Кафедра АППиЭ

Исполнитель: Алеко Михаил Александрович, 641-об
Научный руководитель: Рыбалёв Андрей Николаевич
Тема: "Имитационное моделирование систем управления движением"

     Имитационное моделирование - метод исследования объектов, основанный на том, что изучаемый объект заменяется имитирующим объектом. С имитирующим объектом проводят эксперименты (не прибегая к экспериментам на реальном объекте) и в результате получают информацию об изучаемом объекте. Имитирующий объект при этом являет из себя информационный объект. Цель имитационного моделирования - получение приближенных знаний о некотором параметре объекта, не производя непосредственное измерение его значений. Понятно, что это необходимо тогда и только тогда, когда измерение невозможно, или оно стоит дороже проведения имитации. При этом для изучения этого параметра мы можем пользоваться другими известными параметрами объекта и моделью его конструкции. Допуская, что модель конструкции достаточно точно описывает объект, предполагается, что полученные в ходе имитации статистические распределения значений параметра моделирующего объекта будут в той или иной степени совпадать с распределением значений параметра реального объекта.
          В данном проекте подробно изучено имитационное моделирование систем управления движением с помощью таких программах как SolodWorks, MatLab Simulink и CoDeSys. В качестве примера была сделана рабочая модель козлового крана и написана для него программа управления в ручном и автоматическом режиме.

       В качестве примера рассмотрим простейшую модель движения на примере куба, который перемещается по двум осям по какому-то основанию. Для этого нам понадобятся такие программы как SolidWorks, MATLAB Simulink и пакет Simscape Multibody Link (Ключевой элемент всего этого волшебства, без него невозможно создать то что мы задумали. Инструкция по его установке находится в файле КП), СoDeSys и виртуальный ПЛК PLCwinNT.
       Первым делом создаем 3D-модель куба и снования.


       После эти две детали объединим в сборку. И уже сборку экспортируем в Simulink модель с помощью Simscape Multibody Link.

       Сохраняем в формате XML и в появившемся командном окне MATLAB пишем команду mech_import('путь\имя файла.xml'), нажимаем ввод и у нас создается Simulink модель нашей системы, которую сохраняем и дорабатываем для правильной работы.


       Доработали модели, сделали ей программу управления в CoDeSys и соединили это все с помощью OPC сервера. В итоге мы получили рабочую модель управления движением куба по основанию.

Нужно еще выложить доклад с кратким изложением работы.

Сделано

Как-то мало. Комиссия не удовлетворена. Тему надо раскрыть. С рисунками и видео (через ссылки).

Понял, сделаем.

Готово

В общем все довольно неплохо, но есть над чем поработать:
1) в текстовой части не описана 3D-модель крана;
2) у Дорофеевой текстовая часть такая же как у Вас.
"Совмещая" эти две проблемы, можете сами сделать вывод, как быть.

Понял, доработаю.

Доработал, проверяйте.

Добрый день, Михаил!
Ответьте на следующие вопросы.
1. Что за тензоры моментов инерции элементов?
2. Цитата: "При этом для изучения этого параметра мы можем пользоваться другими известными параметрами объекта и моделью его конструкции".
Какой параметр крана вы имитируете?

3. Цитата: "Допуская, что модель конструкции достаточно точно описывает объект, предполагается, что полученные в ходе имитации статистические распределения значений параметра моделирующего объекта будут в той или иной степени совпадать с распределением значений параметра реального объекта".
Как вы получаете статистическое распределения значений параметра моделирующего объекта?
4. Цитата: "Подробно последовательность действий, осуществляемых при
подключении контроллеров системы CoDeSys через OPC-сервер к
компьютеру, описана в  ."
Где описана?
5. Как расположены оси на мостовом кране?
6. Зачем нужна кнопка фиксации кнопки?
7. Есть смысл имитировать реальные органы управления краном?
8. Почему для программирования в CodeSYS был выбран язык ST?

Поделили вопросы на двоих с Дорофеевой, так как проект общий.
Я взял с 5 по 8.

5) У каждой модели свои оси и расположены они так как мы их расположили еще в программе SolidWorks.
6) Кнопка фиксации нужна для того чтобы не удерживать кнопку все время, можно просто ее зафиксировать и отпустить в нужном нам месте, ну или рядом с ним чтобы уже довести до места обычной кнопкой.
7) Не знаю какие именно вы имеете ввиду органы, но могу сказать что конечно имеет если это необходимо и без них нельзя обойтись.
8) Язык ST был выбран потому-что я так захотел (ну и язык простой, понятный, не сложный в написании), естественно можно было выбрать любой из языков (представленных в  CoDeSys) и даже скомбинировать их, а потом запрограммировать систему так как нам необходимо.

Также исправили недочет указанный в четвертом вопросе (см. во вложении).

