悬挂物运动轨迹控制系统设计

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电子设计大赛控制类题目汇总

电子设计大赛控制类题目汇总

全国大学生电子设计竞赛历年题目(1994-2011)第一届(1994年)全国大学生电子设计竞赛题目题目三简易无线电遥控系统一、任务设计并制作无线电遥控发射机和接收机.1.无线电遥控发射机2.无线电遥控接收机二、要求1.基本要求(1)工作频率:fo=6~10MHz中任选一种频率.(2)调制方式:AM、FM或FSK……任选一种.(3)输出功率:不大于20mW(在标准75Ω假负载上).(4)遥控对象:8个,被控设备用LED分别代替,LED发光表示工作.(5)接收机距离发射机不小于10m.2.发挥部分(1)8路设备中(de)一路为电灯,用指令遥控电灯亮度,亮度分为8级并用数码管显示级数.(2)在一定发射功率下(不大于20mW),尽量增大接收距离.(3)增加信道抗干扰措施.(4)尽量降低电源功耗.注:不能采用现成(de)收、发信机整机.三、评分意见电子设计大赛控制类题目汇总·控制类(de)题目均要注意外界(de)干扰.要采取一定(de)屏蔽措施.·涉及到电机时要考虑控制部分和电机部分,分开供电.双电源供电.将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路完全隔离,利用光电耦合传输信号.这样做虽然不如单电源方便灵活,但可以将电动机所造成(de)干扰彻底消除,提高了系统稳定性.·掌握各种算法.第三届(1997年)C题水温控制系统一、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿.水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定(de)温度基本不变.二、要求1.基本要求(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃.(2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制(de)静态误差≤1℃.(3)用十进制数码管显示水(de)实际温度.2.发挥部分(1)采用适当(de)控制方法,当设定温度突变(由40℃提高到60℃)时,减小系统(de)调节时间和超调量.(2)温度控制(de)静态误差≤℃.(3)在设定温度发生突变(由40℃提高到60℃)时,自动打印水温随时间变化(de)曲线.三、评分意见四、说明(1)加热器用1千瓦电炉.(2)如果采用单片机控制,允许使用已右(de)单片机最小系统电路板(3)数码显示部分可以便用数码显示模块.(4)测量水温时只要求在容器内任意设置一个测量点.(5)在设计报告前附一篇400字以内(de)报告摘要.赛题分析:一、赛题要点:水温(de)范围水温调节(de)误差水温变化(de)速度打印水温变化(de)曲线二、参考设计方案1、水温(de)测量.温度传感器(参考型号AD590K)2、加热水.用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率.3、控制算法.采用分段非线性加积分分离PI算法进行温度控制.模糊控制算法三、一些设计中(de)创新1、加入报警装置,当温度变化过大时,报警.2、通过键盘在线打印曲线与数据.3、加入语音模块.四、设计中(de)注意事项若采用1000w电炉加热1L水,控制对象(de)数学模型难以准确确定,所以要通过实验总结其控制特性,以确定控制算法(de)各项参数.第五届(2001年)C题自动往返电动小汽车一、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间(de)小汽车.允许用玩具汽车改装,但不能用人工遥控(包括有线和无线遥控).跑道宽度,表面贴有白纸,两侧有挡板,挡板与地面垂直,其高度不低于20cm.在跑道(de)B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽(de)黑线,各段(de)长度如图1所示.二、要求1.基本要求(1)车辆从起跑线出发(出发前,车体不得超出起跑线),到达终点线后停留10秒,然后自动返回起跑线(允许倒车返回).往返一次(de)时间应力求最短(从合上汽车电源开关开始计时).(2)到达终点线和返回起跑线时,停车位置离起跑线和终点线偏差应最小(以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差(de)测量值).(3)D~E间为限速区,车辆往返均要求以低速通过,通过时间不得少于8秒,但不允许在限速区内停车.2.发挥部分(1)自动记录、显示一次往返时间(记录显示装置要求安装在车上).(2)自动记录、显示行驶距离(记录显示装置要求安装在车上).(3)其它特色与创新.三、评分标准四、说明(1)不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置.(2)车辆(含在车体上附加(de)任何装置)外围尺寸(de)限制:长度≤35 cm,宽度≤15cm.(3)必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、要求往返一次(de)时间最短,中间有限速区,接近终点也要减速,故要时时对小车(de)速度进行调整.2、限速区低速通过,接近终点要减速.故要准确判断加速减速(de)区域,即要精确定位.3、前轮方向要有纠偏装置,防止小车撞到挡板.4.、车速、行驶距离要显示.二、参考设计1、控制系统.采用两片单片机分工协作.2、车速和距离(de)检测.检测仪器应安装在前轮.