BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH MODELING OF ACTUATORS, SENSOR AND ELECTRONIC CIRCUITS Tóm tắt đề tài Hệ thống tác động là một phần tử của hệ thống điều khiển chịu trách nhiệm chuyển đổi đầu ra của bộ vi xử lý thành hành động điều khiển trên máy hoặc thiết bị. Các loại hệ thống truyền động khác nhau là: • Hệ thống truyền động cơ khí • Hệ thống truyền động điện • Hệ thống truyền động thủy lực • Hệ thống truyền động khí nén Hệ thống truyền động cơ khí có thể bao gồm các liên kết, bánh răng, cam, xích hoặc dây đai. Công suất đầu vào được cung cấp tại một phần tử của hệ thống này và công suất đầu ra được nhận ở phần tử khác của hệ thống. Về cơ bản đây là những yếu tố chuyển đổi chuyển động từ dạng này sang dạng khác. Hệ thống kích hoạt điện bao gồm các thiết bị như: động cơ DC, động cơ AC, động cơ DC không chổi than, động cơ bước. Đầu vào của các thiết bị này là năng lượng điện và đầu ra là năng lượng cơ học. Hệ thống truyền động thủy lực và khí nén sử dụng năng lượng chất lỏng để dẫn động các thiết bị truyền động quay hoặc thẳng. Trong cách thứ nhất, chất lỏng làm việc thường là dầu (đôi khi là nước nhũ tương dầu), và ở dạng thứ hai, nó là khí nén. Hệ thống thủy lực được ưu tiên khi yêu cầu công suất cao nhưng rò rỉ chất lỏng thường là một vấn đề với các hệ thống này. Mặt khác, vấn đề rò rỉ không phải ở đó với hệ thống khí nén nhưng khả năng nén của không khí ảnh hưởng đến hoạt động điều khiển.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ THÔNG MINH MODELING OF ACTUATORS, SENSOR AND ELECTRONIC CIRCUITS Học viên thực hiện: Ngô Quang Tài – 20202906M Giảng viên hướng dẫn: TS Hoàng Hồng Hải Tóm tắt đề tài Hệ thống tác động phần tử hệ thống điều khiển chịu trách nhiệm chuyển đổi đầu vi xử lý thành hành động điều khiển máy thiết bị Các loại hệ thống truyền động khác là: Hệ thống truyền động khí Hệ thống truyền động điện Hệ thống truyền động thủy lực Hệ thống truyền động khí nén Hệ thống truyền động khí bao gồm liên kết, bánh răng, cam, xích dây đai Cơng suất đầu vào cung cấp phần tử hệ thống công suất đầu nhận phần tử khác hệ thống Về yếu tố chuyển đổi chuyển động từ dạng sang dạng khác Hệ thống kích hoạt điện bao gồm thiết bị như: động DC, động AC, động DC không chổi than, động bước Đầu vào thiết bị lượng điện đầu lượng học Hệ thống truyền động thủy lực khí nén sử dụng lượng chất lỏng để dẫn động thiết bị truyền động quay thẳng Trong cách thứ nhất, chất lỏng làm việc thường dầu (đôi nước - nhũ tương dầu), dạng thứ hai, khí nén Hệ thống thủy lực ưu tiên u cầu cơng suất cao rị rỉ chất lỏng thường vấn đề với hệ thống Mặt khác, vấn đề rị rỉ khơng phải với hệ thống khí nén khả nén khơng khí ảnh hưởng đến hoạt động điều khiển MỤC LỤC 1.1 Mơ hình động 1.1.1 Mơ hình truyền động khí 1.1.1.1 Cơ chế mối liên hệ 1.1.1.2 Bánh 1.1.1.3 Lực ma sát 1.1.2 Mơ hình động truyền động điện 1.1.2.1 Động DC 1.1.2.2 Động nam châm vĩnh cửu 1.1.2.3 Động DC với cuộn dây 1.1.2.4 Động AC 1.1.2.5 Động Step 1.1.3 Mơ hình servo thủy lực 1.2 Mơ hình hóa cảm biến 1.2.1 Thuật ngữ hiệu suất 1.2.2 Đặc tính