Modelování elektromechanického systému



Podobné dokumenty
Návrh a simulace zkušební stolice olejového čerpadla. Martin Krajíček

Laborato regula ních systém a prost edk Název prezentace ídicích systém Umíst ní laborato E228 Správce laborato Ing. Št pán O ana, Ph.D.

Vývoj a testování elektronických řídicích jednotek pro automobily

VÝVOJ ŘÍDICÍCH ALGORITMŮ HYDRAULICKÝCH POHONŮ S VYUŽITÍM SIGNÁLOVÉHO PROCESORU DSPACE

Moderní nástroje pro vývoj elektronických řídicích jednotek

Programování LEGO MINDSTORMS s použitím nástroje MATLAB a Simulink

Přípravek pro demonstraci řízení pohonu MAXON prostřednictvím

Obsah DÍL 1. Předmluva 11

Modelování a simulace Lukáš Otte

SYNERGICKÝ EFEKT VE VÝUCE AUTOMATIZACE S VYUŽITÍM APLIKAČNÍCH KNIHOVEN MATLABU A SIMULINKU

A45. Příloha A: Simulace. Příloha A: Simulace

Návrhy elektromagnetických zení

43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu.

Ústav automatizace a měřicí techniky.

Bezpečnostní systémy ABS (Antiblock Braking System), ASR (z německého Antriebsschlupfregelung) protiblokovacího zařízení ABS

SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA A ELEKTROENERGETIKA.

Automatizační a měřicí technika (B-AMT)

Řídící systémy hydraulických procesů. Cíl: seznámení s možnostmi řízení, regulace a vizualizace procesu.

Mechatronika ve strojírenství

Katalog vzdělávacích programů SMC Industrial Automation CZ s.r.o.

Workshop. Vývoj embedded aplikací v systému MATLAB a Simulink. Jiří Sehnal sehnal@humusoft.cz. info@humusoft.cz.

MATLAB & Simulink. novinky v roce Jan Houška houska@humusoft.cz. HUMUSOFT s.r.o.

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Kombinační automaty (logické obvody)

2. Mechatronický výrobek 17

Vývojové práce v elektrických pohonech

MATLAB & Simulink. Matematické výpočty, analýza dat a tvorba aplikací. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.

MATLAB. Matematické výpočty, analýza dat a tvorba aplikací. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.

Řízení modelu letadla pomocí PLC Mitsubishi

Momentové motory. (vestavné provedení) TGQ Momentové (přímé) motory

Úvod do modelování v programu COMSOL Multiphysics verze 4

Servopohony. Servozesilovače AKD

Hanazeder FP-6. Instalace, obsluha, nastavení. Pozor: Před použitím přečíst návod! Před otevřením krytu odpojit od sítě!

Prostředí pro výuku vývoje PCI ovladačů do operačního systému GNU/Linux

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

MATLAB & Simulink. Jan Daněk danek@humusoft.cz Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.cz

Mechanika s Inventorem

Virtuální ověřování výroby Robotika Process Simulate Virtual Commissioning Virtuelle Inbetriebnahme

AKD. digitální servozesilovače

MATLAB. Matematické výpočty, analýza dat a tvorba aplikací. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.

9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY

5.1.1 Nestacionární režim motoru

Mechanika s Inventorem

Řízení tepelné soustavy s dopravním zpožděním pomocí PLC

Krokové motory EMMS-ST


POUŽITÍ REAL TIME TOOLBOXU PRO REGULACI HLADIN V PROPOJENÝCH VÁLCOVÝCH ZÁSOBNÍCÍCH

Přestavba elektromechanického servořízení na systém Steer by Wire

SEMI-AKTIVNĚ ŘÍZENÉ TLUMENÍ PODVOZKU VYSOKORYCHLOSTNÍHO VLAKU

ROBOTIKA M3A 2018/2019 ING. VLADIMÍR VYHŇÁK

EXPERIMENTÁLNÍ STAND ŘÍZENÝ REAL TIME TOOLBOXEM NA TESTOVÁNÍ MEMBRÁN

TGZ. 2-osé digitální servozesilovače

Adaptivní model kardiovaskulárního systému

MODELOVÁNÍ AGREGÁTŮ VOZIDEL. Gabriela Achtenová ČVUT, fakulta strojní, Technická 4, 16607, Praha 6 achtenov@fsid.cvut.cz

MATLAB. Měření a analýza dat, statistika a optimalizace. Jaroslav Jirkovský jirkovsky@humusoft.cz. info@humusoft.cz.

