Вопросы для самопроверки

1. Чем манипулятор отличается от других механизмов?

2. Каковы отличительные признаки робота?

3. Чем поколения роботов отличаются друг от друга?

4. Чем вспомогательные роботы отличаются от технологических?

5. Какие задачи выполняют манипуляционные, мобильные и информационно-управляющие роботы?

Должен знать: понятия о роботах; их классификации и направлениях развития.

Должен уметь: различать поколения роботов, выбирать роботы в зависимости условий производства.

7. Задание, варианты и исходные данные контрольной работы

Обязательным является выполнение 10 задач. Выбор варианта контрольной работы производится в соответствии с шифром (последней цифрой номера зачетной книжки). Контрольная работа должна быть выполнена в рукописном виде или оформлена на компьютере. Решение примеров иллюстрируются аккуратно вычерченными рисунками и схемами. Для замечаний преподавателей должны быть оставлены поля.

1. Измеритель-регулятор подключен к нормирующему преобразователю, который формирует токовый сигнал 420 мА по схеме, показанной на рис. 3.1. Здесь r – дифференциальное выходное сопротивления нормирующего преобразователя, R_ш, R_пр – соответственно сопротивления шунта в измерительном приборе и соединительных проводов.

Определить дополнительную относительную погрешность, связанную с влиянием сопротивления нагрузки.

Вариант	r, МОм	Rпр, Ом	Rш, Ом	Вариант	R, МОм	Rпр, Ом	Rш, Ом
0	1	1000	50	5	1,5	500	100
1	1	1000	100	6	1,5	500	100
2	1	1000	200	7	1,5	500	100
3	1	1000	300	8	1,5	500	200
4	1	1000	400	9	1,5	1000	100

2. Свойства объекта регулирования представляются постоянной времени Т, временем запаздывания , и коэффициентом усиления k_об. Тип переходного процесса ПП (апериодический – А, с 20%-ным перерегулированием ‑ 20%пер, с минимальной среднеквадратической ошибкой – мин.ско). Действующие в системе возмущения и объект характеризуется параметром ВО – возмущения – медленные (ВМ), быстрые (ВБ); объект – простой (ОП), сложный (ОС). Выбрать тип регулятора (непрерывный, позиционный, импульсный), рассчитать настроечные характеристики и время переходного процесса (регулирования).

Вариант	Т, сек	, сек	kоб	ПП	ВО
0	120	20	1,05	А	ВМ, ОП
1	120	40	1,05	А	ВМ, ОП
2	400	100	1,05	А	ВМ, ОП
3	400	200	1,1	20%пер	ВМ, ОС
4	400	300	1,1	20%пер	ВМ, ОС
5	100	25	1,1	20%пер	ВМ, ОС
6	100	30	1,15	20%пер	ВМ, ОС
7	100	40	1,15	мин. ско	ВБ, ОС
8	220	80	1,07	мин. ско	ВБ, ОС
9	220	70	1,07	мин. ско	ВБ, ОС

3. АЦП с линейной характеристикой, имеющий входной токовый предел измерения ПИ, вырабатывает Р-разрядный двоичный код. Определить выходной код АЦП, если текущее значение входного сигнала равно I.

Вариант	ПИ, мА	Р	I, мА
0	0 − 5	8	2,25
1	4 − 20	8	10,2
2	0 − 20	8	12,5
3	4 − 20	8	14,6
4	0 − 5	10	4,1
5	0 − 20	10	9,85
6	4 − 20	10	11,8
7	0 − 5	12	1,3
8	0 − 20	12	14,05
9	4 − 20	12	4,25

4. Определите максимальную дискретность отсчета t и минимальную частоту опроса датчика f канала измерения микропроцессорного контроллера, если известно, что измеряемая величина не содержит составляющих, изменяющихся во времени частотой свыше f_макс Гц.

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	7	9
fмакс, Гц	0,1	0,02	0,08	0,8	0,03	0,04	0,05	0,4	0,18	0,12

5. Автоматическая система регулирования, представленная на рис. 2.5, осуществляет поддержание заданного уровня воды в резервуаре. В системе запаздывание отсутствует. Из резервуара вода подается к потребителю с помощью насоса, производительность которого Q_от не зависит от уровня жидкости в резервуаре. Заданный уровень воды в резервуаре h_зд. Центробежный насос, подающий воду в резервуар, обеспечивает производительность Q_{зд пр}, равную Q_зд от при числе оборотов n_зд, равном Д % номинального числа оборотов n_ном двигателя:

n_зд = Дn_ном/100%.

Коэффициент передачи объекта k_об. Допустимое число включений двигателя m.

Требуется определить, на каком расстоянии относительно заданного уровня h_зд необходимо установить контактные электроды.

