Bài tập nhóm: Mô phỏng hệ cơ điện tử

Chia sẻ: Phạm Thanh Tú | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:159

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu với các nội dung: phân tích, thiết kế cấu trúc 3D; phần động học; thiết kế quỹ đạo; mô phỏng Open GL; động lực học; thiết kế bộ điều khiển... Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu để nắm chi tiết nội dung.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập nhóm: Mô phỏng hệ cơ điện tử

MỤC LỤC Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 1
THÀNH VIÊN VÀ PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC: Họ và tên MSSV Phân công Đánh giá. Phạm Thanh Tú 20156794 Động học (thuận ngược code 10/10 maple, matlab) + động lực học Tích cực (tổng quát+ngược) + thiết kế quỹ đạo Nguyễn Trọng Huy 20155706 3d + xuất stl + hỗ trợ mô 10/10 phỏng Simulink (sửa các lỗi Tích cực xuất, trục, body), open GL Nguyễn Tiến Lợi 20155993 Động học (thuận, code 10/10 maple) + động lực học( hỗ Tích cực trợ sửa lỗi, sửa code) Bùi Văn Trường 3d+Mô phỏng Open GL+ PID+ 10/10 động lực học ( tham gia hỗ trợ Tích cực giải, sửa lỗi) Nguyễn Mạnh Thắng 20156502 3d+Mô phỏng Simulink +PID 10/10 +động lực học (viết khối Tích cực simulink + thuận+ngược) Đỗ văn Đức 20155389 PID + Hỗ trợ mô phỏng 10/10 Simulink + hỗ trợ sửa lỗi Tích cực code. NOTE: Các kết quả tính toán quá dài sẽ được trình bày trong phụ lục. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 2
TIẾN ĐỘ HOÀN THÀNH VÀ CHƯA HOÀN THÀNH STT Mục Công việc Hoàn thành 1 Động học Thuận Quy luật quỹ đạo điểm cuối Yes Mô phỏng số (Đặc biệt và bất kì) Yes Ngược Mô phỏng số đường thẳng Yes Mô phỏng số tròn Yes Kiểm tra bài toán ở mức vận tốc Yes 2 Thiết kế Đơn giản Quỹ đạo tròn thẳng theo thời gian Yes quỹ đạo 5 điểm Thiết kế ra quy luật khớp, vận tốc Yes 3 Động lực Tổng Tính các ma trận khối lượng, ma Yes quát trận C, các phương trình vi phân Ngược Tính được các mô men đối vơi dạng Yes quỹ đạo thẳng, tròn Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 3
Thuận Sử dụng kết quả tính ngược tính Yes ngược lại các biến khớp 4 PID Thiết kế Thiết kế xong PID Yes Chọn hệ Từ bài toán động lực học thuận ko Yes số có PID so sánh độ lệch đồ thị (tính toán, thực) tìm các hệ số. Mô Mô phỏng PID trên simulink Yes phỏng 5 Mô phỏng Open GL Chạy thành công quỹ đạo thẳng Yes tròn Mô Chạy thành công quỹ đạo thẳng Yes phỏng tròn trên matlab. Mô hình có gắn trên PID và sử dụng kết quả tính toán Matlab động lực học. 6 Báo cáo Words Hoàn thành báo cáo chi tiết Yes Power Hoàn thành báo cáo No point Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 5
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CẤU TRÚC 3D 1.1 Phân tích cấu trúc. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 6
Hình Mô hình Robot và hệ trục Dh tương ứng Sử dụng phương pháp DH : Theo DH tại mỗi khớp của robot đặt một hệ chục tọa độ quy ước về việc đặt hệ trục tọa độ này như sau: Trục zi được đặt tại khớp i+1, chiều của trục zi tùy ý. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 7
