可，同时防止系统固有振荡。经计算选择1020KHz的开关频率，本系统的性能和各项电气指标都能满足要求。双闭环调速系统的工程设计与分析在模拟电路的转速、电流双闭环调速系统设计中电动机、PWM装置可以按照负载的工业要求来选择和设计，转速和电流反馈系数可以通过稳态精度的前提下，按照动态校正的方法确定。为了获得较好的静、动态性能，速度调节器采用PID调节，电流调节器采用PI调节，并且输出都带限幅。三洋L511-012电机性能参数表额定功率110W反电势常数21.8V/kr/m额定转矩3.5kg.cm电枢电阻5.1 额定电压75V电枢电感3.2mH额定电流2A机电时间常数4.5ms额定转速3000 r/m电磁时间常数0.63ms堵转转矩4.3 kg.cm速度电压反馈系数7 V/kr/m堵转电流2.2A测速机电电枢阻抗26 最大转速5000r/m测速机电枢电感4.1 mH直流电机的参数见表，1）过载倍数为:22）PWM系统放大数为3）滞后时间常数为Ts=0.05ms4）电流反馈系数=1.25V/A5）速度反馈系数=0.00167Vmin/r6）电流滤波时间常数=0.12ms, =0.3ms 根据工程设计方法：, ,电流调节器采用常规PI调节，按典I系统设计，电流调节器为比例积分调节器传递函数，其传递函数为： 式中， 电流环作为转速调节系统中的一个内环，把速度环的给定与反馈滤波环节移到环内，其等效闭环传递函数近似为一阶惯性环节后得到：并联校正参数的精确