Câu hỏi cơ điện tử

Loại động cơ này được gắn thêm encoder để lấy tín hiệu hồi tiếp như tốc độ, vị trí.. Ứng dụng của động cơ servo là dùng để điều khiển chính xác các thông số như: góc quay, tốc độ, momen.

Câu1: Phân tích vị trí, vai trò của khối sơ cấu chấp hành trong hệ thống CĐT, khối

cơ cấu chấp hành gồm n~ bộ phận nào,T.bày vai trò và đđ of từng bộ fận:

- Vị trí: CCCH nằm trước bộ điều khiển và nằm sau phần công tác, chúng được liên hệ bởi các bộ truyền như các khâu các khớp phía sau fần đk và phía trc fần công tác vận hành theo yêu cầu, bộ fận dẫn động tao nguồn năng lượng cđ truyền động biến đổi cđ tốc độ cđ

- vai trò: nhận tín hiệu điều khiển từ bộ đk và cung cấp năng lượng cho fần công tác + cấu trúc cơ bản gồm 2 bộ phận dẫn động và bộ fận truyền động:

1-bộ phận dẫn động gồm các loại động cơ để tạo ra nguồn cđ (động cơ điện ĐC thủy lực khí nén ):

2-bộ fận truyền động và biến đổi cđ (hộp giảm tốc, băng tải, xíh tải…)gồm bộ truyền có tỷ số truyền ko đổi như là bộ truyền (bánh r trục vít b vít ) và bộ try có tỷ số tr thay đổi như (cơ cấu cu lít cam, tay quay con trượt)

Câu 2: Phân tích ưu nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực

Ư.điểm:+ tr.động đc công suất cao và lực lớn(nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt

động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng)

+ điều chỉnh đc vận tốc làm việc tinh và vô cấp dễ thực hiện TĐH theo Đk làm việc theo chương trình có sẵn

+ kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các fần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào nhau

+ có khả năng giảm KLvà kích thước, giờ chọn áp suất thủy lực cao Nhờ quán tính nhờ của bơm và động cơ thủy lực nhờ tính chịu nén của dầu có thể sử dụng ở vận tốc cao mà

ko bị sự va đập mạnh (như trong cơ khí và điện)

+ dễ biến đổi cđ quay of đ c thanh cđ thịnh tiến của cơ cấu c h

+ dễ dề fong quá tải nhờ van an toàn, dễ quan sát và theo dõi bằng áp kế kể cả các hệ phức tạp nhiều mạch

+ tụ động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị fức tạp bằng cách dùng các phần tử tiêu chuẩn hóa

N.điểm: + mất mát trong đg ống dẫn và dò dỉ bên trong các phần tử làm giảm hiệu suất

và phạm vi hoạt đọng của các phần tử

+ khó dữ đc vận tốc ko đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén đc của chất lỏng và tính đàn hồi của đg ống dẫn

+ khi mới khởi động nhiệt độ của ht chưa ổn định vận tốc làm việc thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi

-Truyền động thủy lực do có nhiều ưu điểm nên đc sử dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp để khắc phục những nhược điểm của truyền động thủy lực hiện nay người ta dùng các loại truyề động liên hợpnhư truyền động thủy cơ, cơ khí

Câu 3: Trình bày cấu trúc cơ bản of hthông cđt dưới dạng khối giải thích ý nghĩa of từng khối? Sự hình thành các nguồn tín hiệu trong sơ đồ và diễn giải qt hoạt động of chúng (tryền đi và đc sử lý như thế nào)TL: sơ đồ khối of htcđt

+ fần công tác: là fàn trục tiếp tạo ra các thao thác c nghệ (hàn các sơn phủ chậy dao máy tiện, cánh tay robot c nghiệp)

+ Cơ cấu c hành gồm 2 fần dẫn động và truyền đ.-bộ phận dẫn động gồm các loại động

cơ để tạo ra nguồn cđ (động cơ điện ĐC thủy lực khí nén )-bộ fận truyền động và biến đổi cđ (dạng cđ và tốc độ cđ)(hộp giảm tốc, băng tải, xíh tải…)gồm bộ truyền có tỷ số truyên ok đổi như là bộ truyền (bánh r trục vít b vít ) và bộ try có tỷ số tr thay đổi như (cơ cấu cu lít cam, tay quay con trượt)+ mô hình hóa xác định các thông số động hc và đồg lực hc của phần công tác, xác định ra các thông số trạng thái phục vụ cho việc viết các chương trình đk.+ bộ đk lưu trữ chương trình đk, fát tín hiệu trực tiếp tác động lên khâu chấp hành để điều chỉnh năng lượng cho fần công tác, giúp cho fần công tác thực hiện đúng quy trình công nghệ mong muốn.+ hệ thống đo để giám sát quá trình của hệ thống và tác động bên ngoài của môi trường đảm bảo cho việc chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho việc hiệu chỉnh đk.+ sụ hình thành các nguồn tín hiệu (.) sơ đồ: từ ý tưởng mục đích thiết kế để làm j ta đi thiết kế cấu trúc phần công tác mô hình hóa thiết kế bằng bản vẽ ,

