Bài giảng Robot công nghiệp: Chương 3 - Nhữ Quý Thơ (ĐH Công nghiệp Hà Nội)

Chương 3 - Động lực học tay máy của bài giảng Bài giảng Robot công nghiệp đi giải quyết hai bài toán động lực học tay máy là: Phương pháp Lagrange và phương pháp Newton-Euler.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Robot công nghiệp: Chương 3 - Nhữ Quý Thơ (ĐH Công nghiệp Hà Nội)Robotcôngnghiệp Handoutformechatronicsclass2011 © Giảngviên:NhữQuýThơ TrườngđạihọcCôngNghiệpHàNội Khoacơkhí–BộmônCơđiệntử Phone:04.37655121(Ext324)Mobile:0947593636 Email:nhuquytho@haui.edu.vn Homepage:www.haui.edu.vn 1 ChươngIIIĐộnglựchọctaymáy Giảiquyếtbàitoánđộnglựchọctaymáy:PhươngphápLagrangevàphươngphápNewtonEuler 2Độnglựchọctaymáynghiêncứumốiquanhệgiữalực, mômen,nănglượng…vớicácthôngsốchuyểnđộngcủa nó.Nghiêncứuđộnglựchọctaymáynhằmcácmụcđích sau:  Mô phỏng hoạt động của tay máy, để khảo sát, thử nghiệmquátrìnhlàmviệccủanómàkhôngphảidùng taymáythật.  Phântíchtínhtoánkếtcấucủataymáy.  Phântíchthiếtkếhệthốngđiềukhiểncủataymáy.• 3.1.PhươngphápLagrange:• 3.1.1.Cơsởtoánhọc:• Phương pháp Lagrange dựa trên mối quan hệ giữa tổng năng lượng của hệ thống với lực tổng quát trong một hệ tọa độ tổng quát. i• Giảsửxácđịnhmộttậphợpcácbiếnvớii=1…n,vớitư cáchlàcácthôngsốmôtảv ịtrícáckhâucủamộttaymáycónbậc tựdo,hàmlagrangecủacơ hệlàhàmsốtổngquátcủacácbiếnnói L=T–U trên: .• TrongđóTvàUtươngdứnglàđ L ộngnăngvàth L ếnăngcủahệthống. vớii=1…n• CôngthứcLagrangeđ dtượcvi i ếtnh i i ưsau: Trongđó ilàlựctổngquátliênkếtvớicáctọađộtổngquát i3.1.2.Tínhđộngnăng:Sơđồtínhđộngnăngchuyểnđộng• Động năng của hệ thống gồm hai phần là động năng của phần chấphànhvàđộngnăngcủacơcấuphátđộngcùngvớihệthống truyềnđộng: n T (Tli Tmi ) i 1• ĐộngnăngchuyểnđộngTlicóthểđượctínhtheosơđồởtrên: 1 *T * Tli p l p i dV 2 li• Trongđó: pi*làvectorvậntốcdài(v2=p’*iT.p’*i) làkhốilượngriêngcủaphântốthểtíchdV Vlilàthểtíchcủakhâuthứi: p i* p li i riSơđồtínhđộngnăngkhâudẫn• Sau khi tính các thành phần dưới dấu tích phân của (1), ta nhận thấyđộngnăngTlicó3thànhphần:tịnhtiến,qualạivàquay.Tổng thànhphầnchủyếulàtịnhtiếnvàquay,saukhitínhcáctíchphân tươngứng,bằng: 1 T ( li ) T ( li ) 1 T ( li ) T T T li Tli m li q J P J P q q J o R i I li R i J o q (2) 2 2• Ngoài các ký hiệu đã dùng từ trước, các ký hiệu trong phần này đượcquyướcnhưsau:TĐộngnăngUThếnăngmKhốilượngJ–JacobianI–Tensorquántínhtươngứngvớikhốitâm• Chỉsốltươngứngvớikhâu(link);mvớiđộngcơ(motor).• Động năng của motor cũng được tính tương tự. Giả thiết động năngcủastatorđượctínhvàokhâumangnó.Phầnphảitínhlàđộng năngcủacácphầnchuyểnđộng,quyvềrotor.Mộtgiảthiếtnữalà độngcơđiềukhiểnkhớpthứisẽđượcgắntrênkhâuthứi–l*.• Trongsơđồtínhđộngnăngkhâudẫn,độngnăngcủamotor được tínhnhờcôngthức: 1 1 Tmi m mi p mi T p mi T I mi mi mi 2 2• Trongđócácthôngsốcủarotor:mmi:khốilượng Pmi:v ậntốcdàiIm ...