Вариант	hзд, м	Д, %	kоб, с^-1	m, вкл/ч
0	3	40	10^-3	22
1	4	50	1,210^-3	20
2	5	60	10^-3	16
3	6	40	1,1510^-3	16
4	3	50	10^-3	24
5	4	60	1,1210^-3	24
6	5	40	10^-3	30
7	6	50	1,1310^-3	30
8	5,5	70	10^-3	28
9	4,5	60	1,1110^-3	28

6. Двухпозиционная АСР температуры нагревательной электропечи, принципиальная электрическая схема которой приведена на рис. 2.6. содержит датчик температуры R_T - терморезистор, включенный в одно из плеч моста R₁ - R₄. Разность потенциалов, снимаемая с измерительной диагонали моста усиливается электронным усилителем ЭУ и управляет электромагнитным реле KV, которое, в свою очередь включает или отключает электронагреватель Н от сети. Напряжение, снимаемое с автотрансформатора, U_авт, В. Сопротивление нагревательного элемента Н равно 900 Ом. Заданное значение температуры _зд, °С. Номинальное напряжение реле на выходе электронного усилителя U_ном = 48 В. Напряжение срабатывания реле U_сраб = 0,85U_ном. Коэффициент возврата реле k_в = 0,7. Коэффициент передачи участка автоматической системы регулирования от объекта до входа электронного усилителя ЭУ (в абсолютных единицах) k, В/°С. Передаточная функция электропечи определяется выражением W_об(р) = [k_об/(Т_обр+1)]e^-pоб (2.12), где k_об, с°С/Дж; Т_об, с и _об, с.

Требуется определить переходный процесс в системе (длительности амплитуд t₁ и t₂ автоколебаний, их периода Т_пер, частоты переключений n регулятора, амплитуд x₁ и x₂ отклонения регулируемой величины от заданного значения и диапазона х колебаний).

Вариант	Uавт, В	зд,°С	k, В/°С	kоб, с°С/Дж	Тоб, с	об, с
0	155	190	2,4	10	540	24
1	155	190	2,4	10	540	24
2	155	190	2,4	10	540	28
3	150	210	2,4	11	540	20
4	150	200	2	12	540	30
5	150	210	2,2	11	600	32
6	158	200	2,4	12	600	34
7	160	200	2,4	11	660	30
8	160	200	2,4	14	660	30
9	160	200	2,4	14	660	20

7. Поршневой гидравлический исполнительный механизм имеет поршень диаметром D мм. (рис. 10.1). Составить дифференциальное уравнение этого исполнительного механизма, считая входной величиной подачу (расход) масла в цилиндр исполнительного механизма Q м³/с, а выходной - положение поршня - у, м. Определить время интегрирования и построить график переходного процесса.

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	7	9
D, м	0,1	0,06	0,08	0,9	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16
Q10^2, м^3/с	0,01	0,002	0,004	0,006	0,013	0,001	0,015	0,02	0,02	0,025

8. П-регулятор температуры прямого действия с манометрическим жидкостным термометром при температуре в регулируемом объекте t₁ 70 °С пропускает Q₁ 33,3310^-5 м³/с (20 л/мин) греющего агента, а при температуре t₂ 80 °С пропускает Q₂ 1,3310^-5 м³/с (0,8 л/мин). Определить коэффициент усиления (пропорциональности) регулятора.

Вариант	t1, °С	Q110^5, м^3/с	t2, °С	Q210^5, м^3/с
0	50	33,00	60	1,33
1	55	13,33	60	1,33
2	60	15,33	70	2,33
3	65	23,33	70	3,33
4	70	33,33	85	4,33
5	70	43,33	90	5,33
6	80	35,33	95	6,33
7	90	28,33	100	7,33
8	85	25,00	95	8,00
9	70	35,00	100	9,00

9. В цифровой системе управления (рис. 4.4 и 4.5) ЦВУ реализует алгоритм управления

u[(l + 1)Т] - u[lТ] = (+)е[l + 1)Т] – е[lТ],

ЦАП – фиксатор нулевого порядка. Определить передаточные функции W_р^*(z) и W_п^*(z) дискретной модели (рис. 4.7) при следующих передаточных функциях НЧ и параметрах  и :

Вариант	Передаточные функции и параметры
	, =1, =0,5
	, =0,5, =0,2
	, =1, =0,2
	, =2, =0
	, =0,5, =0,4
	, =0,8, =0,5
	, =2, =0,25
	, =1,5, =0,4
	, =3, =1
	, =3, =2

10. В ШИМ-системе управления (рис. 4.8) ШИМ-элемент вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов с периодом следования импульсов Т = 0,1, амплитудой А_и = 15, коэффициентом модуляции  = 0,2. Определить передаточную функцию W_п^*(z) дискретной модели (см. рис. 6.9, б) при следующих передаточных функциях непрерывной части:

Вариант	Передаточные функции и параметры	Вариант	Передаточные функции и параметры
	.		.
	.		.
	.		.
	.		.
			.