自1995年美國推出世界上第一臺Unimate型機器人以來,工業(yè)機器人的數(shù)量在世界范圍內(nèi)不斷增長,焊接從一開始就是工業(yè)機器人應(yīng)用最重要的領(lǐng)域之一,焊接機器人能顯著提高焊接質(zhì)量和工作效率,減輕工人的勞動強度,降低生產(chǎn)成本和對工人操作技術(shù)的要求,它的廣泛應(yīng)用和國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化,對實現(xiàn)我國在21世紀前半葉成為世界制造強國的目標具有非常重要的意義。本文針對一臺6R焊接機器人,系統(tǒng)分析了其動力學性能和結(jié)構(gòu)特性。首先運用D-H方法,建立了該機器人的連桿坐標系,在此基礎(chǔ)上,推導了機器人的運動學正反解、求解了機器人的雅可比矩陣;對機器人進行了詳細的靜力學、動力學分析:利用Robotic Toolbox和IMatlab編程實現(xiàn)了機器人的運動學可視化仿真,直觀地反映了機器人各關(guān)節(jié)變量與末端位姿矩陣之間的關(guān)系,為機器人的三維圖形仿真提供了參考;利用Matiab/Simulink建立了機器人的動力學仿真模型,編制了相應(yīng)的Matlabi算程序,通過動力學仿真,得到了運動過程中機器人各關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩的變化曲線,為合理選擇驅(qū)動電機、軸承等關(guān)鍵零部件以及機器人的實時和最優(yōu)控制提供了依據(jù)針對機器人操作機的機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,對機器人關(guān)鍵承載部件進行了分析和簡化,建立了關(guān)鍵承載部件的有限元分析模型,選取了最危險的受力狀況作為分析工況,對各部件進行了靜力分析,得到了各部件的應(yīng)力和位移分布,獲得了各部件的最大變形,對機器入局部剛度進行了評價。
標簽: 工業(yè)機器人
上傳時間: 2022-05-30
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目前,在電壓互感器設(shè)計中,雖有人進行過可靠性設(shè)計利優(yōu)化設(shè)計方面的研究,但采用的方法仍為傳統(tǒng)方法.本文采用現(xiàn)代設(shè)計方法,它將有限元分析、可靠性設(shè)計技術(shù)利優(yōu)化設(shè)計技術(shù)有機的結(jié)合起來,因此采用現(xiàn)代設(shè)計方法得到的方案比利用傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計出的方案更加經(jīng)濟合理.首先,本文簡單介紹了電壓互感器的原理,描述了電壓互感器的分類、基本參數(shù)和誤差分析.第二,本文研究了電磁場有限元分析原理,介紹了麥克斯韋方程和電磁場微分方程.本文采用大型通用有限元分析軟件ANSYS對電壓互感器進行二維電磁場有限元分析,對電壓互感器建立了有限元數(shù)學模型和網(wǎng)格剖分,對有限元模型加載了邊界條件并進行了求解.研究了二維磁場分析單元PLANE53單元利電路模擬單元CIRCU124單元的特點及使用方法.第三,對電壓互感器的瓷套部分進行了可靠性設(shè)計.瓷套所受的彎曲負荷應(yīng)力很多,主要包括:風力負荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,地震負荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,產(chǎn)品運輸中傾斜產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力.本文研究了瓷套的應(yīng)力分布的確定方法,將多種應(yīng)力疊加在一起,推出了應(yīng)力分布參數(shù)的計算公式.瓷套的應(yīng)力、強度利各設(shè)計變量均可認為服從正態(tài)分布,在設(shè)計時作為正態(tài)分布變量處理.本文應(yīng)用應(yīng)力-強度干涉理論,對電壓互感器瓷套的可靠性設(shè)計方法進行了研究.第四,研究了ANSYS軟件的優(yōu)化設(shè)計模塊,研究了采用ANSYS軟件進行優(yōu)化設(shè)計的步驟和優(yōu)化工具及方法.利用ANSYS軟件的參數(shù)化設(shè)計語言與其OPT模塊,實現(xiàn)了有限元數(shù)值計算與優(yōu)化設(shè)計的有機結(jié)合.并以額定一次電壓35KV,額定二次電壓100V,額定頻率50HZ的電壓互感器為例,進行了有限元分析計算利優(yōu)化設(shè)計.根據(jù)電壓互感器產(chǎn)品設(shè)計的實際情況,確定設(shè)計變量為繞組導線規(guī)格和鐵心結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化循環(huán)結(jié)束以后,可以選擇列出所有參數(shù)的數(shù)值,也可以只列出優(yōu)化變量,可以用圖顯示指定的參數(shù)隨序列號的變化情況,通過多方案的比較,得到最優(yōu)方案.將現(xiàn)代設(shè)計方法應(yīng)用于生產(chǎn)廠家,可節(jié)省研究開支,大大縮短開發(fā)周期,減少計算誤差,減少試驗費用,降低成本,提高產(chǎn)品的可靠性,因此本項目的研究具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益.
