Έλεγχος Κίνησης

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Έλεγχος Κίνησης Ενότητα: Εισαγωγή στον Έλεγχο Κίνησης Μιχαήλ Παπουτσιδάκης Τμήμα Αυτοματισμού

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Η εισαγωγή στο αντικείμενο του ελέγχου της κίνησης Η παρουσίαση του μαθήματος 1501 "Έλεγχος Κίνησης" στο Τμ. Αυτοματισμού Η γνωριμία με τις βασικές έννοιες του Ελέγχου Κίνησης. 4

5 Περιεχόμενα ενότητας 1. Εισαγωγή στο αντικείμενο του Ελέγχου της Κίνησης 2. Παρουσίαση του μαθήματος 1501 "Έλεγχος Κίνησης" στο Τμ. Αυτοματισμού 3. Βασικές έννοιες του Ελέγχου Κίνησης 4. Περιστροφική κίνηση 5

6 1. Εισαγωγή στο αντικείμενο του Ελέγχου της Κίνησης

7 Το αντικείμενο του ελέγχου κίνησης η έννοια της κίνησης ο έλεγχος κίνησης 7

8 Η έννοια της κίνησης «μηχανική κίνηση είναι η μεταβολή της θέσης ενός υλικού σημείου στο χώρο» μηχανική κίνηση = θέση στο χώρο υλικό σημείο = μάζα κίνηση + μάζα = ισχύς 8

9 Τα μηχανικά χαρακτηριστικά της κίνησης ευθύγραμμη περιστροφική ταλάντωση 9

10 Ορισμός του θέματος Ε.Κ. με βάση το πεδίο εφαρμογής ΚΙΝΗΣΗ είναι το πεδίο εφαρμογής (ελεγχόμενο σύστημα) 10

11 Τα χαρακτηριστικά της κίνησης διαμορφώνουν το σύστημα ελέγχου τεχνολογία ελέγχου στόχος, μέθοδος ελέγχου αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας διαδικασία και περιβάλλον εφαρμογής 11

12 2. Παρουσίαση του μαθήματος «Έλεγχος Κίνησης»

13 Το μάθημα Έλεγχος κίνησης θέση στο πρόγραμμα σπουδών περιεχόμενα του μαθήματος πρόγραμμα του εξαμήνου 13

14 Ταυτότητα Έλεγχος Κίνησης Στατική και Δυναμική Περιγραφή Μηχανικής Κίνησης, Ζεύξη Φορτίου- Κινητήρα, Συστήματα Κίνησης και Εφαρμογές, Κινητήριες Μηχανές, Διατάξεις Ρύθμισης και Τροφοδοσίας, Μέθοδοι και Συστήματα Ελέγχου Κίνησης μάθημα του κορμού του Π.Σ., πέμπτο τυπικό εξάμηνο σπουδών υποχρεωτικό, μικτό, εργαστήριο (2 ώρες / εβδομάδα) θεωρία (2 ώρες / εβδομάδα) 14

15 Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος Τρίτη 11:00-13:00, αίθουσα ZΑ008, Επ. Καθηγητής Μ. Παπουτσιδάκης επικοινωνία (ανακοίνωση) - τηλ αξιολόγηση: 80%-100% τελική εξέταση (έως 10 μονάδες) 0%-20% προαιρετική πρόοδος (έως 2 μονάδες) βιβλιογραφία: σημειώσεις (παραδόσεις θεωρίας, internet) + τεκμηρίωση + αναφορές + βιβλίο «Ηλεκτρική Κίνηση» 15

16 Τυπικό εξάμηνο Εισαγωγή Βασικά μεγέθη και έννοιες Ηλ. Κίνηση γενικά Ηλεκτροκινητήρες ΣΡ Ηλεκτροκινητήρες ΣΡ Ηλεκτροκινητήρες ΕΡ Υδραυλική Κίνηση Πνευματική Κίνηση Άλλες τεχνολογίες 16

17 3. Βασικές έννοιες του Ελέγχου Κίνησης

18 Βασικές έννοιες είδη κίνησης τεχνολογίες κίνησης δομή Σ.Ε.Κ. 18

19 Γραμμική κίνηση παράμετροι: t [sec], s [m] κινηματικά μεγέθη: s=x [m], V [m/s], a [m/s2], δυναμικά μεγέθη: F [N], M [kg], P [W] Περιστροφική κίνηση Είδη κίνησης παράμετροι: t [sec], θ [rad] κινηματικά μεγέθη: θ=φ [rad], ω [rad/s], a [rad/s2], δυναμικά μεγέθη: T [N.m], P [W] 19

20 Συνήθης διάταξη Τρία στοιχεία κινητήρας (1) μετάδοση φορτίο (2) Βασικά μεγέθη T ροπή [Nm] ω γωνιακή ταχύτητα [rad/s] J ροπή αδρανείας [kgm2] P ισχύς [W] 20

21 Τεχνολογίες κινητήρων Ηλεκτρική κίνηση ηλεκτρομαγνητική ζεύξη, ρεύμα, τάση... Υδραυλική κίνηση πίεση, παροχή... Πιεζοηλεκτρική τάση, δύναμη 21

22 Θερμικές μηχανές (Τ) εσωτ. (Diesel, Otto) / εξωτ. καύσης (Ατμ., Αέριο.) εμβολοφόρες (εμβολισμού) / στρόβιλοι αιολικοί στρόβιλοι Υδραυλικές και πνευματικές μηχανές (p) έμβολα στρόβιλοι Τεχνολογίες κίνησης Άλλες τεχνολογίες φυσικά φαινόμενα 22

23 Γενική δομή Σ.Ε.Κ. παραγωγή εντολής (σήματος) ενίσχυση παροχή ισχύος στη διάταξη κίνησης 23

24 4. Περιστροφική κίνηση

25 Περιστροφική κίνηση σύστημα περιστροφικής κίνησης δομή και χαρακτηριστικά σημαντικές σχέσεις 25

26 Σύστημα περιστροφικής κίνησης Τρία στοιχεία κινητήρας (1) μετάδοση φορτίο (2) Βασικά μεγέθη T ροπή [Nm] ω γωνιακή ταχύτητα [rad/s] J ροπή αδρανείας [kgm2] P ισχύς [W] 26

27 Χαρακτηριστικά του φορτίου (1/2) J2 Ροπή αδρανείας Τ(ω) "χαρακτηριστική φορτίου" β συντελεστής τριβής 27

28 Χαρακτηριστικά του φορτίου (2/2) Συνήθεις υποθέσεις εργασίας (σε μια περιοχή λειτουργίας): σταθερή ροπή φορτίου β=0 σταθερή κλίση β=cnst (στατική) 28

29 Χαρακτηριστικά του κινητήρα (1/2) ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύματος (μ.μ.) με ή χωρίς ψήκτρες (brushless) Τ=kmI V=kmω+RI +... km ηλεκτρομηχανική σταθερά...+ L di/dt και άλλα (συνήθως αγνοούνται) όχι για βηματικό κινητήρα 29

30 Χαρακτηριστικά του κινητήρα (2/2) km σταθερά [Nm/A]=[Vs/rad] R (L) τυμπάνου J ροπή αδρανείας (ως φορτίο) β τριβή (ως φορτίο) όρια λειτουργίας 30

31 Τέλος Ενότητας