Машиностроение ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Результаты численного Моделирования

Задача управления сформулирована следующим образом: необходимо изу­чить влияние параметров управляющего напряжения на характер поведения робо­та, в том числе на изменение угловой скорости и тока в цепи якоря при разгоне робота из нулевой скорости до макси­мальной.

Далее приведены примеры вычисле­ния основных параметров робота в зави­симости от времени. На первом этапе рассматривается традиционный пуск ро­бота при постоянном управляющем на­пряжении, равном 12 В (рис.3). На рис.4 показана зависимость угловой скорости ведущего колеса от времени. Время вы­хода на заданную угловую скорость 400 1/с составляет 12 с, а ток в цепи якоря не превышает 3,8 А (рис.5).

Для уменьшения времени разгона применим двухэтапный алгоритм кусоч­но-постоянного напряжения, приведен­ный на рис.6.

Уровень управляющего напряжения на первом этапе равен 30 В, этот уровень удерживается в течение двух секунд, на втором этапе напряжение снижается до 20 В и также удерживается в течение двух секунд. В дальнейшем напряжение питания сохраняется на постоянном уровне в 12 В.

Зависимость угловой скорости коле­са от времени показана рис.7. В этом слу­чае, величина пускового тока возрастает до 9,5 А, но при этом, время пуска со­ставляет 3,3 с (рис.8).

20

Рис.7

6

0

Рис.8

Для снижения пускового тока изме­ним закон управляющего напряжения, график которого представлен на рис.9. На первом этапе на обмотки якоря поступает 15 В. Далее, на втором этапе, напряжение в течение 2 с увеличивается до 30В. и по­том остается постоянным на уровне 12 В. Анализируя график, приведенный на рис.10 видим, что время пуска равно 3,5 с, а уровень тока не превышает 8,5 А (см. рис.11).

30т

20-

Uy

10-

20

T

Рис.9

500]

400

300

■і

200

100

20

Рис.10

10г

6

N

2

10 t

Рис.11

Рассмотрим еще один пусковой ре­жим робота при действии управляющего напряжения, представленного на рис.12.

Время разгона составляет 3,5 с (рис.13), а пусковой ток снизился до 8 А (рис. 14).

500

300

Ю

200

0

Рис.13

8

6

2

0

Рис.14

Выводы

Анализ полученных результатов по­казал, что форма управляющего напря­жения существенно влияет на характер изменения угловой скорости ведущего колеса и скорости корпуса робота. Выби­рая рациональный закон управления, уда­ется снизить время пуска приблизительно
в 3,5 раза, по сравнению с пуском при по­стоянном напряжении. При этом значи­тельно увеличивается пиковое значение пускового тока, что предъявляет повы­шенные требования к электродвигателю ведущих колес. Так же выявлено, что время пускового режима незначительно зависит от последовательности уровней управляющего напряжения в двухэтап - ном алгоритме управляющего напряже­ния.