MATLAB & COMSOL Multiphysics

Autodata Online 3 CZ Ukázky z programu

Pohony. Petr Žabka Šimon Kovář

FEL ČVUT Praha. Semestrální projekt předmětu X31SCS Struktury číslicových systémů. Jan Kubín

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

VÁS VÍTÁM NA TOMTO SEMINÁŘI

Závěsné kotle. Modul: Kondenzační kotle. Verze: 02 VU 146/4-7, 206/4-7 a 276/4-7 ecotec exclusiv 03-Z1

Polohovací systémy CMSX

Předmluva 9 Obsah knihy 9 Typografické konvence 10 Informace o autorovi 10 Poděkování 10

KNIHOVNA MODELŮ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Konfigurace řídicího systému technikou Hardware In The Loop

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Samořízené auto na autodráhu

Výukový materiál KA č.4 Spolupráce se ZŠ

Převodníky fyzikálních veličin (KKY/PFV)

Témata profilové maturitní zkoušky

SIMULACE PULZUJÍCÍHO PRŮTOKU V POTRUBÍ S HYDRAULICKÝM AKUMULÁTOREM Simulation of pulsating flow in pipe with hydraulic accumulator

MATLAB: Vývoj a nasazení finančních aplikací

3. Mechanická převodná ústrojí

Komponenta Vzorce a popis symbol propojení Hydraulický válec jednočinný. d: A: F s: p provoz.: v: Q přítok: s: t: zjednodušeně:

hoblovky hřídele jeřáby lisy ložiska motory potrubí pružiny regulační přístroje součásti soustruhy stroje

Vypracovat přehled způsobů řízení paralelních kinematických struktur s nadbytečnými pohony

Schémata elektrických obvodů

Klíčová slova: zvedák, kladkostroj, visutá kočka, naviják

Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu. Lenka Kosková Třísková NTI TUL Doktorandský seminář,

č. Název Cíl Osnova Vedoucí práce Student 1. Aplikace metod síťové analýzy na proces pravidelné prohlídky typu C Check velkého dopravního letadla

Čtyřková řada písto-membránových čerpadel

Logické řízení výšky hladiny v nádržích

Váš partner pro přesná, kompaktní a vysoce efektivní řešení pohybu. Naše kroky k synergii: Váš úspěch. Náš motor.

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Silniční vozidla

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

MODELOVÁNí MECHATRONICKÝCH, o SYSTEMU

Matematicko-fyzikální model vozidla

PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ. přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem

Tespo engineering s.r.o., Roubalova 7a, Brno, tel.: , fax : info@tespo-eng.cz ;

PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ. přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem

Planetové převodovky Rotační aktuátory

1. Regulace proudu kotvy DC motoru

Ovladače motorů CMMO-ST

NÁVOD K OBSLUZE. Zimní sada SWK-20

Zkušenosti s provozem kalibračních tratí. Ing. Vladislav Šmarda ENBRA, a. s.

Diplomová práce Prostředí pro programování pohybu manipulátorů

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek 2. a , Roztoky -

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - Kolokvium Božek 2014, Roztoky -

DIGITÁLNÍ SERVOZESILOVAČ TGA-24-9/20

Transkript:

Síla od akčního členu Modelování elektromechanického systému Jaroslav Jirkovský 1

O společnosti HUMUSOFT Název firmy: Humusoft s.r.o. Založena: 1990 Počet zaměstnanců: 15 Sídlo: Praha 8, Pobřežní 20 MATLAB, Simulink Comsol Multiphysics WITNESS dspace - vývojové systémy Vývoj vlastního software & hardware Multiprocesorové stanice HeavyHorse Výukové modely 3D polohovací zařízení 2

Agenda Příklad: Systém ovládání letadla Vysvětlení modelu Modelování mechanického systému Modelování akčního členu Stanovení požadavků na akční člen Modelování elektromechanického systému Nastavení parametrů s využitím naměřených dat Srovnání dvou variant akčních členů (elektromechanický, hydraulický) Optimalizace systému Stanovení vlivů implementace 3

