You Are Viewing

Badania

>

Stanowisko do testów Aerodynamicznych.

Opracowaliśmy koncepcje naszej robo-pszczoły i co dalej. Wiemy że urządzeniem ma sterować komputer pokładowy ale żeby robił to sprawinie musimy go zaprogramować jedną z wielu rzeczy które mózg pszczoły będzie robił to utrzymywanie się w powietrzu i do tego ma dwa przeciwnie obracające się śmigła. Stanieliśmy przed problemem jak sterować obrotami śmigieł aby całe urządzenie nie obracało się wokół własnej osi bo niema przecież śmigła ogonowego takiego jak w śmigłowcach. Do zbadania sprawy wykorzystaliśmy stanowisko do testów aerodynamicznych.

Rysunek 1 Stanowisko pomiarowe

Zadaniem stanowiska rys.1 jest umożliwienie pomiaru jak największej ilości parametrów tzw. wymuszeń i odpowiedzi modelu.

Na rysunku 2 przedstawiono schemat blokowy i uproszczony sposób przekazywania informacji. Na schemacie widoczne są cztery typy sygnałów:. Siły i momenty wytwarzane przez pszczołę, tor zaznaczony liniami zielonymi, w torze pomiarowym poza belkami tensometrycznymi istotną rolę odgrywają mostki tensometryczne. Obroty śmigieł napędowych, tor zaznaczony kolorem błękitnym wraz z czujnikami widocznymi także na rys.2. Prąd pobierany przez sterowniki silników, tor zaznaczony kolorem czerwonym wraz z czujnikami prądu. Informacja o prądzie jest niezbędna do oszacowania mocy pobieranej przez pszczołę. Sygnał sterujący pracą silników napędowych (PWM), tor zaznaczony kolorem różowym. Na obecnym etapie testowania nastawiamy PWM za pośrednictwem prostego 8-bitowego mikrokontrolera ATmega co zmienia parametry pracy silników. Mierzymy odpowiedz na te zmiany co pozwoli nam zbadać jak reaguje nasza pszczoła. W docelowym układzie sygnał sterujący będzie pochodził z o wiele bardziej wyrafinowanego komputera pokładowego.

Rysunek 2 Schemat stanowiska - tory pomiarowe.

rys3

Na rys. 3 przedstawiono oraz wskazano istotne elementy stanowiska pod kątem mechanicznym. Kolumna nośna stanowi swego rodzaju ramę z przesuwnymi wózkami. Do wózków zamontowano elementy łączące sztywną ramę z ruchomą ramką. Wspomniane elementy łączące to belki tensometryczne (tensometr górny i dolny) umożliwiające pomiar siły. Ruchoma ramka obrotowa ma możliwość obrotu dzięki punktowemu podparciu górnemu i dolnemu. Możliwości przesuwu wózków pozwala ustawić je tak aby belki tensometryczne były w stanie lekkiego naprężenia. Do ramki obrotowej przytwierdzony jest model tak aby jego oś pokrywała się z osią obrotu ramki. Ostatecznie możliwość obrotu ramki jest zablokowana przez tensometr siły momentu obrotowego. Model podłączony jest elektrycznie do zasilania i czujników prędkości obrotowej.

Na rys.4 przedstawiano zamontowany model z widocznymi czujnikami do pomiaru obrotów dla wirnika górnego i dolnego.

rys4arys4b

rys5Zmontowano układu akwizycji na bazie przetwornika A/C NI USB-6210 rys.5. Przewidziano 11 wejść 16-bitowego przetwornika pracującego z prędkością do 250kS/s co daje możliwą prędkość do 22kS/s na kanał.

Na rysunku 6 przedstawiono panel programu do akwizycji. Panel jest podzielony na dwie części: SETUP oraz WYNIKI. W pierwaszej części należy nastawić parametry akwizycji takie jak ilość próbek prędkość pomiaru i inne. W zakładce logowanie ustawamy katalog roboczy i nazwy plików: do pomiaru parametrów w kolejnych punktach dla wartości ustalonych i do pomiaru szybkiej akwizycji. Następne trzy zakładki pozwalają na podanie wsp. Kalibracji dla sygnałów: sił, prądów i pomiaru obrotów.

rys6
W drugiej części panelu użytkownika możliwy jest podgląd sygnałów mierzonych oraz podgląd wyników pomiaru. Bezpośredni podgląd sygnałów jest istotny do ocenienia czy parametry procesu akwizycji (nastawa parametrów akwizycji i uśredniania) są właściwe. W zakładce wyniki prezentowane są aktualne parametry takie jak prędkości obrotowe silników, wymuszenie(PWM)-odpowiedz(obroty) oraz przebiegi w czasie: szybki i uśredniony.

Dzięki pomiarom uzyskujemy mapy siły ciągu i momentu obrotowego w zależności od prędkości obrotowej wirnika górnego i dolnego. Dzięki tym mapom wyznaczymy jak zmieniać obroty w celu uzyskania np. wzrost siły ciągu bez obrotu pszczoły lub niewielkiego obrotu bez zmiany wysokości. Musimy też wiedzieć jak szybko pszczoła reaguje na zmianę parametrów. Ostatecznie te informacje będą tylko wytycznymi dla komputera pokładowego jak sterować gdyż nasza pszczoła będzie wyposażona w kilka czujników takich jak żyroskop czy przyspieszeniomierz dzięki którym będzie wiedziała w jakim jest stanie ruchu lub w zawisie.

rys7b

rys7c

rys7a

Pomagają nam

3DMaster            3DMaster

Informacje kontaktowe

Wyślij wiadomość