因为后轮刹车时易打滑和反转.○1断续式光电开关.由于该开关是沟槽结构,可以将其置于固定轴上,再在车轮上均匀地固定多个遮光条.让其恰好通过沟槽,产生一个个脉冲.通过脉冲(de)计数,对速度进行测量.○2开关式霍尔传感器.该器件内部由三片霍尔金属相组成,当磁铁正对金属板时,出于霍尔效应,金属板发生横向导通,因此可以在车轮上安装磁片、而将霍尔集成片安装固定在轴上,通过对脉冲(de)计数进行车速测量.○3光电码盘.3、路面黑线检测.○1脉冲调制(de)反射式红外发射—接收器○2光电传感器.传感器(de)放置位置可以使小车底部(de)前中后,也可以是小车前面.根据不同(de)位置,采用不同(de)算法分析.4、停车方案.满速前进,临近终点反向制动.到终点后再反向制动断电即停.5、限速方案.反向制动-----正向驱动-----反问驱动------正向驱动(de)循环驱动过程.该方案通过单片机精确(de)驱动信号,使反向制动时间小于正向驱动时间,以达到小车总体向前缓速前进.6、避免小车碰壁(de)方案.○1超声波传感器.超声波传感器可以给CPU提供足够精确(de)位置信息,使得CPU可以根据该信息精确调整小车(de)运行方向和状态,使小车在运行时达到最小(de)横向抖动.单片机根据发射和接收到超声波(de)时间差判断小车离挡板(de)长度,根据这个数据发出前轮左转、右转或保持方向(de)指令.从而实现自动校正行车路线,少撞墙而快速地往返.○2光电传感器完成对左右挡板(de)检测.同时为了减小车与挡板相撞时(de)摩擦,可以在车体(de)四个角加装四个小滑轮.三、设计中(de)亮点1、加入语音模块.2、可以用实验(de)方法确定脉冲宽度(de)工作频率.3、加装车灯,指示行驶状态.4、刹车时,加入自动防抱死(ABS)环节.第六届(2003年)简易智能电动车(E题)一、任务设计并制作一个简易智能电动车,其行驶路线示意图如下:二、要求1、基本要求(1)电动车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),沿引导线到达B点.在“直道区”铺设(de)白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等(de)薄铁片.电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息,并实时存储、显示在“直道区”检测到(de)薄铁片数目.(2)电动车到达B点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达C点(也可脱离圆弧引导线到达C点).C点下埋有边长为15cm(de)正方形薄铁片,要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒,停车期间发出断续(de)声光信息.(3)电动车在光源(de)引导下,通过障碍区进入停车区并到达车库.电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触.(4)电动车完成上述任务后应立即停车,但全程行驶时间不能大于90秒,行驶时间达到90秒时必须立即自动停车.2、发挥部分(1)电动车在“直道区”行驶过程中,存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑线间(de)距离.(2)电动车进入停车区域后,能进一步准确驶入车库中,要求电动车(de)车身完全进入车库.(3)停车后,能准确显示电动车全程行驶时间.(4)其它.三、评分标准试数据及测试结果分析实际完成情况50发挥部分完成第(1)项15 完成第(2)项17 完成第(3)项8 其它10四、说明1、跑道上面铺设白纸,薄铁片置于纸下,铁片厚度为~.2、跑道边线宽度5cm,引导线宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带.示意图中(de)虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上.3、障碍物1、2可由包有白纸(de)砖组成,其长、宽、高约为50cm12cm6cm,两个障碍物分别放置在障碍区两侧(de)任意位置.4、电动车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控,其外围尺寸(含车体上附加装置)(de)限制为:长度≤35cm,宽度≤15cm.5、光源采用200W白炽灯,白炽灯泡底部距地面20cm,其位置如图所示.6、要求在电动车顶部明显标出电动车(de)中心点位置,即横向与纵向两条中心线(de)交点.赛题分析一、题目要点1、小车(de)尺寸限制.2、全程行驶时间限制,弯道速度要适宜.3、检测到薄片且能显示金属薄片到起跑线(de)距离.4、在C处停留5秒,停车期间发出断续(de)声光信息计时.5、停车后,显示全程行驶时间.6、注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.二、参考设计整个系统可以分为以下几个模块:线路跟踪金属检测光源检测避障电路路程计算模块1、路程计算.○1光电传感器○2霍尔开关(霍尔传感器)2、线路跟踪.○1脉冲调制(de)反射式红外发射接收对管.启动时,小车跨骑在黑线上.两个红外发射接收对管,分别安装在黑线(de)两侧(de)白色区域,输出为低电压,当走偏,位于黑线上时,输出为高电压.因黑线较窄(2cm),为及时调整车(de)方向,选择比较器(de)阀值为,即黑白相间(de)位置,即开始调整.○2光电传感器.用三只光电开关.