mô hình hóa, mô hình toán (xác định thông số động hc và đlực hc ) lưu chữ chương trình qua các thông số trong bộ đk Bộ đk fát tín hiệu cho ccch hoạt động theo các thông số đã đc lưu trữ.Cơ cấu chấp hành cung cấp năng lượng cho fần công tác hoạt động hệ thống đo gồm các xen sơ thu thập tín hiệu từ môi trường kiểm soát vị trí, vận tốc và lực của fần công tác Bên cạnh đó còn xác định các thông số, đại lượng tác động ảnh hưởng từ môi trương bên ngoài và fản hồi trở lại bộ đk Tín hiệu để tương thích của bộ đk cần các yêu cầu : biến đổi AD từ tín hiệu tương tự sang số (analog-> digital) Khuếch đại đủ lớn để bộ đk nhận dạng lọc để lọc tín hiệu nhiễu, truyền dẫn gép nối với sóng cao tần có năng lương lớn sau đó tách tín hiệu (điều chế – tách sóng) trường hợp cần truyền dẫn

ko dây (trung tâm đk xa phần công tác) Bộ đk tiếp nhận từ hệ thống đo so sánh tín hiệu ở hệ thống cũ sai lệch sang tính toán hiệu chỉnh

Cơ cấu chấp h Phần công tác Thao tác

công nghệ

Mô hình hóa Bộ điều khiển

Vi xử lý

Hệ thống đo

Mạch điện tử

Máy tình

Câu 4: Phân tích vị trí vai trò of hệ thống đo trong các hệ thống đo cđt để thông tin fản hồi tương thích với bộ đk thì hệ thống đo fải đảm bảo các quá trình biến đổi tín hiệu như thế nào ? trình bày lý do fải có các qt đó?

-Vị trí: của HT đo ở sau khối thao tác công ngệ và ở fía trước bộ đk

Vai trò: thu thập dữ liệu từ môi trường công tác và các thông số trạng thái của hệ thống để phản hồi về bộ điều khiển sau khi đã thực hện các qt sử lý TH.fục vụ cho qt giám sát + các qt sử lý TH để thông tin fản hồi tương thích với bộ đk thì hệ thống đo fải thực hiên các qt biến đổi TH biến chyển đổi AD từ t/h tương tự sang tín hiệu số Nhờ các bộ chyển đổi ADC Khuêch đại đủ lớn để bộ đk nhận dạng nhờ các mạch khuêch đại vi sai,

kđ cách li Lọc là qt loại bỏ tín hiệu nhiễu nhờ các mạch lọc dựa trên các thuật toán sử lý tín hiệu số Điều chế trong qt phản hồi tín hiệu khi cần điều khiển t h đi xa trung tâm

đk công tác cần truyền đến thành dạng nhỏ nhờ nhờ kỹ thuậ đk điề chế bản chất của kỹ thuậ điều chế là gép tín hiệu cần fản hồi nơi tín hiệu cao tần Giải điều chế kỹ thuật thu hồi t/h ban đầu sau khi đã fản hồi song mà trước đó đã sử dụng kỹ thuật điều chế

Câu 5 trình bày khái niệm nlý hoạt động phân loại và đặc tính cơ bản của độ cơ bước:

KN: đ.cơ bước là một loại đ.cơ điện có ngyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các loại đ c điện thông thường chúng thực chất là một đ c đồng bộ dùng để biến đổi các Tín H đk dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các c động góc quay hoạc

các c động của roto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết

Ngyên Lý hoat động: động cơ bước ko quay theo cơ chế thông thường, chúng quay

theo từng bước nên có độ chính sác rất cao về mặt điều khiển hc Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển đổi mạch điện từ đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần nhất định tổng số góc quay of roto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay of roto fụ thuộc vào thứ tụ chuyển đổi và tần số ch đổi

+ Phân loại: về cấu tạo, đ cơ b có thể đc coi là tổg hợp of 2 loại đ c đ c 1 chiều ko tiếp

xúc và đ c đồng bộ giản tốc công suất nhỏ

+ Nêu đ đ và các đặc tính cơ bản of đ c b trong đk ch động kt số, đ c b là một cơ cấu

chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số Đ c b đc úng dụng nhiều trong ngành TĐH chúng đc úng dụng nhiều trong các thiết bị cần đk chính xác VD: đk robôt đk tiêu cụ trong các hệ quang hc, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điều khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, đk lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, đk các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay…trong công ngệ máy tinh, đ c b đc sử dụng cho các loai ổ đĩa cứng ổ đĩa mềm máy in