Příklad: Systém ovládání křidélka Soustava Regulátor Akční člen Cíle simulace 1. Určit požadavky na akční člen 2. Testovat výkonnost s elektrickým nebo hydraulickým ovládáním 3. Optimalizovat ovládací systém 4. Posouzení důsledků implementace 4

Agenda Příklad: Systém ovládání letadla Vysvětlení modelu Modelování mechanického systému Modelování akčního členu Stanovení požadavků na akční člen Modelování elektromechanického systému Nastavení parametrů s využitím naměřených dat Srovnání dvou variant akčních členů (elektromechanický, hydraulický) Optimalizace systému Stanovení vlivů implementace 5

Modelování mechanického systému Model: θ křidélka Úkol: Modelovat mechanický systém v prostředí Simulink Řešení: Použít k tvorbě modelu křidélka SimMechanics 6

SimMechanics Rozšíření programu Simscape o simulaci mechanických soustav Nevyžaduje odvozování nebo programování rovnic ani detailní fyzikální znalosti Klíčové vlastnosti: Může běžet v reálném čase Obsahuje vizualizaci soustavy Plná integrace se Simulinkem a dalšími nástroji pro fyzikální modelování Urychluje vývoj přesných modelů nelineárních soustav SimPowerSystems SimMechanics SimDriveline SimHydraulics SimElectronics Simscape MATLAB, Simulink 7

Agenda Příklad: Systém ovládání letadla Vysvětlení modelu Modelování mechanického systému Modelování akčního členu Stanovení požadavků na akční člen Modelování elektromechanického systému Nastavení parametrů s využitím naměřených dat Srovnání dvou variant akčních členů (elektromechanický, hydraulický) Optimalizace systému Stanovení vlivů implementace 8

Stanovení požadavků na akční člen Model: θ Křidélka Ideální akční člen Úkol: Stanovit požadavky pro pohon leteckého křidélka Řešení: Použít SimMechanics k modelování křidélka a Simscape k modelování ideálního akčního členu 9

Simscape Rozšíření Simulinku o strukturální modelování multifyzikálních soustav Klíčové vlastnosti: Základní prvky pro modelování fyzikálních soustav zahrnující mechanické, elektrické, hydraulické a tepelné systémy Specifikace jednotek pro parametry a signály Překlad modelů do jazyka C Plná integrace se Simulinkem a dalšími nástroji pro fyzikální modelování T A P B SimPowerSystems SimMechanics SimDriveline SimHydraulics SimElectronics Simscape MATLAB, Simulink T V+ V- 10

Model elektromechanického akčního členu Model: DC Motor + - Servozesilovač Šneková převodovka s vodícím šroubem Úkol: Modelovat elektromechanickou soustavu v Simulinku tak, aby byla opakovaně použitelná Řešení: Použít SimElectronics a Simscape k modelování elektromechanické soustavy 11

SimElectronics Rozšíření Simscape o strukturální modelování elektronických a elektromechanických systémů Podpora vývoje algoritmů a řídicích systémů v Simulinku Poskytuje modely senzorů, akčních prvků a polovodičových součástek a dále umožňuje Zadávání hodnot parametrů přímo z dokumentace výrobce Snadnou změnu složitosti modelu Překlad do jazyka C Linearizaci modelu pro návrh regulátoru Servozesilovač SimPowerSystems SimMechanics DC Motor Regulátor otáček SimDriveline SimHydraulics Simscape MATLAB, Simulink SimElectronics Hallův snímač zrychlení 12

Knihovny součástí v SimElectronics Více než 55 modelů elektrických a elektronických součástí Elektrické pohony Řídicí obvody pohonů Akční prvky Senzory Polovodiče Integrované obvody Modely vypadají jako elektrická schémata Snadné čtení a interpretace 13

Vkládání realistických hodnot parametrů Parametrizováno podle standardů dokumentace Více možností přiřazení parametrů Tlačítko Help pro popis funkce a nastavení prvků 14