一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间(de)一只光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应(de)转向调整,直到中间(de)光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶.○3色标传感器.在小车(de)中部平行装有两个色标传感器,采用查询检测(de)方法对黑线进行检测3、金属检测.○1电感式接近开关.当金属物体接近开关(de)感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速作出反应○2金属探测传感器(涡流型铁金属探测传感器,参考型号LJ18A3-Z/BX)4、光源检测.光敏电阻(光敏传感器).只用三到五只光敏电阻就可以达到目(de),只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电阻加上黑色隔离板.在各光敏电阻间用隔板隔开如此摆放可以很好(de)解决探测光源方位(de)难题,从而正确控制小车(de)转向.当小车行驶方向朝向光源时,中间电阻阻值为低,当小车偏移光源方向时,由于光敏电阻间挡板(de)遮拦作用,两侧(de)电阻定有一侧为低.参考摆放位置如下图5、避障电路.注意到障碍物高6厘米,而光源高20厘米.故设计避障电路时,可以先寻找光源,当找到光源后,再检测障碍物,调整前进方向.这样做,可以节省时间.○1超声波测距.采用超声波传感器探测障碍物.超声波传感器安装于小车前端,在规定(de)检测距离内,当探测到障碍物时,超声波传感器给出脉冲信号至单片机,单片机检测到该信号后,调整小车方向,以控制小车准确(de)绕过障碍物.○2反射式红外传感器○3采用试验(de)方法,确定一条比较精确(de)路线,让单片机记住(通用性差,但节省时间)三、设计中(de)一些亮点发挥1、因为涉及(de)模块比较多,故要用多片单片机协作工作.最好增加一个时钟模块,统一系统时间.2、软件降温.在长转弯过程中通过设置前端转向电机间隙停转以达到降温(de)目(de).3、弯道要减速.4、增加车顶彩灯等装饰,更加人性化.附:参考元件安装方位第七届(2005年)悬挂运动控制系统(E题)一、任务设计一电机控制系统,控制物体在倾斜(仰角≤100度)(de)板上运动.在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机(固定在板上)通过穿过滑轮(de)吊绳控制一物体在板上运动,运动范围为80cm×100cm.物体(de)形状不限,质量大于100克.物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹.板上标有间距为1cm(de)浅色坐标线(不同于画笔颜色),左下角为直角坐标原点,示意图如下.二、要求1、基本要求:(1)控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数;(2)控制物体在80cm×100cm(de)范围内作自行设定(de)运动,运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹,限300秒内完成;(3)控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm(de)圆周运动,限300秒内完成;(4)物体从左下角坐标原点出发,在150秒内到达设定(de)一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm).2、发挥部分(1)能够显示物体中画笔所在位置(de)坐标;(2)控制物体沿板上标出(de)任意曲线运动(见示意图),曲线在测试时现场标出,线宽~,总长度约50cm,颜色为黑色;曲线(de)前一部分是连续(de),长约30cm;后一部分是两段总长约20cm(de)间断线段,间断距离不大于1cm;沿连续曲线运动限定在200秒内完成,沿间断曲线运动限定在300秒内完成;(3)其他.三、评分标准四、说明1、物体(de)运动轨迹以画笔画出(de)痕迹为准,应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合,同时尽量缩短运动时间;2、若在某项测试中运动超过限定(de)时间,该项目不得分;3、运动轨迹与预期轨迹之间(de)偏差超过4cm时,该项目不得分;4、在基本要求(3)、(4)和发挥部分(2)中,物体开始运动前,允许手动将物体定位;开始运动后,不能再人为干预物体运动;5、竞赛结束时,控制系统封存上交赛区组委会,测试用板(板上含空白坐标纸)测试时自带.赛题分析:一、题目要点要求概述:寻点画线画圆画一般曲线寻轨1、板是倾斜(de),则在考虑物体(de)运动时只考虑一边即可.2、悬挂物体(de)质量>=100g,要考虑电机(de)功率是否满足.3、各种运动均有时间限制,则要考虑控制系统(de)运算速度是否能够满足.4、因为涉及平面上(de)运动,画直线、圆等,要多多结合数学知识.二、设计系统时(de)注意事项:1、误差(de)分析与补偿.误差来源有,电动机(de)惯性、绳子(de)收缩、坐标(de)计算等.补偿方法有多次测量后修改程序中(de)参数,通过程序修正;选用材料时使用到对系统影响小(de);采用更优(de)算法.2、电机(de)保护.可以在L298N外围接续流二极管,保护电机.3、考虑光电传感器(de)灵敏度问题,加比较器,使输出一致.三、设计参考1、寻点画线采用数学上(de)坐标间(de)关系,计算出两条绳子收放(de)长度,进而转换为步进电机(de)转数.2、画圆○1采用多边形逼近方法,等分圆周,计算出每一点(de)坐标值,利用画直线(de)方法画每一小段.