5 đặc tính cơ bản: + Ko chổi than: Ko xảy ra hiện tượng đánh lửa chổi than làm tổn hao năng lượng, tại một số môi trg đặc biệt (hầm lò ) có thể gây nguy hiểm. Tạo đc momen giữ: Một vấn đề khó trong đk là đk đ c ở tốc độ thấp mà vẫn giữ đc momen tải

lớn Đ c b là thiết bị làm việc tốt trong vựng tốc độ nhỏ Nếu có thể giữ đc momen thậm

chỉ cả vị trí nhờ vào tác dụng hãm lại của từ trg rotor  Đk vị trí theo vùng hở: Một lợi

thế rất lớn của đ c b là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của roto theo ý muốn mà ko cần đến phản hồi vị trí như các đ c #, khụng phải dùng đến encoder hay máy fát tốc (# với

servo). Độc lập với dải: Với các loại đ c #, đặc tính của tải rất ảnh h tới chất lượng

đk Với đ c b tốc độ quay của rotor khụng phụ thuộc vào tải (khi vẫn nằm trong vùng momen có thể kéo đc) Khi momen tải quá lớn gây ra hiện tượng trượt do đó ko thể

kiểm soát đc góc quay 5 đáp ứng tốt. dừng lại và đảo chiều quay một cách dễ dàng

Câu 6 Trình bày NLHĐ phân loại các đặc tính cơ bản của đc secvo:

Khái niệm về động cơ servo

Động cơ SERVO là động cơ không đồng bộ nhưng có roto là nam châm vĩnh cửu Loại động cơ này được gắn thêm encoder để lấy tín hiệu hồi tiếp như tốc độ, vị trí Ứng dụng của động cơ servo là dùng để điều khiển chính xác các thông số như: góc quay, tốc độ, momen Động cơ servo đạt được công suất lớn và không bỏ bước như động cơ step

Nguyên lý hoạt động:Động cơ servo được thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng

kín Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển Nếu có bất kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp (liên hệ ngược) sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ

đạt được điểm chính xác Động cơ servo được thiết kế để đáp ứng độ chính xác cao, tốc

độ cao, tần số cao và kiểm soát được tốc độ và vị trí phần công tác cơ khí

Phân loại: Động cơ servo thường được phân thành hai loại: động cơ servo DC và động

cơ servo AC.Động cơ servo AC được chia thành hai loại: loại động cơ servo AC đồng

bộ và servo AC cảm ứng

Các đặc tính cơ bản của động cơ servo: 1 Tăng tốc độ đáp ứng vận tốc: các động cơ

thông thường muốn chuyển từ mức tốc độ này sang tốc độ khác thì phải mất một khoảng thời gian quá độ Động cơ servo đã khắc phục được nhược điểm này

2 Tăng khả năng đáp ứng: tức là có khả năng chuyển tiếp trơn các mức vận tốc, hay nói cách khác quá trình quá độ vận tốc xảy ra một cách tuyến tính

3 Mở rộng vùng điều khiển: có thể điều chỉnh tốc độ trong một dải rất rộng

4 Khả năng ổn định tốc độ: do có hồi tiếp vịt trí và vận tốc đến mạch điều khiển

(driver)

Câu 7 Các đặc điểm nhận biết 1 sp CĐT trình bầy vai trò của liên hệ ngược trong hệ thống cđt, cách thức thiết lập liên hệ ngược những lợi ích mà nó mang lại:? TL:các

đ đ nhận biết sản fẩm nhận biét 1 sp cđt – hệ servo(hệ kín có pản hồi) : tồn tại ít nhất

một liên hệ ngược) Là sự kết nối các phần tử cấu thành từ những lĩnh vực hoàn toàn

khác nhau – trong hệ cđt có 3 chức năng, động hc, đlh ,cđt: đảm bảo 3 trức năng chính động hc đ lực hc cđt –Có tính tự động hóa linh hoạt cao nhờ nhờ sự tích hợp các mo đun thành pần thuộc các lĩnh vực chuyên ngành # có sự kết hợp các thành fần cơ , điện, điện tử Công ngệ thông tin các sp cđt thường có cấu trúc nhỏ gọn tự động hóa linh hoạt thông minh So sánh dữa tk truyền thống đk cđt : cđt có đc sự vượt trội so với thiét kế tryền thốnglà nhờ sp cơ điện tử về mặt cấu trúc + vai trò liên hệ ngược: trong hệ thống cđt bản chất là fản hồi thông tin tín hiệu trong hệ cđttạo nên liên hệ ngược đc thực hiên nhờ hệ thống đo= các qt sau thu thập tín hiệu nhờ cảm biến (xensơ) biến đổi th qua các