Odhad parametrů s použitím naměřených dat Model: DC Motor + - Servozesilovač R = El. odpor L = Indukčnost J = Moment setrvačnosti B = Tření K = Konstanta Back-EMF Úkol: Simulační výsledky neodpovídají naměřeným datům z důvodu nesprávného nastavení parametrů R 4.03 3 L 1e-4 0.01 J 0.01 0.11 K 0.02 0.45 B 1.07 0.5 Řešení: Použít Simulink Design Optimization k automatickému nastavení parametrů modelu 15

Odhad parametrů s použitím naměřených dat Kroky k odhadu parametrů 1) Načíst naměřená data a vybrat data pro odhad 2) Volba nastavitelných parametrů a jejich omezení R 3 L 0.01 J 0.01 K 0.02 B 0.5 3) Provést odhad parametrů 4) Ověřit odhad 16

Testování elektrické a hydraulické varianty Model: Hydraulický Akční člen Elektromechanický Úkol: Testovat různé varianty akčních členů v systému Řešení: Použít SimHydraulics a SimElectronics k modelování akčních členů a konfigurovatelných subsystémů k jejich záměně 17

SimHydraulics Rozšíření Simscape o modelování hydraulických soustav Klíčové vlastnosti: Rozsáhlé knihovny pro modelování uživatelských prvků Více možností jak zadávat hodnoty parametrů Přizpůsobitelná knihovna obvyklých hydraulických kapalin Využití schopností Simscape pro ustálené stavy umožní efektivní simulaci SimPowerSystems SimMechanics SimDriveline SimHydraulics SimElectronics Simscape MATLAB, Simulink 18

Varianty návrhu akčních členů Hydrostatický pohon Elektromechanický systém Regulace otáček Regulace proudu Řízené oběhové čerpadlo Dvojčinný hydraulický motor Doplňovací ventily Přetlakové ventily Doplňovací čerpadlo Regulátor rychlosti DC Motor Šneková převodovka Snímač proudu a regulátor proudu Hallův snímač zrychlení a regulátor otáček PWM a H-můstek 19

Agenda Příklad: Systém ovládání letadla Vysvětlení modelu Modelování mechanického systému Modelování akčního členu Stanovení požadavků na akční člen Modelování elektromechanického systému Nastavení parametrů s využitím naměřených dat Srovnání dvou variant akčních členů (elektromechanický, hydraulický) Optimalizace systému Stanovení vlivů implementace 20

Optimalizace výkonu soustavy Model: Úhel Proud ω Regulace otáček i Regulace proudu Úkol: Optimalizovat regulátor otáček, aby systém splnil zadané požadavky Řešení: Použit Simulink Design Optimization k nastavení parametrů regulátoru ω Regulace otáček K p 23.4 0.3 K i 3.67 0.3 21

Agenda Příklad: Systém ovládání letadla Vysvětlení modelu Modelování mechanického systému Modelování akčního členu Stanovení požadavků na akční člen Modelování elektromechanického systému Nastavení parametrů s využitím naměřených dat Srovnání dvou variant akčních členů (elektromechanický, hydraulický) Optimalizace systému Stanovení vlivů implementace 22

Posouzení důsledků implementace Model: Proud ω i Regulace otáček Regulace proudu 1 s Simulink Obvod Střední h. PWM Úkol: Posoudit účinky implementace návrhu na výkon systému Řešení: Použít SimElectronics k připojení PWM signálu a implementaci analogového obvodu ω i 23

Shrnutí 1. Testování modelů různých akčních členů v jednom prostředí 2. Optimalizace systému s ohledem na zadané požadavky Úhel křidélka Síla od akčního členu 3. Simulace s odlišnými úrovněmi propracovanosti se současným stanovením důsledků finální implementace 24

Použité produkty firmy MathWorks Simscape Multifyzikální systémy SimMechanics 3-D mechanické systémy SimPowerSystems SimMechanics SimDriveline SimHydraulics Simscape SimElectronics SimHydraulics MATLAB, Simulink Hydraulické systémy SimElectronics Elektronické a elektromechanické systémy Simulink Design Optimization Akční členy Pohony a senzory Polovodiče 25

Kontaktní informace Distributor pro ČR a SR Pobřežní 20, Praha 8, ČR tel.: (+420) 284 011 730 fax: (+420) 284 011 740 E-mail: info@humusoft.cz www.humusoft.cz Autor programového systému MATLAB The MathWorks, USA www.mathworks.com 26