某机电一体化执行元件控制及特性分析

发布时间：2020-07-22 00:52

【摘要】： 本论文以预研项目为背景,根据背景项目的要求,选择了其中某机电一体化执行元件为研究对象,进行研究。 论文在应用自动控制技术、单片机技术以及数字控制技术等多学科理论和技术的基础上,结合课题研究和实际项目需要,设计了一套完整的机电一体化执行元件。该执行元件集机械、电及控制于一体,包括驱动和传动部分、检测部分、信息处理及控制部分以及电源部分。对外有三种接口:机械接口、能源接口和信号接口,通过三种接口能够实现上位机对下位机及执行元件的远程控制。该机电一体化执行元件既可以应用于军事上的远程控制,也可以应用于民用的控制设备上。 本文主要对此执行元件的结构设计、动力学分析以及控制方案三方面进行研究,完成了相应的设计与分析计算: 根据项目要求,提出了设计方案,确定了合理的传动机构,经过一系列计算选取了此机电一体化执行元件中各单元的参数。 根据要求确定传动构件的参数,建立机电一体化执行元件的三维实体模型,然后运用键合图理论建立了其对应的键合图模型,进而列出其动力学方程。运用Matlab语言对动力学模型进行动态仿真,根据仿真结果进一步验证了该机电一体化执行元件方案设计的正确性与可行性。 根据该机电一体化执行元件的工作特点,提出相应的控制方法,完成了基于单片机控制的控制电路设计。 本文将以上:机构设计、动力学分析、控制方法三部分相互穿插并有机结合成统一整体。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH-39
【图文】：

电一体化执行元件中的具体器件进行实体建模力学理论和方法引入机、电等多种能量共存的的机电系统全局祸合动力学建模，并运用mat确定及三维实体建模的选取知道本机电一体化执行元件的传动机构由电动等组成。那么在建立实体模型之前各元件的具号的选取中已经对电机的选择作了详细的说明，机电一体化执行元件中的电动机选择的是ZD一mm;轴向尺寸:l=140mm。外形尺寸，其三维实体模型如图4.2.1所示。

从滚珠丝杠到螺母的传动比i一二-2汀 1.6xIO一3mm/rad由于盖板所要求移动的行程为500mm，因此丝杠的有效行程可定为l=600mm。其实体模型如图4.2.2所示。图4.2.2滚珠丝杠的实体模型(3)减速齿轮参数的确定对于传动系统的主要参数，以移动式盖板驱动系统为例计算如下:盖板的滑动距离约为500mm，即盖板的行程也即丝杠行程S=SOOmm，盖板启闭时间为45最为合适，丝杠导程为尸二10mm，则所需齿轮减速器的传动比k可计算如下:行程“一器;传动比“一器式中:尸—丝杠导程;n—电机额定转速;t—时间。这里取i=4，查《机械设计手册》第三卷凡_1，初步确定齿轮的参数计算如下，下标1

二d，+d，一二一一一‘‘=夕U斑脚齿轮的效率叮=95%;根据所确定减速机构齿轮的参数，建立其三维实体模型如图4.2.3所示。其中(a)为大齿轮，(b)为小齿轮，(c)为大小齿轮组成的齿轮减速器。愿鬓馨臀(a)(b)图4.2.3齿轮减速器的实体模型(4)齿轮强度校核A、齿轮的接触疲劳强度计算根据《机械设计基础》，强度条件为a。‘卜们，[a、]为许应接触应力，对齿轮接触疲劳强度的计算公式为〔‘幻:335俪不蔽不___Jr，二—一·—月哎厂_a丫Dl式 (4.2.1)中:K一一载荷系数;不一齿轮上的转矩(N·mm);a一一中心距;b一一齿轮宽度;i一一传动比。这里取齿轮材料为45钢，进行调质处理，材料的许用接触力叶。]=齿轮所承受的极限载荷

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本文编号：2765075