Sterowanie mechanizmem
ramienia
Sterowanie mechanizmem
ramienia
Schemat kinematyczny
układu
Schemat układu hydraulicznego
Podstawowe elementy układu:
1- silnik elektryczny,
2 – pompa PV046_UPG firmy Parker,
3 – rozdzielacz D3FP firmy Parker,
4 – siłownik wysięgnika:
ø100/60x1060/664.5,
5 – siłownik ramienia:
ø90/55x1020/675.5,
Uproszczony schemat układu
hydraulicznego
Synchronicz
ne
sterowanie
rozdzielaczy
Szczegółowy schemat ideowy pompy
typu: PV046-UPG firmy Parker
Proporcjonalne
sterowanie wydajnością
pompy z
przeciążeniowym
sterowaniem ciśnienia:
kod UPG dotyczy wersji
z przetwornikiem
ciśnienia.
Sterownik PQDXXA
Budowa rozdzielacza D3FP
firmy Parker
Układ sterowania
rozdzielacza
TCP/IP
(RS232)
Host
Matlab
Simulink
Schemat sterownika
Schemat układu pomiarowo -
sterującego
Komputer pomiarowy xPC
Target
standard PC/104
Karta wielofunkcyjna DMM-32X-AT
DIAMOND SYSTEMS CORPORATION
Wybrane parametry mierzone
w układzie
• x
s
– wysunięcie siłownika ramienia [m],
• v
s
– prędkość siłownika ramienia [m/s],
• p
Ps
– ciśnienie na wyjściu pompy,
• p
s1
, p
s2
– ciśnienia na wejściu i wyjściu
siłownika
• x
b
, - wysunięcie siłownika wysięgnika
[m],
• v
b
- prędkość siłownika wysięgnika [m/s],
Karta wyjść analogowych Ruby-MM-
812 DIAMOND SYSTEMS
CORPORATION
RMM-812-XT Ruby-MM 8-Channel 12-bit D/A
+ 24 Digital I/O Extended Temperature
• U
Pbp
– napięcie sterujące ciśnieniem pompy wysięgnika,
• U
Pbf
– napięcie sterujące wydajnością pompy
wysięgnika,
• U
Psp
– napięcie sterujące ciśnieniem pompy
ramienia,
• U
Pbf
– napięcie sterujące wydajnością pompy
ramienia,
• U
s1
, U
s2
- napięcia sterujące rozdzielaczami
mechanizmu ramienia,
• U
b1
, U
b2
- napięcia sterujące rozdzielaczami
mechanizmu wysięgnika
Wykaz sygnałów
sterujących
Schemat blokowy układy
sterowania
KOMPILACJA
Schemat blokowy układy
sterowania – Analog Input
Schemat blokowy układy
sterowania – Timer Input
Schemat blokowy do wyznaczania
przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia
siłownika
Schemat blokowy układy
sterowania – Analog Output
Generowanie wykresów – Target
Scope
Zapis wyników do pliku – Model
Properties
Wysłanie
danych
do
pamięci
zmienna:
tg
Trzy możliwości sterowania
układem:
1 – sygnał z joysticka Js
Zawsze
zaczynamy i kończymy
pracę przy tym wariancie
sterowania
Trzy możliwości sterowania
układem:
2 – sygnał z suwaka
Trzy możliwości sterowania
układem:
3 – według zbudowanego
algorytmu
Przykładowe tematy
projektów
1.
Zrealizować proces sterowania mechanizmu ramienia z
pozycjonowaniem siłownika hydraulicznego w
następujących położeniach:
–
100, 200, 300, 400, 100 [mm]
2.
Zrealizować proces sterowania mechanizmu ramienia z
ciągłą pracą siłownika między dwoma skrajnymi
położeniami:
–
100, 400 [mm].
3.
Zrealizować proces sterowania mechanizmu ramienia z
regulacją prędkości ruchu siłownika:
–
150, 50, -150, -50 [mm/s] – czas dobrać tak aby nie
przekroczyć skoku siłownika.
4.
Zrealizować proces sterowania mechanizmu ramienia z
regulacją prędkości ruchu siłownika:
–
40, 80, 120, -200 [mm/s] – czas dobrać tak aby nie
przekroczyć skoku siłownika.
Zadania do wykonania
• opracowanie bloku sterującego w Simulinku
(z uwzględnieniem żądanej charakterystyki pracy
siłownika, regulatora, zapisu wyników do pliku),
• uruchomienie algorytmu sterowania na stanowisku z
rejestracją parametrów (dopracowanie parametrów PI,
kilka prób),
• opracowanie wyników w formie sprawozdania
(schemat układu mechanicznego, hydraulicznego,
elektrycznego, ilustracja podstawowych bloków z
Simulinka, wyniki w formie wykresów, wnioski),
• Dla zainteresowanych wyznaczenie współrzędnych
końca ramienia (potrzebny zapis x
b
i wymiary
geometrii osprzętu)
•
Boom.D.mm=100;
•
Boom.d.mm=60;
•
Boom.lc0.mm=1060;
•
Boom.stroke.mm=664.5;
•
Boom.max_disp=0.6;
•
Boom.min_disp=0.22;
•
%Boom.mass=218.3
•
Boom.mass=217.7;
•
Boom.cylmass=57.6;
•
%moment_of_inertia
•
Boom.J=122.5;
•
%location of gravity center
•
r1=1.4015;
•
delta1=19.1*pi/180;
•
%kinematic data
•
a1=0.358;
•
c1=1.4032;
•
l1=2.716;
•
beta1=22.2*pi/180; %angel in rad
•
gamma1=39.5*pi/180;
•
fi1=61*pi/180;
•
Stick.D=0.090;
•
Stick.d=0.055;
•
Stick.lc0=1.020;
•
Stick.stroke=0.6755;
•
%Stick.mass=94.54
•
Stick.mass=92.85;
•
Stick.cylmass=47.2;
•
%moment_of_inertia
•
Stick.J=22;
•
%location of gravity center
•
r2=0.434;
•
delta2=12.7*pi/180;
•
%kinematic data
•
a2=1.3718;
•
c2=0.3904;
•
l2=1.418;
•
beta2=150.1*pi/180;