Trục xi được xác định là đường vuông góc chung giữa khớp i và khớp i+1, nếu hai khớp i và i+1 song song xi có thể là bất cứ đường vuông góc chung nào. Nếu hai trục i và i+1 cắt nhau xi được xác định dựa vào zi và zi+1 theo quy tắc bàn tay phải. Trục yi xác định dựa vào xi và zi theo quy tắc bàn tay phải. Hình Minh họa về phương pháp đặt hệ trục DH: Lập ma trận Denavit – Hartenberg Các thông số động học Denavit – Hartenberg được xác định như sau: di : khoảng cách O và O theo trục z i1 i i1. i : góc giữa 2 đường vuông góc chung. Là góc quay quanh trục zi1 để trục xi1 chuyển đến trục xi theo qui tắc bàn tay phải. i : góc xoay đưa trục zi1về zi quanh zi theo quy tắc bàn tay phải. ai : khoảng dịch chuyển giữa 2 trục khớp động kề nhau. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 8
Lặp được bảng DH sau: Các biến khớp: Các thông số động học thiết kế: Khâu Θ d a α 1 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 1.2 Thiết kế 3D Robot trên Solidworks. 1.2.1 Thiết kế từng khâu và đặt hệ trục. Cách đặt hệ trục mong muốn trong solidword: 1. Chọn Move/copy..., bôi đen toàn bộ khâu. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 9
2. Chọn tọa độ điểm đầu và điểm cần đặt hệ trục: Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 10
3. Chọn để hiển thị hệ trục: Hình ảnh thiết kế 3D ( từng khâu): Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 11
Hình Khâu đế Hệ trục đặt tại khâu 0 khớp 1: Hình Cách đặt Hệ trục khâu đế Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 12
Hình Khâu 1 Hệ trục đặt tại khớp 2 khâu 1: Hình Cách đặt hệ trục khâu 1 Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 13
Hình Khâu 2 Hệ trục đặt tại khớp 3 khâu 2: Hình Cách đặt hệ trục khâu tịnh tiến ( khâu 2) Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 14
Hình Khâu 3 Hệ trục đặt tại khớp 4 khâu 3 : Hình Cách đặt hệ trục khâu quay (Khâu 3) Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 15
Hình Khâu 4 Hệ trục đặt tại điểm lắp dụng cụ khâu 4: Hình Cách đặt hệ trục khâu quay (khâu 4) 1.2.2 Lắm ghép và xuất file. Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 16
Hình ảnh lắm ghép ( từng khâu) Các bước xuất ra file dùng để mô phỏng: Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 17
Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 18
CHƯƠNG 2: PHẦN ĐỘNG HỌC 2.1 Động học thuận. Mục tiêu: Khảo sát chuyển động khâu cuối phụ thuộc vào quy luật biến khớp cho trước và tìm miền làm việc của Robot. Ứng dụng trong thực tế: Từ các quan hện giữa quỹ đạo điểm cuối và biến khớp, giúp thiết lập miền không gian làm việc phù hợp, thiết kế chiều dài các khâu phù hợp với yêu cầu làm việc. 2.1.1 Tình các phương trình động học cần thiết. Từ bảng DH ta lập được ma trận biến đổi thuần nhất từ hệ sang hệ. Tính ma trận chuyển từ hệ 0 sang hệ bằng công thức: Ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất Denavit – Hartenberg: Ta quy ước như sau : cos(rotx) = sin(rotx) = cos(roty) = sin(roty) = cos(rotz) = sin(rotz) = C = Từ bảng DH lập được thông qua tính toán maple ta tính được ma trận thuần nhất các khâu: Quy ước: Khâu 0 sang khâu 1: Khâu 1 sang khâu 2: Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 19
Khâu 2 sang khâu 3: Khâu 3 sang khâu 4: Ma trận chuyển từ khâu 0 sang khâu 4 được tính theo công thức: Note: Kết quả chi tiết ở phụ lục Lập các phương trình động học: Note: Kết quả chi tiết ở phụ lục 2.1.2 Phương trình quỹ đạo điểm cuối, các vận tốc, gia tốc. Ta giải quỹ đạo điểm cuối bằng cách chọn giải 3 trong tổng số 12 phương trình lập được ở mục 2.1.1 Giải được tọa độ điểm cuối như sau: Bài tập lớn mô phỏng hệ cơ điện tử: Nhóm 1 20