○2也是分割(de)思想,不过是分割圆(de)转角,一般以1°为单位分割,计算从起点到终点每隔1°(de)点(de)直角坐标.3、寻迹○1采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)边上.○2采用红外对射光电传感器检测黑色轨迹,安装于物体(de)底部.○3寻迹(de)算法,根据传感器位置(de)不同,采用不同(de)算法.4、利用光电耦合器隔离控制部分和电动机电路.5、画图时可采用逐点逼近(de)方法,减小误差.6、设计(de)一些特点,发挥○1加入语音提示○2利用视频识别采集黑线信息○3LED(de)亮灭提示两电机(de)工作状态.○4加入电机测速模块,尽量通过算法使两电机同时完成转动,这样画出(de)曲线更光滑.第八届(2007年)小车跷跷板(F题)一、任务设计并制作一个电动车跷跷板,在跷跷板起始端A一侧装有可移动(de)配重.配重(de)位置可以在从始端开始(de)200mm~600mm范围内调整,调整步长不大于50mm;配重可拆卸.电动车从起始端A出发,可以自动在跷跷板上行驶.电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示.二、要求1.基本要求在不加配重(de)情况下,电动车完成以下运动:(1)电动车从起始端A出发,在30秒钟内行驶到中心点C附近;(2)60秒钟之内,电动车在中心点C附近使跷跷板处于平衡状态,保持平衡5秒钟,并给出明显(de)平衡指示;(3)电动车从(2)中(de)平衡点出发,30秒钟内行驶到跷跷板末端B处(车头距跷跷板末端B不大于50mm);(4)电动车在B点停止5秒后,1分钟内倒退回起始端A,完成整个行程;(5)在整个行驶过程中,电动车始终在跷跷板上,并分阶段实时显示电动车行驶所用(de)时间.2.发挥部分将配重固定在可调整范围内任一指定位置,电动车完成以下运动:(1)将电动车放置在地面距离跷跷板起始端A点 300mm以外、90°扇形区域内某一指定位置(车头朝向跷跷板),电动车能够自动驶上跷跷板,如图3所示:(2)电动车在跷跷板上取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上;(3)将另一块质量为电动车质量10%~20%(de)块状配重放置在A至C间指定(de)位置,电动车能够重新取得平衡,给出明显(de)平衡指示,保持平衡5秒钟以上;(4)电动车在3分钟之内完成(1)~(3)全过程.(5)其他.三、说明(1)跷跷板长1600mm、宽300mm,为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式.(2)跷跷板中心固定在直径不大于50mm(de)半圆轴上,轴两端支撑在支架上,并保证与支架圆滑接触,能灵活转动.(3)测试中,使用参赛队自制(de)跷跷板装置.(4)允许在跷跷板和地面上采取引导措施,但不得影响跷跷板面和地面平整.(5)电动车(含加在车体上(de)其它装置)外形尺寸规定为:长≤300mm,宽≤200mm.(6)平衡(de)定义为A、B两端与地面(de)距离差d=∣dA -dB∣不大于40mm.(7)整个行程约为1600mm减去车长.(8)测试过程中不允许人为控制电动车运动.(9)基本要求(2)不能完成时,可以跳过,但不能得分;发挥部分(1)不能完成时,可以直接从(2)项开始,但是(1)项不得分.赛题分析一、题目要点以及实现时(de)注意点1、从A点出发到C点附近,有时间(de)限制,最小平均车速应该在750mm/30S=25mm/S以上.2、寻找平衡点有时间(de)限制,故平衡点(de)判断方法要简单方便,同时还要求控制系统对信息(de)处理速度要快.3、电动车找到平衡后还要保持平衡5秒以上,要注意防止跷跷板(de)抖动.4、电动车行驶到B点后要停留,此时要注意小车不能掉下来.因此要记录位置.5、小车(de)重量以及配重(de)重量均要适当选择.二、设计参考1、驱动方式(de)选择.因为有速度(de)要求而且在平衡点附近要精确定位,要有减速机构.可选择(de)电机有连续旋转伺服电机、直流减速电机、步进电机.2、平衡检测(de)选择.○1可选用单轴倾角传感器(参考型号SCA60C)可将传感器固定在小车上,并在轴上挂一个重锤.由于地球引力,重锤竖直向下,当小车行驶时,随车体倾斜位置变化,角度传感器输出也会有相应(de)变化,即可测出倾角.由于小车行驶时,重锤会有一定(de)摆动,要采用软件滤波.○2选用Accustar电子倾角传感器.电子倾角传感器是基于液态电容原理、无可动部件(de)敏感器件.当绕其灵敏轴旋转时,器件(de)电容值发生线性变化,通过电子线路将其转化为角度值输出,其精度比较高.3、发挥部分(de)寻迹,○1采用光电传感器○2反射式红外线传感器○3CCD摄像头4、定位测距.○1采用光电开关(参考型号TCST1030)和安装在车轮上(de)码盘实现计数进行测距.○2可采红外对管和编码盘.将一个转上孔(de)编码盘固定在转轴上,然后由红外对管检测编码盘(de)孔对红外线(de)阻通.通过在单位时间对其计数可计算出车辆行驶(de)瞬时速度,累计开关信号可以计算出小车行驶(de)距离.5、控制算法(de)选择.○1PID算法○2模糊控制算法○3仿人工智能算法三、设计中(de)一些亮点1、数字滤波.单片机通过ADC采集到(de)角度信号是离散(de),由于电机(de)控制脉冲,会对电子角度传感器产生干扰,所以采用数字滤波(de)方法进行数据处理.常见(de)数字滤波方法有程序判断法、中值滤波法、算数滤波法、加权平均滤波法、滑动平均值滤波法、低通滤波发和中位置滤波法.2、加入语音模块,更加人性化.3、主从单片机分工协作.。

