機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第5章-文庫吧
2024-12-28 13:56 本頁面
【正文】 c o s s inx n ny n nF F FF F F? ? ?? ? ?????? ????00 ta n( )x x yT F r F r ??? ? ?19 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 變換關(guān)系 ： 非線性變換機(jī)構(gòu) 2 2 2c o s siny a b a??? ? ?si nncFF ??c osy x cF F F????m in( )cT F a ????c o s m in ( )c o s( ) yaTF? ? ??????20 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)動力學(xué)特性 ? 機(jī)構(gòu)動力學(xué)：研究構(gòu)成機(jī)構(gòu)要素的慣性和機(jī)構(gòu) 中各元、部件的剛性引起振動的一門學(xué)問。 ① 平面運(yùn)動機(jī)構(gòu)要素的動態(tài)力及動態(tài)轉(zhuǎn)矩 ② 空間運(yùn)動機(jī)構(gòu)要素的動態(tài)力及動態(tài)轉(zhuǎn)矩 ③ Lagrange公式與動態(tài)力（或轉(zhuǎn)矩）向輸入端的換算 ④ 機(jī)構(gòu)輸出端的彈性與動態(tài)特性 21 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 平面運(yùn)動機(jī)構(gòu)要素的動態(tài)力及動態(tài)轉(zhuǎn)矩 G —— 剛體重心 r —— 重心的位置矢量 θ —— 剛體回轉(zhuǎn)角 ri —— 重心到受力點(diǎn)的位置矢量 m —— 剛體質(zhì)量 J —— 剛體繞其重心的轉(zhuǎn)動慣量 ? ??iid rmFF ?????JFrM iiid ??? ?22 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 空間運(yùn)動機(jī)構(gòu)要素的動態(tài)力及動態(tài)轉(zhuǎn)矩 G —— 剛體重心 r —— 重心的位置矢量 Gxsyszs —— 剛體的固定坐標(biāo)系 (Σs) J —— Σs表示的慣性矩陣（ 3 3） ω(S) —— Σs表示的剛體角速度矢量 Fi —— 剛體所受作用力 Fi(S) —— 剛體所受作用力的 Σs表示 ri(S) —— 受力點(diǎn)從重心開始的位置矢 量的 Σs表示 rmFF id ?????)()()()()()(SSSSiSiSdJJFrM??? ???????23 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) Lagrange公式與動態(tài)力 (或轉(zhuǎn)矩 )向輸入端的換算 21122TK m r J???? r —— 重心位置矢量 ω —— 繞重心的回轉(zhuǎn)角速度 K —— 所具有的動能 m—— 要素質(zhì)量 J —— 繞其重心的轉(zhuǎn)動慣量矩陣 該要素所具有的重力勢能： ( , ),U m r g?2( 0 , 0 , ) ( / )Tg m s?24 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 用 Lagrange方程可求得 其中： 111did K K UTdt ?????? ? ?? ? ????????1? diT— 單輸入系統(tǒng)輸入的角位移 — 保持運(yùn)動所需的力或力矩 從機(jī)構(gòu)的運(yùn)動知： 可得： 1()rr?? 11( / )r dr d??? 11()E? ? ?? 21 1 1 2 1 1 3 1( ) ( ) ( )diT J J J g? ? ? ? ?? ? ?25 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)輸出端的彈性與動態(tài)特性 ? 降低機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度的因素 : ① 柔度： 機(jī)械零件受力后會有一定的變形，設(shè)變形量為 δ，其彈簧剛度為 F/δ =k，則 δ /F 稱為柔度。 ② 高速運(yùn)動時產(chǎn)生的振動：取決于系統(tǒng)內(nèi)的固有振動頻率 ω0,當(dāng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動周期一致時，會產(chǎn)生共振。 周期運(yùn)動的速度界限是 ω0，閉環(huán)系統(tǒng)中的界限為ω0/2。 26 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 ( / )xyF m x df dx F?? 2 ()y c cF m y k y y? ? ? ( ) 0cm y k y y? ? ? 運(yùn)動方程為 : 28 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳感器的特性分析 ? 機(jī)電一體化中傳感器輸入量多為機(jī)械物理量，最終輸出應(yīng)為與控制系統(tǒng)相匹配的電信號物理量。在此過程中要經(jīng)過一定的參量變換，即需傳遞函數(shù) (動態(tài)特性 )轉(zhuǎn)換。 將力 F(y)變換成電荷 Q(vs)的是變換器，將電荷 Q(vs)變換成電壓的是運(yùn)算電子電路。 29 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) ?傳感器檢測信號的一般變換過程： 輸入量與電信號輸出量之間的變換關(guān)系 (傳遞函數(shù) )
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