qt sử lý thông tin như AD khuếch đại và cuối cùng truyền về bộ đk: từ fần công tác về bộ đk, bản chất là pản hồi tín hiệu trong hệ cđt do có liên hệ ngược nên các bộ fận trong hệ thóng cđt có mối quan hệ mật thiết với nhau có mối tương tác qua lại giữa các thành fần qua đó tạo gia các sản fẩm có độ chính xác cao, thời gian đáp ứng nhanh hơn so vói các hệ cơ khí đơn thuần.+ cách thức thiết lập liên hệ ngược : dùng mô hình hóa để tính toán các tín hiệu đk đặt vào c trình trong bộ đk liên hệ ngược xe đc ss với tín hiệu đặt Dùng fản hồi thông tin trực tiếp từ không gian công tác bằng cách sử dụng các sénsor; + lợi ích mà nó mang lại đk chính xác hoạt động khâu công tác theo đúng quỹ đạo mong muốn Không cần can thiệp vào fần cứng mà chỉ cần tác động vào fần mềm Tính kinh tế cao trong qua trình làm việc…?

Câu 8 Trình bày nguyên lý cơ bản của van servo kiểu vòi fun bản chắn cách thiét lập điểm 0 cho bản chắn.

NLHĐ: 1 đưa cuộn dây 1 dòng điện để động cơ momen tác động lên mặt roto 1 mô men quay M1 làm càng đàn hồi di chuyển bản chắn lại gần một trong hai miệng vòi fun, áp lực tăng do khe hở giảm làm giảm lưu lượng qua vòi fun này, buồng cấp dầu cho vòi fun bj chặn có áp suất tăng lên Lượng trênh áp trong các buồn của van trượt thủy lực cấp 2 làm di chuyển lõi trụ trượt mỏ đường cấp A hoặc B tới xylanh công tác 2: lõi trụ trượt di chuyển làm cong càng đàn hồi tạo gia một momen M 2 chống lại M1 đây là tín hiệu fản hồi cần có of hệ diêu chỉnh servo khi M2 bằng với M1 trụ trượt nằm ở vị tríc cân bằng và duy trì lưu lượng tới buông làm việc của xylanh công tác 3: nếu ngăt điện khỏi đ c momen, mm M1 mất theo , càng đàn hồi duỗi ra do đàn hồi và bị vòi fun đẩy về vị trí trung gian như ban đầu nên M2 cũng ko còn , 2 lò so xác định vị trí điểm 0 của lõi trụ trượt tác động đem trụ trượt về vị trí trung gian 2 vòi fun có lưu lượng cân bằng chở lại, hai buồn chứa có áp cân bằng cũng góp fần đẩy con trượt di chuyển về vị trí trung gian ngắt hết các đường A, B nên không có dầu tới xylanh công tác Qt chuyển động thực hiện xong 1 chu kỳ ứng vói 1 lần cấp nguồn cho động cơ mm , nếu hành động cấp nguồn sẩy ra liên tục thì chuyển động cũng liên tục và ngược lại Có thể thấy nếu không nhờ liên hệ ngược chuyển đông A hay B đã đc fát động có tốc độ fụ thuộc vào sự cân bằng của m1 và m2 khó duy trì do vị trí con trượt di đông liên tục

Câu 9: Giải thích sự khác nhau của đặc tính chyển động khi xây dựng bằng lý thuyết và thực ngiệm:

+ Đặc tính c.động khi xd = lý thuyết : dựa trên quan hệ động học và động lực học mô hình đc xây dựng là mô hình liên tục Xây dựng mô hình lý thuyết , yêu cầu cần fải có biết trc thông số cấu trúc các quan hệ cơ bản về mặt động hoc, hình hoc, fụ thuộc và kết hợp các định lý chuyên biệt cho từng hệ cụ thể cơ hay điện, chất lỏng để xây dựng ptvp

mô tả truyển động HT

- ưu điểm: mang lại xây dựng bàn toán mang có thể tiến tới tối ưu thiết kế.Vd mô hình con lắc lò xo, hệ cơ hệ giảm chấn ,, ta xẽ thiết lập đc ptvp và tìm đc no of nó

- nhược điểm: tuy nhiên mo hình xd=lý thuyết có những điểm sau khối lươgj và thời gian tính toán là lớn yêu cầu người tkfải có trình độ cao