汽车悬挂系统结构原图解汇总

汽车悬挂系统结构原图解汇总

Part Five
悬挂系统的发展趋 势
空气悬挂系统
空气悬挂系统是一种利用空气弹簧 和减震器组成的悬挂系统,能够根 据车辆载重和行驶状态自动调整高 度和阻尼,提高行驶舒适性和稳定 性。
空气悬挂系统的优点包括提高乘坐 舒适性、提高行驶稳定性、降低油 耗等,因此受到广泛欢迎。
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Part Three
悬挂系统的类型
独立悬挂
定义:独立悬挂是指每一侧的车轮通过 弹性悬挂系统单独连接在车架或车身下 方,使两侧车轮可以独立地运动而不互 相干扰。
类型:常见的独立悬挂系统包括麦弗逊悬 挂、双叉臂悬挂、多连杆悬挂等。
优点:提高汽车的操控性和舒适性,减少 车身的振动和噪音,增加轮胎的抓地力, 提高行驶安全性。
麦弗逊悬挂结构原理解析
组成:由下控制臂、弹簧、减震器和转向节等部件组成
作用:提供车辆横向和纵向支撑,吸收来自路面的震动,提高行驶稳定性 工作原理:通过下控制臂和减震器的组合作用,实现车轮的上下运动和转 向功能 特点:结构简单,占用空间较小,适合用于前驱车和横置发动机车型
多连杆悬挂结构原理解析
组成:由连杆、减震器和弹簧等部件组成 作用:通过连杆的连接,使车轮与车身保持恒定的接触状态,减少车身的 振动和侧倾 优点:能够更好地控制车轮的运动轨迹,提高车辆的操控性和舒适性
弹性元件:缓冲和减震作用
导向机构:传递车轮与车身之间的 力和扭矩
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减震器:吸收震动能量,减少车身 震动
悬挂系统还包括横向稳定杆、纵向 稳定杆等辅助部件
悬挂系统的作用
连接车轮与车身,传递力矩和载荷 缓冲减震,提高乘坐舒适性 维持车身姿态稳定,保证车辆操控性能 吸收和衰减振动和冲击,提高行驶平顺性

椭圆沉箱悬挂舵装置的设计及使用

椭圆沉箱悬挂舵装置的设计及使用
朱 国春 ,丁建新
(中交 一 航 局 第 三 工 程 有 限 公 司 ,辽 宁 大连 160 ) 0 1 1

要 :从椭圆沉箱 在拖航过程 中 自身做旋转运动这一实际 问题 出发 ,运用流体力学原理 ,从拖运沉箱 自转 的形
成机理人手 ,分析 出环 流是 问题 的主因,并设计制造 出椭 圆沉箱悬挂舵 ,成功地解决 了椭圆沉箱在拖航过程中的
Ab t a t:S a t g fo t ea t a r b e o l s i a as o ’ s l r i g mo e n u i gis o n , sn e sr c t ri r m c u l o l m f li o d l is n S e f u n n v me t rn wig u i g t n h p e p c t d tt h p i c p l ffu d m e h n c ,i wa b an d t a h y l u r n s t e ma n r a o f e l s i a a s o ’ s l rn i a i c a i s t o l s o t i e h tt e c c i c re ti h i e s n o l p o d lc i s nS e f c i t r i g mo e e t u i gis o n . u , h e i n a d ma u a t r f e l s i a a s o ’ s s e d d r d e a u n n v m n rn wi g Th s t e d s g n n f cu e o l p o d lc is n S u p n e u d rh d d tt i s c e s u l o v d t ep o l m f l p o d l a s o ’ s l r i g d r g i wi g u c s f l s l e r b e o l s i a i s n S e f u n n u i st n . y h ei c t n t o Ke r s:e l s i a a s o ’ s s e d d r d e s c c i u e t b ln e d e s y wo d li o d l is nS u p n e u d r ; y lcc r n ; aa c dr d r p c u

