Введение к работе
Актуальность работы
С начала 60-х годов роботы использовались во многих промыш-І6НШХ отраслях, прежде всего в автомобилестроении и машино-:троении.
С тех пор область применения роботов быстро расширяется. 5обот применился в космосе, в космическом корабле многоразового ^пользования "Шаттл", на дне океана для проведения подводных ісследований, в горной промышленности, в сфере обслуживания, ледицине и боевой технике.
Современные роботы вооружаются мощным и быстрым мікропроцесором (16/32 бит, 80/200 МГц), большой памятью (2- 8 Мгбайт) и гонкими сенсорами. Благодаря этому вооружению роботы обладают шособностью действовать в экстремальных средах, требующих высокой адаптивности и искусственного интеллекта.
В настоящее время исследования робототехники проводились в эбласти системы управления с микропроцессором, математического программного обеспечения и построения сенсорных систем (СТЗ).
Значительный интерес, для планирования движений манипулятора представляет обратная задача о положении звеньев. Эта задача заключается в определении обобщенных координат по заданному юложению и ориентации охвата.
Различные алгоритмы решения обратной задачи об обобщенном толожении манипулятора описаны в многих работах. Эти алгоритмы эриентированы на определенные структуры манипулятора либо на вычисление производных некоторого функционала. При этих ограничениях необходимо разработать более зффективіше алгоритмы решения обратной задачи.
При использовании в машиностроении, в частности при сборке, вес груза может изменяться непредсказуемо, кроме того, непредсказуем дрейф параметров приводов ( сопротивление обмотки ...), а также внешние возмущения( шум тахогенератора..), существенно влияющие на точность выполнения технологических операций. Поэтому адаптивное управление является эффективным средством обеспечения заданного качества управления с учетом неконтролируемых параметрических возмущений.
Элементы конструкции реальных роботов обладают упругой податливостью, которая определяется двумя основными факторами: упругостью ззеньев манипулятора и упругостью деталей соедини-
_ 4 -
тельных узлов, шарниров и механических передач. Экспериментальны! исследования показывают, что для большинства промышленных робото: основной вклад в упругую податливость вносит упругость узлов которая носит сосредоточенный характер. Упругое свойство манипу ляторч приводит к статическим смещениям конструкции под действие; сил тяжести, к возникновению колебаний при движении манипулятора Это снижает точность и качество выполнения роботом технологи ческих операций.
Вьетнам - медленно развивающая страна, использование промыш ленных роботов в стране начинается в зародыше. Начало использова ш автоматические линии сварки, окраски, оборки автомобилей мотоциклов и мантажжа электронных схем, так что исследовани управления манипулятором представлляет собой вакную предпосылк применения манипулятора на производстве и в учебе.
Вышеизложенное обосновывает актуальность работы.
Целью диссертационной работы является разработка алгоритме адаптивного управления манипулятором, в частности, упругим мат пулятором, на основе функций Ляпунова.
Для выполнения поставленной цели рассматриваются следуюф задачи:
Анализ модели манипулятора с учетом динамики приводов упругости сочленения.
Разработка алгоритма решения обратной задачи и планирован! траектории.
Рассмотрение влияния управляющего компьютера на точное управления.
Разработка алгоритма адаптивного управления манипулятором учетом динамики приводов и упругости сочленения.
Разработка алгоритма адаптивного управления манипулятором наблюдателем скорости звеньев.
Проведение моделирования на компьютере и эксперимента.
На защиту выносятся:
алгоритмы позиционного и контурного адаптивного управлен манипулятором.
алгоритм адаптивного управления манипулятором с наблюд телем скорости.
результаты моделирования и сравнения с другими алгоритма
комплект программ моделирования.
Методы исследования, Исследование производилось с испольэ
ванием теории автоматического управления, теории адаптивного управления, метода Ляпунова, методов линейной алгебры, моделирования, программирования и вычислительной техники. Научная новизна заключается в следующем:
разработан новый алгоритм адаптивного позиционного и контурного управления манипулятором, в частности, упругим мптшучч-тором.
разработан новый алгоритм адаптивного управления манипулятором с наблюдателем скорости.
Практическая значимость работы: разработанные алгоритми поз воляют, по сравнению с существующими алгоритмами, эффектаып уітравлять манипулятором с неизвестными параметрами, в частности без измерения скорости звеньев .
Апробация работы :
Основные положения исследований докладывались на научно-исследовательской конференции (1991) в Политехническом І/інститути г. Хошимин и на семинарах (1996) Института Машиноведения мм. Д. А. Благонравова г. Москва.
Разработанные алгоритмы использовались в лабораторій! кафедри Автоматизации ПТИ г. Хошимин с хорошим результатом и в предприятии ГАНА г. Хошимин с високим экономическим эффективностью.
По теме диссертации опубликованы одна брошюра и одна статья. Обьеы работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, приложения и списка литературы, содержит 119 стр. машинописного текста, и приложений на 18 стр.