+ xây dựng mô hình = thực ngiệm thì bản chất là việc sử dụng trong trg hợp ko yêu cầu biết trc thông số cấu trúc hệ thống.bản chất là thu thập tin hiệu từ các phép đo dựa trên tín hiệu đầu vào xác định từ đó nội suy ra qua hệ giữa đầu ra và đầu vào of các thuật toán chuyên ngành để mô tả hoạt động ht sẽ gạp khó khăn khi xét đến các yếu tố phi tuyến tác động lên hệ thống

- Phương fáp mô hình thực hiện kết quả đạt đc rất nhanh kiểm soát đc các yếu tố phi tuyến, các thông số nhiễu tác động tới hệ thống để sử lý tin hiệu chính xác cao

- nhược điểm chi fí cao đầu đo đắt tiền ko xây dựng đc bài toán 1cách tỏng quát, ko tối

ưu khó tiến tới đc tối ưu ht muốn tối ưu ht fải thực hiện rất nhiều fép đo

KL: 2 mô hình lý thuyết và thực no tuy có những điểm # như vậy nhưng giữa chúng có mối tương quan rõ nét bởi vì khi có mô hình xây dựng bằng lý thuyết ta fải kiểm trứng nó fải đúng trên thực tế, ngược lại mô hình xây dựng bằng thực ngiệm đã dúng trên thực tế nhưng cũng rất cần fải dựa trên một lúy huyết tổng quát và fải có cơ sở lý luận không thể fản bác

Câu 12: trình bày điều kiện thay thế một mô hình ngiên cứu=mô hình #,(.) các trg hợp 2 mô hình đc coi là đồng dạng, và 2 mô hình đcxj coi là tương tự? Fạm vi ứng dụng of mỗi ứng đụng đó.:

TL: Đkiện để thay thế 1 mô hình ng cứu này=1 mô hình ng cứu #thỏa mãn điều kiện đồng dạngvà tương tự

Mô hình đồng dạng thay thế mô hình=1 mô hình cùng bản chất Đk để thực hiện cơ sở để đảm bảo sự tương thích giữa mô hình và nguyen hình là hệ số đồng dạng (hay hệ số tỷ lệ giữa ngyên hình và mô hình) từ đó suy ra đkiện để áp dụng mô hình đồng dạng hệ cùng bản chất cơ điện chất lỏng fải xác định đc hệ số tỷ lệ giữa mô hình và ngyên hìnhvà fạm vi thường đc sử dụng tính toán các hệ thống mới tính toán thiết kế cho các ht

Mô hình tương tự: là mô hình thiết kế 1 mô hình của bản chất với 1 mô hình khác bản chất , cơ sở để đảm bảo sự tương thích rữa mô hình và ngyên hình là ptvp mô tả hoạt động của các fần tử là ptvp mô tả hoạt động hệ thống of 2 hệ khi ko có mô hình đồng dạng để thay thế mô hình khác bản chất với nguyên hình Biết trc đặc tính hoạt động của từng fần tử (.) ht: fạm vi ứng dụng: mô hình đồng dạng thường sử dụng trong kiểm tra bền đối tượng thiết kế hơạc thay thế mô hình gốc khi không tiếp cận đc mô hình gốc

Mô hình tương tự có thể vận dụng để cấu trúc thí ng với ngyên hình khó dựng hoặc tốn kém hơn

Câu 10: Xây dựng ptvp mô tả chuyển độngcủa cơ hệ 2 băc tự do trong hệ tụ dao động trên nền cố định:

Hình 2.6: Cơ hệ hai bậc tư do

Hệ 2 bậc tự do, 2 vật chuyển động tịnh tiến

Chọn hệ quy chiếu suy rộng q={y,y1}, gốc tại vị trí cân bằng tĩnh

Tại vị trí cân bằng tĩnh ta có lò xo k1 bị giãn 1 đoạn Δl1 , lò xo k bị giãn 1 đoạn Δl Ta

có mối quan hệ như sau:

m g k= ∆ − ∆l l ;(m0 +m g k l) = ∆ ; Động năng: .2 .2

T = m y + m y

Năng lượng hao tán : .2 . . 2

2b y 2b y y

Π = − ∆ + − − ∆ + ∆ + + ; Lực suy rộng: Qy1*= 0,

Qy=F=F0sinωt; Phương trình lagrang tổng quát: i*

i i i i

Q q q q

T q

T dt

d

+

∂

∂

−

∂

Φ

∂

−

=

∂

∂

−









∂





y m y

T dt

d

y

m

y

T





 ∂ =

∂

→

=

∂

∂

) (

) (

) (

) (

1

1

0 0 1

1 1 1

1

1 1

1

y y

k

ky

g m g m mg l k l k l k y y

k

ky

mg l

l y y k l

y

k

y

−

−

=

− + +

∆

−

∆ +

∆

−

−

−

=

+

∆ +

∆

−

−

−

∆

−

=

∂

∂π

(y y)

b

y

b

y = −  − 

∂

∂

1 1

φ

; =0

∂

∂

y

T

; Ta có phương trình vi phân cho vật như sau:

my’’+ by’ – b1(y1’- y’ ) – k1(y1- y) + ky = F0sin(ωt)

y(t = 0) = 0 (chuyển vị đầu bằng không)

y’(t = 0) = 0 (vận tốc đầu bằng không)