悬挂式输送机装置设计

悬挂式输送机装置设计

悬挂式输送机装置设计悬挂式输送机是一种运输物料的设备,将物料悬挂在链条上进行输送。

它广泛应用于各种行业,如矿山、建筑和冶金等。

设计一个悬挂式输送机装置需要考虑到多个方面,包括输送机的结构、传动系统、悬挂装置、安全措施等。

首先,要确定悬挂式输送机的结构。

通常,它由输送链、链轮、导轨和悬挂装置等组成。

输送链是输送机的关键部件,需要选择强度高、耐磨损的材料制作。

链轮则用于传动力量,需要满足一定的强度要求。

导轨用于引导输送链的运动轨迹,需要具有平整度和耐磨性。

其次,要设计合适的传动系统。

传动系统通常采用电动机驱动输送链运动。

电动机的选型要综合考虑输送机的负载和工作环境的要求,以确定合适的功率和转速。

传动系统还包括减速器和联轴器等,用于调整输送机的运动速度和转矩。

第三,要设计合理的悬挂装置。

悬挂装置是将物料悬挂在输送链上的关键部件,需要具有足够的强度和稳定性。

通常采用钢丝绳或链条作为悬挂装置,需要根据物料的性质和重量来选择合适的材料。

悬挂装置还需要考虑吊点的布置和间距,以确保物料的均匀输送和稳定运行。

最后,要加强安全措施。

悬挂式输送机在运行过程中可能存在飞溅、堵塞等安全隐患,需要采取相应的防护措施。

例如,可以设置防护罩,以避免物料飞溅伤人;可以安装传感器和报警装置,以监测输送机的运行状态并及时报警;可以定期检查和维护输送机,及时清理堵塞和替换磨损的部件。

综上所述,设计一个悬挂式输送机装置需要考虑结构、传动系统、悬挂装置和安全措施等多个方面。

在设计过程中,需要综合考虑物料的性质和重量、工作环境的要求以及安全性的要求,以确保输送机的正常运行和安全使用。

轻型货车悬架设计设计说明书

轻型货车悬架设计设计说明书

轻型货车悬架设计设计说明书(总34页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-前言本人毕业设计的课题是轻型货车悬架设计,因而其定位为实用经济型。

必须满足以下几个要求:可靠,坚固,耐用,使用成本较低,油耗处于国内中等水平,为当前主流技术水平。

所以,悬架的设计家选用成熟技术,零部件彻底贯彻“三化”原则,较为合理的成本控制。

悬架是现代汽车的重要组成部分之一。

虽然并非汽车在行进中必不可少的装备,但如果没有悬架,将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。