1) Тензор инерции -- в механике абсолютно твёрдого тела -- тензорная величина, связывающая момент импульса тела и кинетическую энергию его вращения с угловой скоростью
Мы их не определяли так как ," Для упрощения моделирования в среде Simscape Multiboby Link, компания MATHWORKS разработала специализированный CAD-транслятор, обеспечивающий создание динамических моделей механизмов в среде Simscape Multibody Link на основе их твердотельных моделей разработанных в CAD-системах. При применении CAD-транслятора тензоры моментов инерции и присоединительные размеры передаются из CAD-системы в Simscape Multibody Link без изменений, при этом, работоспособность моделей проверяется в CAD-системе посредством установления правильных связей между деталями механизма. Такой подход значительно облегчает задачу и расширяет возможности имитационного моделирования мехатронных систем." т.е. программа сама определяет их
2) Во введении говорится про технологию в целом , а в нашем случае была сделана имитация управления движением  крана и никакого акцента на параметрах сделано не было.
3) Опят же во введении говорится про технологию в целом, в нашем случае мы ничего такого не определяем и не получаем.
4) исправили ,просто забыли добавить отсылку к книге

...Ключевой элемент всего этого волшебства, без него невозможно создать то что мы задумали.

Это  не оспоримо.

5) У каждой модели свои оси и расположены они так как мы их расположили еще в программе SolidWorks.

Модель отображает оригинал, как расположены оси мостового крана и какую систему координат вы используете?

Для обозначения объекта в пространстве используется правосторонняя трехмерная система координат (x, y, z).
В нашем случае положение крана задаётся по оси X с помощью кабины, по оси Y крюка, а по оси Z положение задает основание(ноги) крана.
(https://i9.wampi.ru/2020/03/28/KRAN.png)

положение крана задаётся по оси X с помощью кабины, по оси Y крюка, а по оси Z положение задает основание(ноги) крана.

Совсем не понятен ваш ответ! Как можно с помощью кабины задать положение оси Х, где вы видели крюк задающий положение Y? :-)
Кабина, как трехмерная модель, описывается в пространстве тремя осями, а вы лишаете её двух осей, и почему-то именно забираете Y, Z.

Совсем не понятен ваш вопрос, то вы имеете ввиду в общем всего крана оси, то отдельно каждого объекта этого крана. Вы уж определитесь!

Ладно, зайдем с другого боку. Где в модели вашего крана начало координат?

Каждому объекту мы задаём координаты его расположения, эти координаты и будут считаться началом(т.е. начало координат имеет свои координаты), у каждого объекта свое начало координат. Но если брать в общем кран, то за начало мы возьмём положение крюка, так как он единственный объект нашей системы который может перемещаться по всем трём осям.

за начало мы возьмём положение крюка,

Да, Вы, Коперник батенька!!!
Т.е. весь остальной мир будет вращаться вокруг вашего крюка, от которого вы и будете отсчитывать координаты? :-)

Как сказал бы mds, это философская позиция. Все вокруг крюка...Вот подвесят на крюк, где тогда будет центр мира?

Цитата: Алеко Михаил от Воскресенье, марта 29, 2020, 05:06:59

за начало мы возьмём положение крюка,

Да, Вы, Коперник батенька!!!
Т.е. весь остальной мир будет вращаться вокруг вашего крюка, от которого вы и будете отсчитывать координаты? :-)

Именно, все так и есть, теперь вы все знаете и понимаете :)
Спасибо за ваши вопросы, был рад ответить и помочь вам разобраться в данной теме ;) <3

Михаил, почему был выбран козловой кран?

Козловой кран был выбран совместно с научным руководителем, так как он хорошо подходит в качестве примера и изучения на нём нашей темы(не простой, не сложный).

Спасибо за "научного". А изучать "на нем" действительно неплохо  :) .

Михаил! Сможете анимировать движение крана, или как ТАня, скажите "..Извините, но это никак не относится к данной тебе" 

Я уже сделал его управление, тем самым можно сказать анимировал. А в примере доклада есть гифка с анимацией движения куба по основанию, думаю этого вполне достаточно будет!

Я уже сделал его управление, тем самым можно сказать анимировал.

Сказать можно, что угодно, сделать может не всякий!

 

А в примере доклада есть гифка с анимацией движения куба по основанию, думаю этого вполне достаточно будет!

Это было задание для Татьяны!

Цитата: Алеко Михаил от Четверг, апреля 02, 2020, 18:47:11

Я уже сделал его управление, тем самым можно сказать анимировал.

Сказать можно, что угодно, сделать может не всякий!

Во-первых, я сделал , а не просто сказал что могу!

Цитата: Алеко Михаил от Четверг, апреля 02, 2020, 18:47:11

А в примере доклада есть гифка с анимацией движения куба по основанию, думаю этого вполне достаточно будет!

Это было задание для Татьяны!

Во-вторых, вы спросили могу ли я сделать это или как Татьяна скажу, что не наша тема. Я сказал что сделал, но в рамках своей темы и тем самым дал вам ответ на ваш вопрос.
В-третьих, я все сказал!

Страсти-то какие! Все нормально, давайте не будем нервничать и во всем спокойно разберемся (https://www.youtube.com/watch?v=Vk99Qps1CSU).

давайте не будем нервничать

Можно обливаться холодной водой! Укрепляет нервы, повышает иммунитет, сейчас актуально! :-)

автор:   ...  Я уже сделал его управление, тем самым можно сказать анимировал.

RVL:      Сказать можно, что угодно, сделать может не всякий!



Вопрос этот подходит к Зозуле Д.С. (2-я секция Конференции) "Сравнение программ...",

где им исполнена анимация_прихватаgif.

Алеко М.А.  не стоит на это отвлекаться.