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;