悬架对整车性能有着重要的影响。

在汽车市场竞争日益加剧的今天,人们对汽车的和性对有着的认识更多的靠更为直接的感观感受,而非他们不太懂得的专业术语。

因此,对汽车操纵稳定性、平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。

与此关系密切的。

悬架系统的优劣,驾驶员在车上立刻就可以感受到。

“木桶理论”,很多人都知道,整车就好比是个“大木桶”,悬架是它的一片木板。

虽然,没有悬架的汽车还是可以跑动的,但是坐在上面是很不舒服的。

坐过农用车的人,对此应该是颇有些体会的,即便是较好的路况,在上面也是颠来颠去的。

因为它的悬架很简单,对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。

只有当悬架这块木板得到足够重视,才能使整车性能得以提升。

正因为悬架在现代汽车上的重要作用,所以应该重视汽车悬架的设计。

只有认真、严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。

而要做到这一点,就必须查阅大量相关书箱、图册,行业和国家标准。

这些是对我们这些将来要从事汽车设计、制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个训练。

没有经过严格的训练,是不可能具备这种专业精神和素质的。

目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第1章绪论 (1)任务来源及设计依据 (2)使用要求 (2)设计要求 (2)主要参数 (2)第2章悬架性能参数的初选 (3)固有频率 (3)悬架的挠度 (3)悬架的静挠度 (3)悬架的动挠度 (3)悬架的刚度 (3)悬架悬挂质量与非悬挂质量的比例关系 (4)小结 (4)第3章悬架性能参数的改进 (5)平顺性参数的改进 (5)操纵稳定性参数的改进 (5)悬架各种特性值的选取 (6)小结 (6)第4章钢板弹簧的设计 (7)钢板弹簧结构设计 (7)钢板弹簧主要参数的确定 (7)单个钢板弹簧承受的载荷 (7)满载弧高 (7)钢板弹簧长度的确定 (8)钢板断面宽度b的确定 (8)钢板弹簧片厚h的选择 (9)钢板断面尺寸形状的确定 (9)钢板弹簧各片长度的确定 (9)钢板弹簧的刚度验算 (10)钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (11)钢板弹簧总成在自由状态下的弧高H0 (11)钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 (12)弹簧的弧高 (13)钢板弹簧总成弧高的验算 (13)钢板弹簧的强度验算 (13)第5章卷耳的设计 (15)卷耳形式的选择 (15)卷耳和弹簧销的强度验算 (15)卷耳的强度验算 (15)钢板弹簧销的强度验算 (16)叶片的端部结构 (16)小结 (16)第6章钢板弹簧其余附件的选择 (17)钢板弹簧中心螺栓的选定 (17)钢板弹簧衬套的分析和选型 (17)弹簧夹箍的选择 (17)骑马螺栓的选择 (18)第7章减振器的设计 (20)减振器的分析和选型 (20)阻尼器基本参数的确定 (21)相对阻尼系数ψ (21)δ (22)伸张行程的阻尼系数S最大卸荷力F的确定 (22)筒式减振器主要尺寸参数的确定 (23)第8章结论与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)摘要汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。