上傳時間: 2013-06-10
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稀土永磁無刷直流電動機采用高磁能積的稀土永磁材料,同時采用電子換向技術(shù)去掉了電刷,使得它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高、運行特性優(yōu)良等特點,從而廣泛應(yīng)用于航空航天、精密儀器、工業(yè)控制等許多對電機運行性能要求較高的場合。因此,對稀土永磁無刷直流電機的研究具有重要的意義。本文對稀土永磁無刷直流電動機設(shè)計方法和分析方法進行了研究: 永磁電機設(shè)計計算中傳統(tǒng)的一般采用比較簡單的磁路法,用磁鋼工作圖計算靜態(tài)及動態(tài)的工作點,這顯然不能滿足精確性的要求。本文采用了場路結(jié)合的方法,首先利用磁路法對電機進行初步設(shè)計,然后建立有限元分析模型對電機的參數(shù)和性能進行精確分析,采用這樣的方法不但可以滿足精確性要求,同時可以縮短設(shè)計周期。 本文把有限元方法引入到了對電機性能影響較大的重要系數(shù)(如空載漏磁系數(shù)、電樞計算長度、計算極弧系數(shù)和氣隙系數(shù)等)及性能參數(shù)反電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電感的計算中。以電機內(nèi)磁場有限元分析為基礎(chǔ)的設(shè)計結(jié)果體現(xiàn)了較高的精確度;同時,由于在大功率、高轉(zhuǎn)速的永磁無刷直流電動機中,電流受漏感的影響從而改變了電機的性能,因此漏感的作用不容忽視。本文推導了稀土永磁無刷直流電動機漏電感計算的有限元方法,引入了電機等效電阻系數(shù),并針對電磁轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生的原因,給出了多種有效的抑制方法,使電機設(shè)計更為合理。最后介紹了電機測試平臺的搭建和具體的測試方法,以驗證用戶關(guān)心的電機性能參數(shù)在電機設(shè)計中的正確性。
標簽: 稀土 無刷直流電動機 設(shè)計與分析
上傳時間: 2013-06-09
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永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)作為交流伺服系統(tǒng)的主流,在工業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛、前景廣闊。永磁同步伺服電動機作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個伺服系統(tǒng)的性能。因此,精心設(shè)計性能優(yōu)異的永磁同步伺服電動機具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本課題系統(tǒng)研究了永磁同步伺服電動機的本體設(shè)計,包括設(shè)計方法、性能計算、有限元分析、參數(shù)計算、控制仿真、實驗測試等。 首先,綜述和分析了永磁同步伺服電動機的研究現(xiàn)狀、存在問題和發(fā)展前景,研究了永磁同步伺服電動機的設(shè)計特點和方法。開發(fā)了永磁同步伺服電動機的電磁計算程序,結(jié)合有限元計算數(shù)值的校正,完成對樣機的性能計算,計算結(jié)果較為準確。 接著,深入分析永磁同步伺服電動機的氣隙磁場,得到充磁方式、極弧系數(shù)、不均勻氣隙、永磁體厚度等因素對氣隙磁場的影響,繪制了各因素對氣隙磁場基波和諧波總量影響的曲線,通過優(yōu)化設(shè)計,得到了明顯改善的正弦氣隙磁場。并拓展研究總結(jié)了不同永磁體形狀和尺寸對永磁直流電動機在換向和性能上的影響,取得有實用價值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet電磁分析軟件建立了永磁同步伺服電動機的有限元分析模型,深入研究了電機的反電勢波形、穩(wěn)態(tài)運行性能和齒槽轉(zhuǎn)矩,計算了直、交軸同步電抗等重要參數(shù)。建立了永磁同步伺服電動機Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并進行了仿真研究。 最后,對永磁同步伺服電動機進行了實驗測試和分析,包括反電勢波形與磁場波形測試、性能曲線測試、直交軸同步電抗的測量。對測試結(jié)果與設(shè)計結(jié)果進行了比較分析,驗證了設(shè)計方法的正確性。
上傳時間: 2013-08-04
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展,廣泛用于大型發(fā)電機組測量和保護用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強電磁干擾和多相運行等特點,在設(shè)計大電流互感器時,必須采取有效的屏蔽措施,屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩,盡管有效,但設(shè)備笨重。本文中,作者對有外層屏蔽繞組的大電流互感器進行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后,如何優(yōu)化設(shè)計屏蔽繞組,使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對環(huán)形鐵心的影響呢?針對上述的問題,本文作者主要完成如下幾個方面的工作: 1、首先對國內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進行了敘述,并成功設(shè)計了15000/5A大電流互感器。 2、對精典的電磁場理論和場路耦合法的數(shù)學理論進行了深入的研究,建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數(shù)學模型和仿真模型。