电磁振动给料机的力学模型与计算机控制的研究

摘要

电磁振动给料机是自动加工与自动装配系统中的一种供料装置.由于其具有上料较效率高、定向性能优良、结构简单、工作稳定可靠,因而广泛应用于轻工、电子产品的自动加工、装配等机械上,在粮食、食品的自动称重、包装上也得应用非常广泛.当前振动给料机存在的主要问题是如何进一步提高输送物料的效率,降低振动、噪音和能耗,及提高装置的自动化控制程度.随着科学技术和计算机控制的日益发展,对电磁振动给料机的效率与自动化控制要求越来越高;随着人们对振动与控制问题认识的深入,也使得提高电磁振动给料机的性能成为可能.该文对电磁振动给料机的力学模型与计算机控制做了比较深入的分析和研究,特别是给料机的力学分析与最佳运动状态、电磁铁的一些特性和用LabVIEW实现计算机控制,在与传统的控制方法对照的情况下,建立了对比较周全的力学模型,提出了利用LabVIEW程序产生一个波形发生器,经过放大后对电磁铁进行控制.在控制方法方面,采用PID与前馈-反馈进行控制,在控制性能与自动化程度方面都有很大的提高.为了便于在生产中应用,用LabVIEW开发了相关的控制软件,能通过数据采集卡对电磁振动给料机的有关信号进行数据采集,经过A/D转换后进行处理、分析.通过对照实验证明,电磁振动给料机的传输效率与性能有明显提高,噪音减小了,方便计算机进行多台控制,实现了集成控制与自动化控制.

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符号说明

第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.3研究意义

1.4研究内容

第二章运动分析

2.1振动给料机的分类及结构

2.2物料与料槽表面产生相对运动的条件

2.3物料与料槽表面的滑移量分析

2.4物料的跳跃运动分析

第三章振动分析

3.1力学模型分析

3.2考虑存在阻尼时的振动的分析

3.3固有频率与激振频率

3.4振动隔离

3.5电磁铁吸引力的计算

3.6沿料槽面振动物体的驱动力

3.7加速电磁铁动作和释放

第四章计算机控制基础理论

4.1计算机控制系统的分类

4.2计算机控制系统的组成

4.3数字PID控制

4.4数字PID调节器参数的整定

1、PID调节器参数对控制性能的影响

2、采样同期T的选择

4.5前馈控制的工作原理

4.6前馈—反馈控制

4.7离散傅里叶变换和快速傅里叶变换

1、傅里叶级数的离散算法

2、离散傅里叶变换(DFT)

3、快速傅里叶变换(FFT)

4.8自功率谱密度

1、自功率谱密度的定义

2、经典谱估计的基本方法

4.9数字滤波器

1、FIR滤波器的设计

2、IIR滤波器的设计

第五章计算机控制

5.1数据采集与处理

1、传感器

2、数据采样

3、量化与量化误差

4、PC-6333多功能模入模出接口卡

5.2 LabVIEW的简介

5.3计算机控制软件的设计

1、总体方案设计

2、信号发生

3、数据采集与处理

5.4实验

1、可控硅控制实验

2、制作功率放大器

第五章结论与展望

参考文献

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致谢