Page History

...

EC 45 flat Ø45 mm, brushless, 70 Watt, with Hall sensors.  Speksit löydät  Maxonin sivuilta

12. Tehtävässä mallinnetaan Matlabilla mekaaninen järjestelmä, jossa säätimen ja toimilaitteen välillä on viivettä katso apuja täältä . Järjestelmä on PI-säädetty tasavirtamoottori, jossa

*roottorin hitausmomentti (J) = 0,1 kgm²
* mekaanisen järjestelmän vaimennuskerroin (b) = 0,2 Nms
* moottorivakio (K=K_e=K_t) = 0.01 Nm/A
* resistanssi (R) = 1 Ω
* induktanssi (L) = 0,3 H

* viive t=2s

Suunnittele servo-ohjattu lasinpyyhkijä. Määritä järjestelmän tarvitsema momentti, välitysuhde, suurin tarvittava nopeus ja valitse moottori (esim.  Maxonilta löytyy moottoreita). Suunnittele säätö, kokeile kaskadisäätöä. Vaatimuksia: tarvittava momentti 20 Nm, pyyhkäisyaika 1 s laidasta laitaan ja takaisin. Tarvittava asemointitarkkuus on 1 aste. Minimoi moottorin tehon tarve. Valitse moottorille säädin. Auton tietokone antaa ohjeen pyyhkijöille (ei sisälly tehtävään).

i=100
 R=2.24;
 L=0.000612;
 Kt=0.00822;
 NoLoadCurrent=0.0388;   
 NoLoadSpeed=4050;
 Ke=1/((116*2*3.14)/60);
 J_lasinpyyhkija=0.2*0.3^2 //massa * r^2
 J_moottori=0.0000118;
 J=J_moottori//+J_lasinpyyhkija/i^2 //hitausmomentti siirtyy välitysuhteen neliossa akselilta toiselle
 b_moottori=(Kt*NoLoadCurrent)/((NoLoadSpeed*2*3.14)/60);

 // oletetaan, että lasinpyyhkijän vastus lisääntyy lineaarisesti verrattuna nopeuteen
 // F=b_lasinpyyhkija*kulmanop_lasinpyyhkija
 // pyyhkijä laidasta laitaan eli 2*180 astetta sekunnissa eli max kulmanopeus ov 4*pi 
 
 kulmanop_lasinpyyhkija=4*3.14
 F=1 //tarvittava suurin momentti
 b_lasinpyyhkija=F/kulmanop_lasinpyyhkija 
 b= b_moottori+b_lasinpyyhkija/i

12. b. Ratkaise lasinpyyhkijän mitoitus MatlabillaViritä järjestelmä ja piirrä bode-diagrammi.

13. Tehtävänä on suunnitella servojärjestelmä ja etsiä tarvittavat komponentit (servomoottori, anturit, vaihde ja siirtomekanismi) laitteistoon, joka siirtää 100kg:n massan kahdessa sekunnissa kahden metrin matkan vaakasuorassa suunnassa. Asemointitarkkuus on +/- 0.1mm. a. Kiihtyvyyden tulee olla mahdollisimman pieni. b. maksiminopeus on rajattu 1,5m/s. Työ tehdään 2...3 oppilaan ryhmissä. Käytä esimerkiksi Beckhoffin komponentteja. Siirtojärjestelmään komponentteja löytyy esimerkiksi SKS:n luetteloista. Siirtojärjestelmän voi toteuttaa hammashihnalla tai ruuvilla, tee vertailu. Vastauksena palautetaan laskelmat ja osaluettelot sekä kuvaus järjestelmästä. Jokainen palauttaa oman vastauksen ja vastauksessa ryhmän muiden jäsenten nimet. Tehtävän painoarvo on kolme. . Beckhoff_Motor_curves_en.xls

...

17. Mikä voima  moottorin täytyy tuottaa, että auto liikkuu 100 km/h? Auton ilman vastuskerroin on 0.29 ja ilmanvastuksen aiheuttama voima lasketaan yhtälöstä F = ½ s v² A Cv, nopeuteen verrannollinen vastus on 1 kg/s ja auton massa 2000 kg. Auton "otsapinta-ala" on 1 m². Vierintävastuksen aiheuttama voima on  mgc_r , valitse A luokan rengas ja hae  cr täältä. s edellä olevassa kaavassa on ilman tiheys 1,225 kg/m³ Tee XCOS malli. 5p.   Täält löydät simulink mallin pohjaksi VakNopRajTeho.mdl18.

a. Tee malli Simulinkillä tai XCOS:lla, laita syötteeksi voima-askel ja hae se voima, jolla saavutat nopeuden 27m/s. Toteuta malli siten, ettei kitka työnnä autoa taaksepäin, kun ei ole alkuvoimaa. Näytä skoopissa kiihtyvyys, nopeus, rengaskitkan aiheuttama voima, ilmanvastuksen aiheuttama voima ja teho  3p

b. Hae auton viskoosikitkalle sopiva arvo, arvon 1 kg/s tilalle1p

c. Toteuta autoon pid-säädetty vakionopeussäädin 2p

18. Lisää autoon vaihteet 1.vaihde 1:4 ja 1:2  Edellisen tehtävän auton tehoa rajoittaa moottorin hengitysongelmat, jotka lisääntyvät lineaarisesti nopeuden kasvaessa siten, että 50 km/h nopeudella moottorin tuottama voima on 90% maksimitehosta. Mikä nyt on saavutettava nopeus. 2p.

19. Mikä on tarvittava teho, jos ajetaan ylämäkeä 100km/h,  jonka kaltevuus on 10 astetta. 2p.

20. Mikä on auton kiihtyvyys ensimmäisellä vaihteella, kun nopeus on 50 km/h. Auton moottori tuottaa vakiomomentin, joka vastaa tehtävän 15 17 moottorin tuottamaa momenttia, mutta nyt vaihteiston välityksellä 1:4 . Tehtävässä 15 vaihteiston välityssuhde oli 1:1 2p.

...

30. Tee rehtävästä 25 Bode-diagrammi

31. Tehtävässä mallinnetaan Matlabilla mekaaninen järjestelmä, jossa säätimen ja toimilaitteen välillä on viivettä katso apuja täältä. Järjestelmä on PI-säädetty tasavirtamoottori, jossa

*roottorin hitausmomentti (J) = 0,1 kgm²
* mekaanisen järjestelmän vaimennuskerroin (b) = 0,2 Nms
* moottorivakio (K=K_e=K_t) = 0.01 Nm/A
* resistanssi (R) = 1 Ω
* induktanssi (L) = 0,3 H

* viive t=2s

Viritä järjestelmä ja piirrä bode-diagrammi.