15-基于摆线运动规律的悬索并联机器人轨迹规划

15-基于摆线运动规律的悬索并联机器人轨迹规划



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麦弗逊式悬架课程设计

麦弗逊式悬架课程设计

麦弗逊式悬架课程设计前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。

典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。

弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。

悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。

悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。

因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。

而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。

关键词:悬架;减震器;弹簧计算1悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。

它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。

1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。

1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。

弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。

2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。

运动控制系统应用指南

运动控制系统应用指南

运动控制系统应用指南一、简介运动控制系统是一种应用于机械设备中的控制系统,用于管理和控制设备的运动。

本文将详细介绍运动控制系统的应用指南,从系统的概念、原理到实际应用场景进行探讨,以帮助读者更好地理解和应用运动控制系统。

二、系统概述运动控制系统通常由运动控制器、执行器和传感器组成。

运动控制器负责接收指令并发送控制信号给执行器,执行器则通过驱动机构实现运动。

传感器用于感知运动状态和环境变化,并将其信息反馈给运动控制器。

这样的系统可以实现位置、速度和力等多种运动控制。

三、系统原理3.1 闭环控制闭环控制是一种常见的运动控制方式,其基本原理是通过传感器获取反馈信号,与预设的控制信号进行比较,并根据差异调整执行器的输出。

闭环控制可以提高系统的稳定性和精确度,是运动控制系统中常用的控制方式。

3.2 PID控制PID控制是一种常用的闭环控制方法,它通过比较目标值和实际值的差异,并根据差异的大小调整输出信号。

PID控制器根据比例、积分和微分三个参数来调整系统的响应。

合适的PID参数设置可以使系统达到较好的稳定性和动态响应。

3.3 控制算法除了PID控制外,运动控制系统还可以采用其他控制算法,如模糊控制、自适应控制和最优控制等。

不同的控制算法适用于不同的应用场景,读者需要根据具体情况选择合适的控制算法。

3.4 实时性要求运动控制系统通常对实时性要求较高,即要求系统能够在有限的时间内对输入信号进行处理并产生相应的输出。

为了满足实时性要求,可以采用硬件加速、并行处理和优化算法等方法来提高系统的响应速度。

四、应用场景4.1 工业机械运动控制系统广泛应用于工业机械中,如机床、印刷设备和包装机械等。

这些设备通常需要精确的位置和速度控制,以满足生产过程的要求。

运动控制系统可以实现对工业机械的精确控制,提高生产效率和质量。

4.2 机器人机器人是另一个常见的运动控制系统应用场景。

机器人需要实现复杂的运动控制,如机械臂的多轴控制和轨迹规划等。

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悬挂物运动轨迹控制系统设计AbstractIn this paper, we present a system for controlling the motion trajectory of a suspended object. The system utilizes real-time sensing of the object's position and velocity to calculate and apply corrective forces to the support cables, thus controlling the object's motion. We propose a model-based approach to control design, where a dynamic model of the object is used to derive the control laws. We also describe the design and implementation of the hardware and software components of the system, and present experimental results demonstrating the effectiveness and robustness of the system in controlling the motion of the suspended object.IntroductionThe control of the motion trajectory of a suspended object is an important problem in many applications, such as in the lifting and transportation of heavy objects, the operation of cranes and robotics systems, and the control of underwater or aerial vehicles. The challenges in controlling the motion of a suspended object stem from the complexity and nonlinearity of the system dynamics, as well as the presence of external disturbances and uncertainties.To address these challenges, previous research has proposed various control strategies, such as model predictive control, adaptive control, and sliding mode control. However, these strategies often require accurate modeling of the system dynamics and/or measurements of the external disturbances, which can be difficult or impractical to obtainin some applications.In this paper, we propose a system for controlling the motion trajectory of a suspended object using real-time sensing and control. The system consists of sensors for measuring the object's position and velocity, a control module for calculating and applying corrective forces to the support cables, and a feedback loop for adjusting the control parameters based on the measured response of the system.The main contributions of this paper are as follows:- We propose a model-based approach to the control design, where a dynamic model of the object is used to derive the control laws. The model is based on the principles of mechanics and includes the effects of gravity, inertia, and the support cables.- We describe the design and implementation of the hardware and software components of the system. The hardware includes sensors for position and velocity measurement, as well as actuators for applying the corrective forces. The software includes a control module for real-time calculation of the control signals, and a feedback loop for adjusting thecontrol parameters.- We present experimental results demonstrating the effectiveness and robustness of the proposed control system. The experiments are conducted on a physical prototype of the suspended object, and include various scenarios of external disturbances, such as wind forces and cable slippage.The rest of the paper is organized as follows. Section II presents the dynamic model of the suspended object and derives the control laws. Section III describes the hardware and software components of the system. Section IV presents the experimental results, and Section V concludes the paper.Dynamic Model and Control DesignThe motion of a suspended object can be modeled using the principles of mechanics, where the forces acting on the object are represented in terms of the position and velocity of the object. The dynamic model of the suspended object can be expressed as follows:m d^2x/dt^2 = Fc + Fs + Fgwhere m is the mass of the object, x is the position vector of the object, Fc is the force applied by the control system, Fs is the force applied by the support cables, and Fg is the force due to gravity.Assuming that the support cables are attached to fixed points in space, the force Fs can be expressed as follows: Fs = -k (x - x0)where k is the spring constant of the cables, and x0 is the equilibrium position of the object.To design the control system, we first define a reference trajectory for the object, denoted by xref(t), which specifies the desired position of the object as a function of time. The objective of the control system is to track the reference trajectory while minimizing the error between the actual position of the object and the reference trajectory.We propose a feedback control law of the form:Fc = -kx - c(dx/dt - dxref/dt) + m d^2xref/dt^2where c is a damping coefficient that adjusts the speed of the response to the error signal.The control law can be derived by solving the dynamic model for the force Fc required to track the reference trajectory xref(t). The resulting expression includes a feedback term that accounts for the error between the actualposition and the reference trajectory, and a feedforward term that predicts the future acceleration of the object based on the reference trajectory.Hardware and Software ImplementationThe hardware implementation of the system consists of position and velocity sensors for measuring the motion of the object, as well as actuators for applying the correctiveforces to the support cables. In our implementation, we usean optical motion capture system for position measurement,and an accelerometer for velocity measurement. The corrective forces are applied using electric motors that control the tension of the cables.The software implementation of the system consists of a control module that calculates the control signal based onthe measured position and velocity of the object, and a feedback loop that adjusts the control parameters based onthe measured response of the system. In our implementation,we use a real-time control system based on a microcontroller that communicates with the sensors and actuators, and runs a control algorithm that computes the control signal.Experimental ResultsWe evaluate the performance of the proposed control system through experiments conducted on a physical prototypeof a suspended object. The object is a rectangular frame with a mass of 1 kg, suspended by four cables attached to a fixed point in space. The motion of the object is controlled using the hardware and software components described in Section III.We compare the performance of the proposed controlsystem with a feedback control system that uses position feedback only, without velocity feedback or feedforward control. We also evaluate the robustness of the proposedcontrol system to external disturbances, such as wind forces and cable slippage.The results show that the proposed control system achieves accurate tracking of the reference trajectory, witha tracking error of less than 5 mm in all scenarios. The control system also demonstrates robustness to external disturbances, maintaining stable and smooth motion of the object even in the presence of wind forces and cable slippage.ConclusionIn this paper, we proposed a system for controlling the motion trajectory of a suspended object using real-time sensing and control. The system utilizes a model-based approach to control design, where a dynamic model of theobject is used to derive the control laws. We also described the design and implementation of the hardware and software components of the system, and presented experimental results demonstrating the effectiveness and robustness of the systemin controlling the motion of the suspended object.Future work includes the extension of the proposedcontrol system to more complex suspended objects and applications, as well as the investigation of nonlinearcontrol strategies and advanced sensing techniques.。

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