應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對電流互感器鐵心的影響;重點分析了繞組屏蔽雜散磁通理論;通過等值電流法,得到無論三相還是多相電流互感器條件下,中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴重的,為大電流互感器的有效保護提供了科學依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組,對屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性,再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置,共提出了多種優(yōu)化方案;根據(jù)三維場路耦合有限元分析模型,精確計算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應(yīng)強度分布和外層繞組的局部最高溫升,通過比較多種計算結(jié)果,得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢法和降流回路法兩種試驗方案模型,通過比較試驗方案仿真計算結(jié)果和出廠試驗結(jié)果,證明了仿真計算結(jié)果是正確的,可靠的。 通過對屏蔽繞組進行優(yōu)化設(shè)計后,有效地削弱了雜散磁通,使得大電流互感器輕型化、小型化,節(jié)約了大量的銅材料,使得其運輸更加方便。
標簽: 大電流 互感器 繞組 應(yīng)用研究
上傳時間: 2013-04-24
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本論文圍繞大容量汽輪發(fā)電機的進相運行展開了研究工作。全文共分七章。第一章首先闡述了發(fā)電機進相運行的重要性和迫切性,對國內(nèi)外相關(guān)方面的研究概況作了較為系統(tǒng)全面的綜述,并對本論文的研究內(nèi)容作了簡單介紹。第二章給出了低頻三維渦流電磁場的復邊值問題,并介紹了復矢量場的一些理論基礎(chǔ)。然后分別利用伴隨算子和伴隨場函數(shù)(廣義相互作用原理)、最小作用原理和拉格朗日乘子法(廣義變分原理),建立了低頻三維渦流電磁場中非自伴算子問題的變分描述。上述三種方法所得的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果完全一致。第三章介紹了圓柱坐標系下基于拱形體單元的三維穩(wěn)態(tài)溫度場有限元計算模型,并將變分法的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果進行了對比。第四章建立了汽輪發(fā)電機端部三維行波渦流電磁場的數(shù)學模型,在渦流控制方程中引入了罰函數(shù)項以使庫倫規(guī)范自動滿足,并應(yīng)用廣義相互作用原理導出了對應(yīng)的泛函變分及其有限元計算格式。然后對多臺大容量汽輪發(fā)電機端部的渦流電磁場進行了實例計算,并分析了罰函數(shù)項對數(shù)值解穩(wěn)定性的影響以及影響端部電磁場的各種因素。第五章建立了大型汽輪發(fā)電機端部三維溫度場的有限元計算模型,并應(yīng)用傳熱學理論研究了散熱系數(shù)、等效熱傳導系數(shù)等問題。然后求解了QFSS-300-2型汽輪發(fā)電機端部大壓圈上的三維溫度場分布,并與兩臺機組多種工況下的實測數(shù)據(jù)進行了對比。第六章介紹了二維穩(wěn)態(tài)溫度場的邊值問題及其等價變分,導出了其有限元計算格式。然后求解了QFQS-200-2型汽輪發(fā)電機端部壓圈上的溫度分布,并與實測數(shù)據(jù)進行了對比。第七章首先定性研究了汽輪發(fā)電機從遲相運行到進相運行過程中不同區(qū)域上磁場強度的變化規(guī)律。然后介紹了發(fā)電機變參數(shù)數(shù)學模型,結(jié)合實測數(shù)據(jù)以及最小二乘回歸分析計算了發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的相關(guān)電氣參數(shù),并分析了發(fā)電機各物理量之間的相互關(guān)系。隨后分析了不同工況下發(fā)電機端部結(jié)構(gòu)件上的渦流損耗及溫升的變化趨勢。最后,利用發(fā)電機變參數(shù)模型給出了發(fā)電機的飽和功角特性、靜穩(wěn)極限以及運行極限圖。
上傳時間: 2013-07-10
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特點: 精確度0.1%滿刻度 可作各式數(shù)學演算式功能如:A+B/A-B/AxB/A/B/A&B(Hi or Lo)/|A|/ 16 BIT類比輸出功能 輸入與輸出絕緣耐壓2仟伏特/1分鐘(input/output/power) 寬范圍交直流兩用電源設(shè)計 尺寸小,穩(wěn)定性高
上傳時間: 2014-12-23
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特點(FEATURES) 精確度0.1%滿刻度 (Accuracy 0.1%F.S.) 可作各式數(shù)學演算式功能如:A+B/A-B/AxB/A/B/A&B(Hi or Lo)/|A| (Math functioA+B/A-B/AxB/A/B/A&B(Hi&Lo)/|A|/etc.....) 16 BIT 類比輸出功能(16 bit DAC isolating analog output function) 輸入/輸出1/輸出2絕緣耐壓2仟伏特/1分鐘(Dielectric strength 2KVac/1min. (input/output1/output2/power)) 寬范圍交直流兩用電源設(shè)計(Wide input range for auxiliary power) 尺寸小,穩(wěn)定性高(Dimension small and High stability)
上傳時間: 2013-11-24