tĩnh động 1.2.3 Phân loại cảm biến 1.2.4 Tiêu chí lựa chọn 1.2.5 Mơ hình Bond Graph 1.2.6 Mơ hình hóa hệ thống điện tử với Bond 1.2.7 Cảm biến vị trí 1.2.7.1 Chiết áp 1.2.7.2 Bộ mã hóa 1.2.7.3 Công tắc học 1.2.7.4 Cảm biến tiệm cận 1.2.8 Cảm biến vận tốc 1.2.8.1 Bộ mã hóa tăng dần 1.2.8.2 Máy phát điện nhanh 1.2.9 Cảm biến gia tốc 1.2.9.1 Gia tốc kế địa chấn 1.2.10 Cảm biến lực áp suất 1.2.10.1 Máy đo độ căng 1.3 Các mẫu linh kiện mạch điện tử 1.3.1 Điều hịa tín hiệu 1.3.2 Bộ khuếch đại hoạt động 1.3.2.1 Cấu hình đảo ngược 1.3.2.2 Cấu hình khơng đảo ngược 1.3.3 Mạch Op-Amp 1.3.3.1 Mạch khuếch đại 1.3.3.2 Mạch trừ 1.3.3.3 Mạch tích hợp 1.3.3.4 Mạch phân biệt 1.3.3.5 Thiết bị lấy mẫu giữ 1.3.3.6 Bộ so sánh 1.3.4 Diode bán dẫn 1.3.5 Transistor 1.3.5.1 Transistor khuếch đại 1.3.5.2 Transistor công tắc 1.3.5.3 Mơ hình bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ tuyến tính hóa 1.3.5.4 Mơ hình tín hiệu lớn 1.3.5.5 Mơ hình phi tuyến chi tiết 1.4 Kết luận 1.1 Mô hình động Mơ hình hóa động truyền động hữu ích việc biết hành vi động truyền động. Với trợ giúp mơ hình kích hoạt hệ thống mechatronic integrated xác định thông số khác mômen xoắn điện áp và yêu cầu tại. Trước hết lấy máy bơm khí và chúng ta cố gắng hiểu làm vẽ mơ hình biểu đồ liên kết khí bộ truyền động. Trong chương này, phát triển mơ hình động truyền động đơn giản. 1.1.1 Mơ hình truyền động khí Động cơ học bao gồm chế. Các chế thiết bị chuyển đổi một dạng chuyển động khác. Họ dùng mối liên kết: bánh răng, dây xích ổ cứng. Camera mối liên kết sử dụng để có cụ thể hình thức chuyển động. Động dùng hệ thống mechatronic có tốc độ cao và mômen xoắn thấp, yêu cầu thường lệ tốc độ thấp mômen xoắn cao. Cái này yêu cầu đạt cách sử dụng bánh răng. Bánh song song dùng để giảm tốc độ trục. Bánh côn dùng để truyền chuyển động quay qua 90◦. Sự xếp bánh dùng để chuyển động quay sang chuyển động tuyến tính. Có răng dây đai xiềng xích dùng để truyền chuyển động quay dương. Nhiều công việc trước chế thay vi xử lý Tuy nhiên, cần thiết bị truyền động học cho nhiệm vụ, chẳng hạn khuếch đại lực/mômen xoắn thay đổi tốc độ bánh răng, chuyển động từ trục sang trục khác theo thời gian. Chúng ta yêu cầu loại chuyển động cụ thể chuyển động nhanh chóng chúng ta yêu cầu điều động khí. 1.1.1.1 Cơ chế mối liên hệ Thiết kế nhiều chế dựa hai dạng dây chuyền động học (1) Cơ cấu quay trượt (2) chế thanh. Hãy bắt đầu nghiên cứu với trượt cơ cấu quay. Cơ Cấu Quay Trượt Biểu đồ Bond Graph hệ thống trình bày hình. 1.1.Tay quay đầu vào một nguồn lực τ .Thanh trượt di chuyển chống lại lò xo cứng K và ma sát giảm chấn Rs Chuyển động góc tay quay biểu diễn bằng θ˙. Hình 1.1 Giản đồ sơ đồ cơ chế quay trượt Hình 2 Mơ hình biểu đồ Bond Graph cơ chế quay trượt Máy biến áp quay vịng quay. Modull transformers có thể từ phân tích động học chế sau: Để độ dài tay quay L1 và kết nối (Thanh giữa điểm b c) L2 Ta có: L1 sin θ = L2 sin α đây α vị trí góc liên kết 2. Vì vậy, có được: α =sin-1( L1 sin θ) L2 Phía quan hệ cho thấy tay quay xoay được nếu L1 > L2, α và θ có tổng 108 độ và π /2