АННОТАЦИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 9
1.1 Технические требования к телекамерам подводных аппаратов 9
1.2 Понятие сервопривода 10
1.2.1 Устройство сервопривода 11
1.2.2 Управление сервоприводом. Интерфейс управляющих сигналов 12
1.2.3 Delta Electronics ASDA-A2 13
Рисунок 1.4 - Delta Electronics ASDA-A2 14
1.2.4 Сервопривод Fukuta серия SF-80 16
1.2.5 Сервопривод Fukuta серия SF-90 17
2. РАСЧЕТ СЕРВОПРИВОДА 18
2.1 Расчет электродвигателя, в целях определения мощности 18
2.1.1 Определение номинальной мощности электродвигателя 18
2.2 Схема модели сервопривода 21
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕРВОПРИВОДА 36
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ 42
4.1 Анализ исходных данных, формирование технических требований к устройству 42
4.2 Схемотехнический анализ проектируемого средства 42
4.2.1 Выбор стандарта для передачи электрических характеристик. Сравнительный анализ
RS-235 и RS-485 42
4.2.2 Разработка структурной схемы системы управления 45
4.3 Конструкция блоков управления осями 47
4.4 Схема реверсивного управления электродвигателем постоянного тока 50
4.5 Конструкция контроллера управления поворотным устройством 52
4.6 Выбор элементов системы управления 57
4.6.1 Выбор элементов схемы блоков управления осями 57
4.6.2 Выбор элементов схемы контроллера управления поворотным устройством 59
4.7 Выбор типа печатной платы 60
4.8 Выбор способа установки элементов на печатную плату 62
4.9 Выбор материала печатной платы 65
4.10 Топология и компоновка печатной платы 67
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
6. ОХРАНА ТРУДА 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 79
Приложения 84
Автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) и телеуправляемые необитаемые аппараты (ТНПА) представляют собой особый вид морской техники.
АНПА и ТНПА являются морскими техническими средствами двойного назначения. АНПА и ТНПА (в более общей трактовке - подводная робототехническая система) - это еще и современная технология, обеспечивающая завоевание лидирующего экономического положения в мире за счет повышения экономической эффективности подводных работ.
Безусловными преимуществами использования АНПА и ТНПА на больших глубинах являются: более высокая производительность, простота эксплуатации, точность управления, меньшая стоимость, безопасность для человека. Развитие технологий подводной робототехники показывает, что в будущем автономные необитаемые подводные системы будут выполнять множество задач, связанных не только с экстремальными подводными операциями, где их применение оказывается единственно возможным в силу сложных физических условий или имеющейся угрозы для жизни человека, но и широкий спектр задач двойного назначения.
При этом функциональность АНПА и ТНПА расширяется не только за счет новых технологических возможностей и конструктивных решений, но и за счет реализации различных алгоритмов группового использования подводных технических систем. Эффективность АНПА и ТНПА возрастает при использовании их «группировок» в комплексе с объектами-носителями: кораблями, подводными лодками и аппаратами. Это означает, что каждый подводный робот способен выполнять относительно простые операции, но в комплексе с другими подводными аппаратами - решать весьма сложные задачи.
В результате группировка из нескольких малых подводных аппаратов способна более эффективно выполнять задачи, решаемые в настоящее время традиционными подводными техническими системами. В состав АНПА и ТНПА входит специальная группа аппаратов, использующих для своего перемещения принцип изменения остаточной плавучести - подводных глайдеров.
В последнее время наблюдается повышенный интерес к разработкам именно таких подводных технических систем, обладающих набором неоспоримых преимуществ - сверхбольшой автономностью, сверхбольшой дальностью хода, «удобными» при эксплуатации массогабаритными характеристиками, сверхмалой шумностью, относительно низкой стоимостью производства и эксплуатации.
В связи с этим особую актуальность приобретает разработка надежных механизмов функционирования аппаратов.
Сервопривод - устройство, предназначенное для перемещения регулирующего органа в системах автоматического регулирования или дистанционного управления, а также в качестве вспомогательного привода элементов следящих систем, рулевых устройств транспортных машин и т. п.
В данной дипломной работе была разработана аналоговая модель сервопривода для поворота видеокамеры подводного аппарата.
Для сервопривода была спроектирована система управления двухкоординатным поворотным устройством.
Система может применяться так же совместно с различными техническими средствами в которых необходимо управление двухкоординатным поворотным механизмом.
Для полученной системы сервопривода была сгенерирована на базе пакета программ Matlab модель. При этом для полученной модели были определены основные технические характеристики и сделан вывод о приемлемом для промышленно используемых систем качестве данной модели сервопривода.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
