CC BY
57
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Построим математическую модель руки [1]. На массу m действуют силы инерции, силы упругости и силы сопротивления
т-
dtl
, , -V
-ft.г
На массу M действуют силы инерции и сила F(f)
Выполнив алгебраические преобразования и преобразования Лапласа, получим
где 5 - оператор Лапласа.
Передаточная функция системы
Для оценки реакции руки манипулятора на единичное ступенчатое воздействие проведено моделирование в среде LabVIEW с использованием модуля
Control Design [2]. Лицевая панель виртуального прибора приведена на рис. 2.
Если выбрать значения Jtf = 10 -
Ь к
— = _; — = Е0, то время переходного процесса
те. m
составит 0,9 с. Регулировать динамические характе-
k
ристики руки можно изменением параметров —
ill
иа — (изменение времени переходного процесса) м
или M (изменение амплитуды выходного сигнала).
Разработанную математическую модель можно использовать на этапе проектирования для синтеза конструкции с заданными динамическими характеристиками.
Библиографические ссылки
1. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления / пер. с англ. Б. И. Копылова. М. : Лаборатория базовых знаний, 2004. 832 с. : ил.
2. Жуков К. Г. Модельное проектирование встраиваемых систем в LabVIEW. М. : ДМК Пресс, 2011. 688 с.
© Винидиктова Т. А., Киященко А. В., 2013
УДК 621.923.9
В. А. Ворожейкин, В. А. Будьков, Л. П. Сысоева Научный руководитель - А. С. Сысоев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Предложена схема для микропроцессорного контроля параметров абразивно-экструзионной обработки. Выбрана система усиления для датчика давления. Предложена схема преобразователя для датчика температуры.
Одним видов финишной обработки является абра-зивно-экструзионная обработка (АЭО), заключающаяся в снятии слоя материала с поверхности обрабатываемого канала при перепрессовывании под давлением через него рабочей среды (РС), состоящей из вязкоупругой основы, наполненной твердыми рабочими элементами (чаще всего - абразивными или алмазными зернами). При этом формируется направленный поток, на поверхности которого расположены абразивные зерна. Поток обеспечивает взаимодействие активных зёрен с микронеровностями поверхности, которое и удаляет микронеровности с поверхности обрабатываемого канала [1].
В настоящее время при АЭО применяются механические приборы в комплекте с датчиками, для контроля параметров обработки. Для измерения давления используется датчик избыточного давления ДДИ-20, а для измерения температуры датчик ТП-085.
Датчик ДДИ-20 предназначен для измерения быс-тропеременных давлений в пневматических и гидравлических системах. Состоит из выносного чувст-
вительного элемента (первичного преобразователя) и электронного блока (вторичного преобразователя), соединенных между собой кабелем. В качестве чувствительного элемента первичного преобразователя используется серийный индуктивный преобразователь ДДИ-20. Основным достоинством этого преобразователя является работоспособность при воздействии на него механических вибраций, ударных нагрузок с ускорением, а так же его работа в прямом контакте не только с «чистыми» средами, неагрессивными по отношению к нержавеющей стали, но и содержащими твердые частицы (пульпы, смеси с песком и т. д.).
Датчик измерения температуры ТП-085 предназначен для измерения температуры низкокипящих и агрессивных жидкостей и газов в диапазоне температур от -260 °С до +300 °С при максимальном давлении 60 МПа. Представляет собой терморезистор с сопротивлением при 0 °С - 100 Ом.
Контроль параметров АЭО заключается в постоянном измерении давления и температуры РС в зоне
Секция « Технология производства ракетно-космической техники»
обработки. Эти характеристики оказывают значительное влияние на производительность процесса.
Для успешного решения поставленной задачи -организации системы контроля параметров АЭО необходимо выбрать отдельные составляющие системы измерения на основе анализа и сопоставления как можно более широкого спектра существующих и доступных аналогов.
Для реализации системы необходимы следующие составляющие элементы: регулятор (микроЭВМ/микропроцессорный контроллер); первичные измерительные преобразователи (датчики давления, температуры); средства отображения и регистрации информации.
Применение усиления сигнала с датчика вызвано необходимостью синхронизации датчика с контроллером. Нами была предложена схема микроконтроллера на микросхеме фирмы ATMEL - ATMEGA 168-20. Микроконтроллер позволит подключить, при применении усилителей, датчики давления и температуры, и передать данные на ПК через интерфейс USB.
Для подключения датчика давления используется цифровой усилитель на микросхеме AD 8555 - многофункциональная программируемая аналоговая схема высокой степени интеграции с диапазоном коэффициента усиления 70-1023, а для подключения резистивного датчика температуры стандартных решений нет.
Для преобразования изменений сопротивления датчика температуры в изменение напряжения в цепи мы предлагаем использовать мостовую схему измерения «Мост Уитстона» (см. рисунок), использующую индикатор нулевого баланса для сравнения двух напряжений, которая также может быть использована для измерения всех видов электрических величин, включая сопротивление [2].
Состояние баланса моста полностью зависит от отношений Ra/Rb и R1/R2, и оно не зависит от напряжения питания. Для измерения сопротивлений с помощью моста Уитстона на место резисторов Ra или Rb устанавливается неизвестное сопротивление, в то время как остальные три резистора являются прецизионными и их номинал известен.
Схема преобразователя
Установлена зависимость сопротивления резистора датчика температуры от температуры резистора 2,6 Ж - 261 ~ которая позволила определить, что при сопротивлении датчика в 100 Ом его температура составляет приблизительно 0 °С, а при сопротивлении датчика в 138,3 Ом его температура будет приблизительно равна 100 °С. Знак «приблизительно» учитывает погрешности при определении сопротивлений в датчиках и сопротивлении в соединительных проводах.
Применение предложенной схемы позволит реализовать микропроцессорный контроль параметров АЭО.
Библиографические ссылки
1. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хо-нингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 220 с.
2. Айфичер, Э. С., Джервис Б. У. Цифровая обработка сигналов: практический подход. 2-е изд. М. : Вильямс, 2004. - 992 стр., с ил.
© Ворожейкин В. А., Будьков В. А., Сысоева Л. П., 2013
УДК 621.865.8
Н. Е. Ершова, В. В. Сапичев, В. С. Михайлов Научный руководитель - Н. Л. Ручкина Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАТЧИКА УСКОРЕНИЯ
На основании построенной математической модели ров датчика на его динамические характеристики.
Информационная система любого технологического оборудования, будь то металлорежущий станок, промышленный робот или мехатронный модуль, предназначена для получения и обработки информации как о состоянии самого оборудования (взаимное положение, скорости и ускорения подвижных звень-
рассматривается влияние конструктивных парамет-
ев, возникающие при их взаимном перемещении), так и внешней среды (температура, давление и т. п.).
Для получения указанных параметров в состав информационной системы входит соответствующий набор датчиков, который используется для организации обратной связи и генерации корректирующих