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/*--------- 8051內(nèi)核特殊功能寄存器 -------------*/ sfr ACC = 0xE0; //累加器 sfr B = 0xF0; //B 寄存器 sfr PSW = 0xD0; //程序狀態(tài)字寄存器 sbit CY = PSW^7; //進位標志位 sbit AC = PSW^6; //輔助進位標志位 sbit F0 = PSW^5; //用戶標志位0 sbit RS1 = PSW^4; //工作寄存器組選擇控制位 sbit RS0 = PSW^3; //工作寄存器組選擇控制位 sbit OV = PSW^2; //溢出標志位 sbit F1 = PSW^1; //用戶標志位1 sbit P = PSW^0; //奇偶標志位 sfr SP = 0x81; //堆棧指針寄存器 sfr DPL = 0x82; //數(shù)據(jù)指針0低字節(jié) sfr DPH = 0x83; //數(shù)據(jù)指針0高字節(jié) /*------------ 系統(tǒng)管理特殊功能寄存器 -------------*/ sfr PCON = 0x87; //電源控制寄存器 sfr AUXR = 0x8E; //輔助寄存器 sfr AUXR1 = 0xA2; //輔助寄存器1 sfr WAKE_CLKO = 0x8F; //時鐘輸出和喚醒控制寄存器 sfr CLK_DIV = 0x97; //時鐘分頻控制寄存器 sfr BUS_SPEED = 0xA1; //總線速度控制寄存器 /*----------- 中斷控制特殊功能寄存器 --------------*/ sfr IE = 0xA8; //中斷允許寄存器 sbit EA = IE^7; //總中斷允許位 sbit ELVD = IE^6; //低電壓檢測中斷控制位 8051
上傳時間: 2013-10-30
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TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器,使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu),能夠節(jié)省51系列單片機I/O資源;且價格適中,分辨率較高,因此在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。 TLC2543的特點 (1)12位分辯率A/D轉(zhuǎn)換器; (2)在工作溫度范圍內(nèi)10μs轉(zhuǎn)換時間; (3)11個模擬輸入通道; (4)3路內(nèi)置自測試方式; (5)采樣率為66kbps; (6)線性誤差±1LSBmax; (7)有轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出EOC; (8)具有單、雙極性輸出; (9)可編程的MSB或LSB前導; (10)可編程輸出數(shù)據(jù)長度。 TLC2543的引腳排列及說明 TLC2543有兩種封裝形式:DB、DW或N封裝以及FN封裝,這兩種封裝的引腳排列如圖1,引腳說明見表1 TLC2543電路圖和程序欣賞 #include<reg52.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit clock=P1^0; sbit d_in=P1^1; sbit d_out=P1^2; sbit _cs=P1^3; uchar a1,b1,c1,d1; float sum,sum1; double sum_final1; double sum_final; uchar duan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar wei[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; void delay(unsigned char b) //50us { unsigned char a; for(;b>0;b--) for(a=22;a>0;a--); } void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d) { P0=duan[a]|0x80; P2=wei[0]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[b]; P2=wei[1]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[c]; P2=wei[2]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[d]; P2=wei[3]; delay(5); P2=0xff; } uint read(uchar port) { uchar i,al=0,ah=0; unsigned long ad; clock=0; _cs=0; port<<=4; for(i=0;i<4;i++) { d_in=port&0x80; clock=1; clock=0; port<<=1; } d_in=0; for(i=0;i<8;i++) { clock=1; clock=0; } _cs=1; delay(5); _cs=0; for(i=0;i<4;i++) { clock=1; ah<<=1; if(d_out)ah|=0x01; clock=0; } for(i=0;i<8;i++) { clock=1; al<<=1; if(d_out) al|=0x01; clock=0; } _cs=1; ad=(uint)ah; ad<<=8; ad|=al; return(ad); } void main() { uchar j; sum=0;sum1=0; sum_final=0; sum_final1=0; while(1) { for(j=0;j<128;j++) { sum1+=read(1); display(a1,b1,c1,d1); } sum=sum1/128; sum1=0; sum_final1=(sum/4095)*5; sum_final=sum_final1*1000; a1=(int)sum_final/1000; b1=(int)sum_final%1000/100; c1=(int)sum_final%1000%100/10; d1=(int)sum_final%10; display(a1,b1,c1,d1); } }
上傳時間: 2013-11-19
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