Đây cũng chính là phương trình vi phân mô tả dao động của khối lượng m, như vậy để

mô tả dao động của hệ hai bậc tự do trong trường hợp này ta cần có hai phương trình vi phân như trên Trình bày ứng dụng của mô hình nói trên trong kĩ thuật: ứng dụng trong công nghệ sản xuất ô tô xe máy hay các thiết kế cơ khí mục đích để giảm xóc, giảm chấn động để tăng tính hoạt động ổn định và êm cho cơ cấu khi chịu tải trọng lớn…

Câu 11: mô hình đ h và mô hình đlh có vai trò ntn trong đk hệ cơ đt?

– mô hình động hc có mô tả quan hệ giữa các thông số động hc (vị trí vân tốc gia tốc của khâu thao tác cuối) với thông số động hoc of các khâu trung gian Bài toán động hoc chia làm 2 loại, bài toán động hoc thuận: cho trước { , ,q q q  } yêu cầu xác định{ , ,

x x x  }-vị trí X=f(q)- vận tốc x f ;q f q i

q

∂

∂

   – gia tốc f q f q q + q. Bài toán động hoc ngược: cho trước { , ,x x x  } yêu cầu xác định { , ,q q q  } -vị trí q=f− 1(x)- vận tốc q = f i−1.x – gia tốc 1 1

i

q= f x f x− + −

   bài toán đh là đh thuận và đh ngược trong đó bài toán động

hc ngược quan trọng hơn, nhưng lại khó khăn hơn bởi vì thực chất giải bài toán đhc ngược là giải hệ pt đại số phi tuyến mà ko thể giải bằng giải thích

Đầu vào bài toán động hc là quỹ đạo chuyển động của fần công tác, dầu ra là bộ thông số đ hc khâu trung gian Vai trò; -mô hình động hc là kết quả của bài toán đg hc ngược tìm dữ liệu đầu vào cho bài toán đk mạch chuyển vị là dữ liệu cho bài toán đL hc Mô hình đ hc thường két quả of bài toán đ hc đc dùng làm vị trí với thông số đ hc of các khâu đó.+ mô hình đL hc là pương trình biểu diễn mối quan hệ lực dẫn động các khâu với các thông số động hc từng khâu là vấn đề tiếp theo có liên quan tới các lực và mmen cần thiết cho việc thực hiện các nhiệm vụ đề ra kể cả việc bám theo quỹ đạo cho trc trong ko gian công tác Có 2 bài toán là động lực hoc thuận và động lực hoc ngược vai trò B.toán đc l hc ngược có ý ngĩa thực tế hươn kQ of bài toán đ l hc làm dữ liệu đầu vào cho bài toán đk hệ thống theo mạch lực hệ thống

Câu 14: So sánh van servo và van tỷ lệ trên cơ sở cơ cch là van đảo chiều 4/3 độ nhậy

đk of các van lưu lượng lớn đc đảm bảo=biện fáp nào TL:

+ Cả van servo và van tỉ lệ đc dùng cho đk vô cấp vị trí tố độ và lực of 1 cơ cấu chấp hành thủy lực, yêu cầu độ chính xác vị trí hoặc chính xác trong đk chậy và giải tần số lầm việc, trong cả 2 cấu trúc vòng kín và vòng hở

+ trong các trường hợp cần thiết thì các van có thể đk theo nhiều bước, độ khuếch đại tỏng bằng tích of các độ khuếh đại riêng of từng bước Đối với các van servo nhiều tằng độ khuếh đại có thể đạt tới 10^8./

+ van servo hay van tỷ lệ là một bộ fận of hệ thủy lực có thể sinh ra đầu ra đk đc of đầu vào dạng điện, thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện thành tác động vào của van là nam châm điện of động cơ mômen hơạc cuộn cảm tỷ lệ

+ đg cơ mm chuyển dòng điện 1 chiều nhỏ sang mm tác động lên mặt roto ở chế độ lưỡng cực trong van servo trong khi cuộn cảm tỷ lệ sinh ra lực tác động đơn hướng trên hàm fần ứng di động of dòng điện trong cuôn dây với đặc tính duy trì lực này gần như không đổi trong giải di chuyển co chậy.(lõi trụ trượt) đg cơ mm với các giá trị dòng điện và điện cảm thấp có thời gian đáp ứng ngắn hơn cuộn cảm servo đặc biệt là hoạt động với dòng điện cao nhưng sinh ra công s cơ thấp hơn so với cuộn cảm tỷ lệ do đó động cơ mm tạo thành tằng dẫn hướng thường thấy trong các van servo,còn cuộn cảm servo đc dùng trong các van tỷ lệ tác động trực tiếp lên các co trượt

+ Độ nhậy of các van lưu lượng lớn đc đảm bảo = giả fáp nào: sử dụng van có fản hồi

so vói van tỷ lệ ko fản hồi thì loại có fản hồi có thời gian đáp ứng nhanh từ 12-37 m/s và sai số đo hiện tượng tù chễ nhỏ khoảng1% Sử dụng liên hệ ngược trong hệ đk có ý ngĩa quyết định về độ chính xác và độ tin cậy của thiết bị liên hệ ngược vị trí có thể sủ dụng liên hệ cơ khí, điện hoặc thủy lực

Câu 15: trình bày nguyên lý of cảm biến dịch chuyển góc dạng encoder?

nguyên lý cơ bản cecoder, LED và lỗ: ng lý cơ bản của encoder đó là một đĩa tròng xoay, quay quanh trục trên đĩa có các lỗ rãnh, người ta dùng 1 đèn led để chiếu lên mặt đĩa Khi đĩa quay, chỗ ko có lỗ rãnh đèn lét ko chiếu ko xuyên qua đc chỗ có lỗ rãnh, đèn led sễ chiếu xuyên qua Khi đó fía mặt bên kia of đĩa, người ta đặt 1 con mắt thu Với các tín hiệu có, hoặc ko có ánh sáng chiếu qua, người ta gj nhân đc đèn led có chiếu qua lỗ hay ko Khi trục quay, giả sử trên đĩa có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận đc tín hiệu đèn led, thì có ngĩa là đĩa đã quay đc 1 vòng.đây là ngyên lý cơ bản của encoder

Câu 16: fân biệt fép đo tuyệt đỗi và fép đo tuyệt đối chu kỳ:TL: p2 fân biệt chiều điển

tăng giảm: + pép đo tuyệt đối mỗi giá trị đo đc so với điểm ko of thước đo và dấu hiệu riêng Mỗi đặc điểm trên hành trình dịh chuyển đc đưa ra tín hiệu duy nhất Tại mỗi thời điểm đo hoặc sau mỗi lần mất điện vị trí tuyệt đối so với điểm o đc nhận biết ngay Cấu trúc fức tạp giá thành cao ít sử dụng , đo tương tự/ tuyệt đối: mỗi vị trí đo là một thang điện áp.: đo số/ tuyệt đối: mmỗi vị trí đo đc dánh giá bằng một mã nhị fân: đo tương đối (gia số)- incrêmntal + phép đo tuyệt đối chu kỳ: chia toàn bộ fạm vi dịch chyển thành các khoảng tăng (gia số ) có độ lớn như nhau trong một khoảng fép đo đc thực hiện theo fép đo tuyệt đối P2 này dùng trong pép đo tương tự, vì độ chính xác of các vạch chia trên thang đo có thể ko dảm bảo trên 1 fạm vi đường dịch chuyển lớn.đo hành trình tuyệt đối: đo hành trình tương đối: + fân biệt chiều đếm tăng giảm : để nhận biết chiều đếm Sử dụng 2 tế bào quang điện 1,2 đặt lệch nhau t/4 trên lưới chắn có 2 hàng vạch cũng bố trí lệch nhau t/4 thứ tự các xung fát gia từ 2 tế bào quang điện lệch nhau 900 các xung này sẽ đc dẫn vào bộ chọn chièu đếm

Nguyên tắc tác dụng of bộ trọn chiều đếm: khi thước đo cđ lần lượt xuất hiện 2 xung f1 f2 lệch nhau 90 độ Xung f1 điều khiển khau, cho dây dẫn fải và dây dẫn trái Xung f2 đóng vai trò xung đếm Chyều chuyển động đc nhận biết bởi chiều bước nhẩy xung f2 quá trình thước dịch chuyển sang fải xung f2 nhảy từ 0 sang fải xung vi pân f2, là xung chọn dương và đi qua khâu và trái theo đường phải đến bộ đếm Z quá trình fép dịch chuyển sang trái: xung f2 nhảy từ 1 về 0 xung vp f2, là xung chonm dương và đi qua khâu và 2 theo đường 1 đến bộ đếm Z

Câu 17: sự chuyển vị vận tốc gia tốc: mdun trong hệ nhiều trục đc đk đồng thời đc thực hiện như thế nào:TL đc trình = 2 pương án sau: p an 1: sử dụng mô hình toán

trong mô hình toán có mô hình động lực hc, và động hc chu kỳ sơ qua để có thể fối hợp

cđ, đồng thời giữa các trục ta fải thực hiện như sau + thiết lập mo hình động hc, giải bài toán động hc ngược, +thiết lập mô hình đg hc ndùng kết quả của bài toán động hc ngược để giải bày toán;thiết lập mô hình động lực hc sau đó Sử dụng bt động lực học ngược để giải bt động học ngược

dùng kết quả of bài toán động lực hc là dữ liệu đầu vào cho qt đk lạp trình qt đk hệ thống theo thời gian thực.-Sử dụng fản hồi tự hệ tự do: ta sử dụng senso để giám sát các thông số hoạt động of hệ thống vản hồi về bộ đk để lấy đó làm thí ngo thực hiện đk các khâu trung gian hoạt động song song Khi làm việc sử lý các tín hiệu fản hồi về các xensơ fụ thuộc rất lớn vào qt lập trình hệ thống Ví dụ rôbôt công ngiệp Sự phối hợp về chuyển vị, vận tốc gia tốc lực trong hệ điền khiển nhiều trục đồng thời dựa trên bài toán

Câu 18: so sánh các yếu tố đảm bảo sự chính xác trong chuyển động chấp hành of một hệ cơ điện và một hệ cơ khí truyền thống: Trả lời:Hệ cơ khí truyền thống: Fụ

thuộc lớn vào độ chính xác of sp fụ thuộc vào tay ngề kinh ngo của người vận hành h t.độ chính xác lập lại ko cao , tồn tại sự sai số chuyển dần từ các truyền cơ khí, ko giảm tác động đc of nhiễu từ môi trường bên ngoài.fụ thuộc vào fản hồi dữ liệu độ chính xác các thao thác thu đc tự điều chỉnh độ chính xác cao độ chính xác lập lại rất cao.loại bỏ

đc các tác động của nhiễu dup cho sp có độ chính xác cao trong môi trường làm việc.Chính vì thế muốn thay đổi đọ chính xác ta cần phải can thiệp vào phần cứng, việc thay đổi đó sảy ra sai số khâu trung gian ảnh hưởng đến chi tiết gia công Hoặc phải tuyển công nhân có tay nghề bậc cao, việc này làm tăng chi phí, tổn thất kinh tế cao.Cơ Điện tử là hệ servo( có sự phản hồi).Sự chính xác trong hệ cdt được phản hồi từ môi trường công tác: chuyển vị khâu công tác, nhiêu tác động Do vậy việc nâng cao độ chính xác cho hệ cdt chỉ cần thay đổi thuật toán vào phần mềm nên tránh được sai lệch trung gian độ chính xác cđt đảm bảo nhờ fản hồi thông tin trục tiếp từ mô trường công tác gồm chuyển vị, vân tốc gia tốc góc Cho hệ cđt chỉ cần thay đổi thuật toán trương trình đk hoặc cài đặt chương cài đặt xẵn đảm bảo độ chính xác lập lại tốt hơn hệ cơ thuần túy + các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ cơ khí Điều này đảm bảo sự chính xác hơn rất nhìu so với hệ cơ khí truyền thống

Các thuộc tính của thiết kế truyền thống và thiết kế cơ điện tử

Thiết kế truyền thống Thiết kế cơ điện tử

1 To lớn

2 Kết cấu phức tạp

3 Vấn đề dây dẫn

4 Các thành phần kết nối

Điều khiển đơn giản

5 Cấu trúc cứng nhắc

6 Điều khiển truyền thẳng, tuyến tính

7 Độ chính xác nhờ dung sai hẹp

8 Các đại lượng không đo được thay đổi

tùy tiện

9 Theo dõi đơn giản

10 Khả năng cố định

1 Nhỏ gọn

2 Kết cấu đơn giản

3 Truyền thông không dây hoặc bus

4 Các thiết bị tự trị Tích hợp bởi xử lý thông tin (phần mềm)

5 Cấu trúc mềm dẻo với phản hồi điện tử

6 Điều khiển số phản hồi khả lập trình (phi tuyến)

7 Độ chính xác nhờ đo lường và điều khiển phản hồi

8 Điều khiển các đại lượng không đo được mà ước lượng được

9 Giám sát với chẩn đoán lỗi

10 Khả năng tự học