机电一体化系统设计-第5章-特性分析.pptVIP

§5-2机电一体化系统元件力学特性用D-H方法建立运动学方程从C0到C2的齐次旋转变换矩阵为：那么，连杆2末段与中线交点处一点P在基础坐标系中的位置矢量为：§5-2机电一体化系统元件力学特性运动学逆解（Inversekinematic)§5-2机电一体化系统元件力学特性运动学逆解（Inversekinematic)§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模1.求系统总动能连杆1的动能为：连杆2的动能为：求连杆2质心D处的线速度：对连杆2质心位置求导得到其线速度。连杆2质心位置为：§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模1.求系统总动能求连杆2质心D处的线速度：对连杆2质心位置求导得到其线速度。连杆2质心位置为：连杆2的动能：§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模1.求系统总动能系统势能V为：2.拉格朗日函数§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模3.写动力学方程§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模3.写动力学方程§5-2机电一体化系统元件力学特性连杆动力学建模3.写动力学方程——两自由度系统（2）m2m1分别使用牛顿力学和拉格朗日力学建立该系统的动力学方程。系统动能T；系统势能V；拉格朗日函数L，对各坐标偏导数求得。§5-3传感器的动态特性机械变换Gm机械-电气变换Gem运算电路Gmxyvsv传感器的输入量多为机械量（位移、速度、加速度等），而输出量多为电量。为了进行信号处理，多数传感器都配有放大器，以便将微弱的电信号变换成较强的便于利用的信号。§5-3传感器的动态特性1.动电式变换器的动态特性NSivs采用拉普拉斯变换，可以得到：RFSN感应电动势：其中有：§5-3传感器的动态特性2.压电式变换器的动态特性i采用拉普拉斯变换，可以得到：F电气变换部分的输入阻抗R压电部分的弹性模量为E力F产生的位移为x,电容为QQd为压电系数。§5-3传感器的动态特性2.压电式变换器的动态特性iFRCs1时，Gme≈d/C输入与输出为线性关系。可增大电容，单低频的情况下不能准确测量，即不能测量信号变化缓慢的力。§5-3传感器的动态特性3.传感器检测系统的动态特性变换器：把被检测量为物体的位移x变换成机械量y。Fε=Gm*Fε=Gm*xxkm=L/(Es)km=3h(l-2a)l3§5-3传感器的动态特性3.传感器检测系统的动态特性mkcxy被检测量为物体的位移x，则运动方程为：机械变换的传递函数为：§5-3传感器的动态特性3.传感器检测系统的动态特性1ω/ωn1100.1位移振动计的频率特性§5-3传感器的动态特性3.传感器检测系统的动态特性被检测量为物体的加速度，则传递函数为：1ω/ωn1100.1加速度振动计的频率特性§5-3传感器的动态特性传感器系统由机械变换、机电变换、电气变换部分组成，如果忽略其间的相互影响关系，则传感器的整体特性可以表示为：3.传感器检测系统的动态特性§5-4执行元件的动态特性常用的执行元件是电气元件，输入为电信号，输出为机械量。驱动电路Ge电气-机械变换Gem机械量变换GmuTvaTa带传动电机§5-4执行元件的动态特性与传感器系统不同的是，其传递函数通常不能写成直接相乘的形式，因为执行元器件通常是由反馈部分的。驱动电路Ge电气-机械变换Gem1-Gem2机械GmuφvaTaGF1.电磁变换执行元件的动态特性§5-4执行元件的动态特性系统的微分方程可以表示为：执行元件的角速度由机构的动态特性决定：机械GmuωiTaKEue1.电磁变换执行元件的动态特性§5-4执行元件的动态特性执行元件输出与输入电压之间的关系为：如果机构是惯性负载，则有带入即可2.具有反馈环节的执行元件动态特性§5-4执行元件的动态特性机械GmuωiTaKEuerK1执行元件输出与输入电压之间的关系为：如果K1足够大，则可简化为2.具有反馈环节的执行元件动态特性§5-4执行元件的动态特性机械GmωiTu考虑带测速电机的环节机械GmωiTuuKE3.压电式执行