Problemy mechatronicznego -...
Transcript of Problemy mechatronicznego -...
Podnośniki z odmiennymi
sposobami realizacji ruchu
Rozwiązanie a:
• konstrukcja zwarta
• duży zasięg
• współrzędne zadania – xy
• współrzędne sterowania (napędów) – r q
Rozwiązanie b:
• konstrukcja duża
• mały zasięg
• współrzędne zadania – xy
• współrzędne sterowania
(napędów) – xy
Podnośniki – współrzędne
zadania i sterowania
Rozwiązanie a:
• współrzędne zadania – xy
• współrzędne sterowania (napędów) – r q
• Trudne sterowanie
Rozwiązanie b:
• współrzędne zadania – xy
• współrzędne sterowania
(napędów) – xy
• Łatwe sterowanie
Po zróżniczkowaniu powyższego otrzymamy:
),(
),(
ry
rx
y
x
rx
r
y
x
r
x
y
x
Zależność pomiędzy współrzędnymi napędów (r, q), a współrzędnymi
procesu (x, y) można przedstawić związkami
Równiarka – współrzędne procesu i
sterowaniaWspółrzędne zadania (procesu) – pozycjonowanie i orientowanie
lemiesza w przestrzeni:
- kartezjańskie - xyz, ax ay az
Współrzędne sterowania napędów:
- długości siłowników: l1, l2, l3, l4, l5, a6
Związki pomiędzy ruchami maszyny, a przestrzenią zadania można
sformułować w postaci:
),,,,,(
),,,,,(
),,,,,(
),,,,,(
),,,,,(
),,,,,(
654321
654321
654321
654321
654321
654321
aa
aa
aa
a
a
a
a
a
a
lllll
lllll
lllll
lllllz
llllly
lllllx
z
y
x
z
y
x
z
y
x
Przykład realizacji systemu konwencjonalnie
i mechatronicznie – samochód osobowy
Projektowanie Konwencjonalne
1. Mechaniczny podwójny gaźnik
2. Mechanicznie sterowana pompa
wtryskowa zawory wtryskowe
3. Wiele kabli
4. Napęd pasowy urządzeń pomocniczych
5. Mechaniczny pedał gazu
6. Ręczne (nożne) sterowanie samochodem
podczas poślizgu kół
7. Monitorowanie gazów wydechowych
podczas przeglądu w warsztacie
8. Stałe programy dla automatycznej skrzyni
Projektowanie Mechatroniczne
1. Wtrysk elektroniczny
2. Pompa wysokociśnieniowa i magnetyczne
zawory wtryskowe (common rail)
3. Magistrala kablowa
4. Zdecentralizowany napęd urządzeń
pomocniczych
5. Elektroniczne, nieliniowe sterowanie
przepustnicą
6. Sprzężeniowo zwrotne sterowanie kątem
podczas poślizgu kół przez
obserwatora stanu poślizgu i
zróżnicowane hamowanie (ABS)
7. Natychmiastowe wykrywanie złego spalania
przez pomiar szybkości wału
korbowego (sonda lambda)
8. Adaptacja automatycznej skrzyni biegów do
biegów konkretnego kierowcy
Projektowanie mechatroniczne
• pokazuje jak integrować urządzenia
mechaniczne ze sterowanie komputerowym
• zajmuje się badaniem i rozwojem nowych
systemów mechaniczno-elektronicznych
cechujących się pewnym stopniem inteligencji –
możliwość rozstrzygania
• uczy projektowanie zespołowego.
Zastosowania urządzeń
mechatronicznych
- zastępowanie konwencjonalnych urządzeń
mechanicznych,
- dołączanie elektronicznych urządzeń
sterowniczych do maszyn
konwencjonalnych,
- tworzenie nowych rozwiązań układów
mechatronicznych,
Projektowanie urządzeń
mechatronicznych
Klasyczny sposób projektowania – szeregowy.
Projektowanie w ujęciu mechatronicznym –
zespołowe, równoległe.
Projektowanie mechatroniczne –
obszar zastosowania
• produkty techniczne (zegarki, komputery, telefony, agd, rtv, samochody, samoloty, ...)
• urządzenie wytwórcze (obrabiarki numeryczne, roboty, systemy wytwórcze, systemy magazynowe,...)
• zespoły i elementy maszyn (sensory, silniki, elektryczne, elementy pomiarowe, wyświetlacze,...)
Powody stosowania Mechatroniki w
maszynach
1) Poszerzenie charakterystyk (konstrukcja mech. bez zmian – nowe sterowanie – lepsza wydajność dokładność, szybkość, elastyczność, niezawodność – np. silnik samochodowy)
2) Uproszczenie złożonych mechanizmów (modułowy układ mechatron. zastępuje kilka złożonych mechanizmów - np. obrabiarka numeryczna, maszyny offsetowe drukarskie,...)
3) Inowacyjność (możliwość tworzenia układów, które bez elektroniki byłyby niemożliwe –układy analizy wizji, sztuczna inteligencja ...)