Учебное пособие Харьков 014 удк

112 
Требуется, чтобы погрешность отработки траектории не превы-
шала допустимые значения 
доп
δ
: 
доп
доп
доп
доп
ном
;
;
1
;
v
v
F
F
v
δ ≤ δ
∆α ≤ ∆α
− ≤ ∆
≤
. (4.1) 
Система неравенств (4.1) задает также ограничения на пог-
решности ориентации 
∆α рабочего органа, допустимое отклонение 
доп
v
∆
фактической скорости движения 
v
от номинального значения 
v
ном
, ограничение на предельную величину развиваемой силы 
F
дoп
. 
При проектировании системы управления рекомендуется 
использовать следующие показатели добротности: 
2
max
max
max
доп
доп min
доп
;
;
v
a
F
v
v
F
D
D
D
R
=
=
=
δ
δ
δ
, (4.2) 
где 
v
D , 
a
D , 
F
D – соответственно показатели добротности по скорос-
ти, ускорению и силе; 
max
v
, 
max
F
– максимальные значения соот-
ветственно контурной скорости и силы; 
min
R
– минимальный радиус 
кривизны траектории. 
На следующем этапе проектирования формируется структура 
мехатронных модулей со схемой энергетических и информационных 
потоков. На третьем этапе проводится конструирование модулей и 
мехатронной машины в целом. Применяя процедуры функционально-
структурного и структурно-конструктивного анализа оцениваются 
проектные варианты для обеспечения высокого уровня интеграции 
элементов. Задача проектирования, таким образом, заключается в 
нахождении наилучшего соответствия между заданной функцией и 
техническим исполнением. 
Построение функциональной, структурной и конструктивной 
моделей позволяет применять в мехатронике методы и средства 
автоматизированного анализа, проектирования и конструирования. 
На заключительном этапе данной процедуры выполняется 
планирование и оптимизация функциональных движений мехатрон-
ной машины (см. гл. 7). Результатом этого этапа является создание 
программ управления этими движениями. 
Все проектные этапы имеют циклический характер, что 
отмечено круговыми стрелками на рис. 4.5. Например, на втором 

113
этапе прямая задача состоит в определении структуры модулей по 
заданной функциональной модели. Но возможна и обратная задача, 
когда структурные модификации приводят к изменению функцио-
нальных возможностей системы. 
При проектировании интегрированных мехатронных модулей 
могут использовать три метода интеграции
. Методы интеграции 
можно классифицировать по характеру объединения составляющих 
устройств и способу решения «проблемы интерфейсов» мехатронных 
систем. Каждый из методов может применяться как самостоятельно, 
так и в комбинации с другими методами, поскольку они реализуются 
на различных этапах проектирования. 
Первый метод состоит в построении интегрированных мехат-
ронных машин путем исключения из их структуры промежуточных 
преобразователей и соответствующих интерфейсов. Это наиболее 
глубокий уровень интеграции, исключение многоступенчатого пре-
образования энергии и информации в мехатронных системах создает 
фундаментальную основу для достижения их высокой точности и 
быстродействия, компактности и надежности. 
Второй метод предполагает аппаратно-конструктивное объеди-
нение устройств различной физической природы в едином корпусе 
многофункционального мехатронного модуля. В результате такие 
модули движения представляются едиными изделиями. 
Третий метод интеграции (наиболее современный) заключается 
в переносе функциональной нагрузки от механических узлов к 
интеллектуальным (электронным, компьютерным и информацион-
ным). Интеллектуальные устройства, в отличие от механических 
придают системе гибкость, поскольку их легко перепрограммировать 
под новую задачу. Данный метод позволяет обеспечить постоянное 
снижение себестоимости устройств путем минимизации механичес-
кой сложности мехатронной системы, при расширении функцио-
нальных возможностей. 

жүктеу/скачать 23,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: