高性能农业机械作动机构机理研究设备采购申请报告及实验平台设计方案.docx

高性能农业机械作动机构机理研究设备采购申请报告及实验平台设计方案一、概述本平台实验设计方案适用于精密（直线式+回转式）驱动机构实验平台传动特性和控制性能的验证实验。二、目的通过构建精密（直线式+回转式）驱动机构实验平台，对精密（直线式+回转式）驱动部件的传动特性和伺服特性进行测试。在高性能农业机械应用背景下，研究环境负载因素、精密（直线式+回转式）驱动机构传动特性对高性能农业机械作动机械控制性能的影响。三、实验平台功能实验平台应具备以下功能：a）可测量系统中电机端的输入电流、直线速度和直线位置信息；b）可测量系统中待测传动装置输出端的输出推力、输出直线速度和直线位置信息；c）可测量电动缸丝杠进给时的直线度信息；d）可测量击锤冲击下的冲击力大小；e）具有可以伺服控制的负载推力模拟功能；负载模拟方法D具有可视化实时采集和记录系统所测量各个物理量的功能；g）可采用不同控制方法对系统进行伺服控制，并对相应的伺服控制效果进行检验和评估。四、试验台预期主要技术指标精密直线驱动部件预期技术指标a）传动特性 传动误差； 重现误差； 传动刚度； 空程； 回差； 传动效率； 输出推力；b）伺服特性 速度环带宽; 位置环带宽; 低速平稳性; 稳定精度； 角位置精度; 伺服刚度； 随动精度。五、精密直线式驱动机构实验台设计主要由实验台结构、工控机和dSPACE1104半实物仿真系统组成。试验台设计初步具有六种形式：根据负载形式和服役工况的不同，初步构型有图1、图2、图3、图4、图5和图6种方案。该实验平台用于实现服役工况下的负载模拟，用于单传动部件服役工况下伺服特性的实验验证。图1.电动缸负载模拟实验平台组成示意图表L电动缸负载模拟实验平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注传感器1.被测对象驱动器OR7-23-A25额定功率750W,单相220V12.电机ASM80B3007额定功率750W,单相220V13.dSPACE仿真系统RTIl104AD分辨率12b,DA分辨率14b14.光栅尺LC400量程570mm,分辨率0.01m,精度5m15.推拉力传感器LRT-2T量程19.6IKN16.千分表0.001mm17.冲击锤PCB1辅助件8.负载侧驱动器MADLT15SF额定电流IOA19.负载侧电机MSMF022L1U2M功率200W,转矩0.64N.m,23位绝对编码器（或者德毅）110.负载侧电动缸DDA06-T05-230导程4mm111.稳压电源UTP3303112.市电插座513.加工件14.待购置仪器设备：光栅尺谭若愚、推拉力传感器、负载侧电动缸陈宁，被测电动缸郑杰基，磁粉离合器刘宏伟待加工零件：电动缸架座，负载侧电动缸架座，过渡件L过度件2,基座该实验平台用于电动举升伺服机构在双缸驱动下的高精度俯仰伺服控制算法的实验验证。图2.双缸起竖消隙实验平台组成示意图表2.双缸起竖消隙实验平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注15.交流伺服电机ASM80B1007-30M额定功率:750(W)额定扭矩：2.39(N.m)额定转速：3000(rmin)转矩系数：0.239编码器线数：2500216.绝对编码器CAPRO-BIi2050WA4D(X)19C01UNXZGF精度：19(bit)波特率：57.6(Kbs)I17.dSPACE仿真系统RTIl104伺服周期：I(ms)DA电压范围：-IO-IO(V)DA量化精度：16(bit)118.数显水平仪LXR-T90显示分辨率：0.1(°)测量精度：±0.1(°)测试量程：0-±18(Xo)119.伺服电动缸DSH0506-250-FL额定压力：3(KN)额定行程：230(mm)综合精度：±0.02(mm)导程：4(mm)220.光纤陀螺SZTL测量范围:±500(°.sec)零偏稳定性：5(0.h,)发送频率：4000(Hz)波特率：921.6(kb.sec-l)121.稳压电源UTP3303122.结构件该实验平台用于电动举升伺服机构在较链消隙下的高精度俯仰伺服控制算法的实验验证。图3.电动缸钱链消隙实验平台组成示意图表3.电动缸钱链消隙实验平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注23.交流伺服电机ASM80B1007-30M额定功率：750(W)额定扭矩:2.39(N.m)额定转速：3000(rmin)转矩系数：0.239编码器线数：2500224.绝对编码器CAPRO-BII2O5OWA4D(X)19C01UNXZGF精度：19(bit)波特率：57.6(Kbs)125.dSPACE仿真系统RTIl104伺服周期：Kms)DA电压范围:-IO-I(Xv)DA量化精度：16(bil)126.数显水平仪LXR-T90显示分辨率：0.1(°)测量精度：±0.10测试量程：0-±18(Xo)127.伺服电动缸DSH0506-250-FL额定压力：3(KN)额定行程：230(mm)综合精度：±002(mm)导程：4(mm)228.光纤陀螺SZTL测量范围:±500(°.sec")零偏稳定性：5(0.h,)发送频率：4000(Hz)波特率：921.6(kb.sec-l)129.稳压电源UTP3303130.消隙钱链231.结构件该实验平台用于电动缸三自由度平台的功能实现和后续试验平台环境模拟。光纤陀螺图4.电动缸三自由度平台实验平台组成示意图表4.电动缸三自由度平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注32.交流伺服电机ASM8()B1(X)7-3()M额定功率：750(W)额定扭矩：239(N.m)额定转速：3000(rmin)转矩系数：0.239编码器线数：2500333.dSPACE仿真系统RTIl104伺服周期：Kms)DA电压范围：-10I(Xv)DA量化精度：16(bit)I34.伺服电动缸DSH0506-250-FL额定压力：3(KN)额定行程：230(mm)综合精度：±002(mm)导程：4(mm)335.双轴光纤陀螺SZTL测量范围:±500(。.sec)零偏稳定性：5(0.h,)发送频率：4000(Hz)波特率：921.6(kb.sec-l)136.稳压电源UTP3303137.虎克较链338.结构件该实验平台用于电动缸多轴高精度机械臂实验平台的高精度俯仰伺服控制算法和轨迹规划算法的实验验证。图5.电动缸多轴高精度机械臂实验平台组成示意图表5.电动缸多轴高精度机械臂实验平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注39.交流伺服电机ASM8OB1(X)7-3OM额定功率：750(W)额定扭矩：2.39(N.m)额定转速：30(rmin)转矩系数：0.239编码器线数：2500340.dSPACE仿真系统RTIl104伺服周期：Kms)DA电压范围：-IO-I(Xv)DA量化精度：16(bit)141.伺服电动缸DSH0506-250-FL额定压力：3(KN)额定行程：230(mm)综合精度：±002(mm)导程：4(mm)342.绝对编码器CAPRO-BIi2050WA4D0019C01UNXZGF精度：19(bit)波特率：57.6(Kbs)1343.稳压电源UTP3303244.消隙钱链645.结构件该实验平台用于可布局电动缸举升阵列实验平台的高精度同步伺服控制算法实验验证。图6.可布局电动举升阵列实验平台组成示意图表5.可布局电动举升阵列实验平台主要仪器与设备序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量备注46.交流伺服电机ASM80B1007-30M额定功率:750(W)额定扭矩：2.39(N.m)额定转速：3000(rmin)转矩系数：0.239编码器线数：2500347.dSPACE仿真系统RTIl104伺服周期：Kms)DA电压范围-IOT(Xv)DA量化精度：16(bit)148.伺服电动缸DSH0506-250-FL额定压力：3(KN)额定行程：23(Xmm)综合精度：±0.02(mm)导程：4(mm)349.绝对编码器CAPRO-BIi2050WA4D(X)19C01UNXZGF精度：19(bit)波特率：57.6(Kbs)350.增量式光栅尺Haidenhain,LC400量程570mm分辨率0.01m精度5m1151.增量式光栅尺Haidenhain,LC400量程570mm分辨率0.01m精度5m52.稳压电源UTP3303253.消隙钱链654.结构件六、精密回转式驱动机构实验台设计精密回转式驱动机构实验平台主要由实验台结构、工控机和dSPACE1104半实物仿真系统组成。试验台设计初步具有三种形式：根据负载形式和服役工况的不同，初步构型有图1、图2、图3和图4四种方案。6.1. RV、谐波和行星减速器负载模拟实验平台实验平台该实验平台用于RV、谐波和行星减速器负载模拟实验平台的高精度同步伺服控制算法实验验证。1.控 机MefUb SeaMlwikA交流的服 物动信ToTfT FfT777 4,i薄膜温对C感器反假信号为测传动装竹瘠样战段修wa力矩玲潺SS反愦自号电机架动器输出电流小号来集伺服控制信号试收台<J功装置松卜交流伺服WN谐波W动切仃 何Bl师动器图7.RV、谐波和行星减速器负载模拟实验平台组成示意图表7.RV、谐波和行星减速器负载模拟实验平台主要设备及仪器序号设备及仪器名称型号主要性能指标数量55.驱动器YD8O(X)：OR7-23-A25额定功率750W三相2