Устройство для управления манипулятором
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для управления нелинейными объектами типа ромбического звена. Целью изобретения является повышение динамической точности управления ромбическим манипулятором за счет учета его перекрестных связей и нелинейностей. Для этого в устройство введены четыре блока выделения модуля, четыре сумматора, четыре нелинейных генератора и два блока умножения, что обеспечивает формирование нелинейных алгоритмов управления, учитывающих нелинейности ромбического манипулятора и перекрестные связи между его выходными координатами. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 В 25 J 9 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4644105/08 (22) 31.01.89 (46) 07.08.9!. Бюл. ¹ 29 (72) С. В. Емельянов, А. А. Жарков, С. А. Исаков, С. К. Коровин, Д. В. Семин и В. И. Сизиков (53) 621-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1161914, кл. G 05 В 11/00, 1985. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для упИзобретение относится к робототехнике и может быть использовано для управления нелинейными объектами типа ромбического манипулятора.
Цель изобретения — — повышение динамической точности управления ромбическим манипулятором за счет учета перекрестных связей и нелинейностей ромбического звена.
На фиг. 1 представлена функциональная схема системы управления ромбическим манипулятором; на фиг. 2 — объект управления.
На фиг. 1 указаны: задатчик 1 сигналов, блоки 2 и 3 управления, блоки 4 — 7 выделения модуля, нелинейные интеграторы
g — 11, блоки 12 и 13 умножения, сумматоры 14 — 19, объект 20 управления, вычислительный блок 21, дифференциатор 22, усилитель 23, сумматоры 24 и 25, пятый блок 26 выделения модуля, компаратор 27, третий блок 28 умножения, интегратор 29 и приняты следующие обозначения: Ui, Uz— управляющие напряжения, pi, цг — сигналоператор, о, o> — выходной сигнал нелинейного интегратора, Vi, 1 — сигнал уп„„SU„„1668128 А1
2 равления нелинейными объектами типа ромбического звена. Целью изобретения явля ется повышение динамической точности управления ромбическим манипулятором за счет учета его перекрестных связей и нелинейностей. Для этого в устройство введены четыре блока выделения модуля, четыре сумматора, четыре нелинейных генератора и два блока умножения, что обеспечивает формирование нелинейных алгоритмов управления, учитывающих нелинейности ромбического манипулятора и перекрестные связи между его выходными координатами.
1 з п. ф-лы, 2 ил. равления внутренней координатой,, — выходные координаты объекта управления.
На фиг. 2 указаны: восьмой сумматор
30, неинвертирующие усилители 31 — 35 мощности. ннвертирующие усилители 36 — 38 мощности и датчики тока исполнительных двигателей, вырабатывающие сигналы I I — E8, пропорциональные току, протекающему в исполнительном двигателе (не показаны), и приняты следующие обозначения: ДВ! — ДВ8— исполнительные двигатели; i — i — сигнал, пропорциональный току двигателя; угол при вершине ромбического звена между осью ординат и осью левого модуля; угол при вершине ромбического звена между осью ординат и осью правого модуля; ф — угол раскрытия ромбического звена.
Устройство работает следующим образом.
Ромбическое звено установлено в горизонтальной плоскости, управление производится по координатам ф„ и ф„, что обеспечивает перемещение в плоскости XOY схвата ромбическбго звена, установленного в точке А (фиг. 2).
1668128
33;(ын«!ые значения геометрических параметров ромбического звена (1);. и
Углы Ч и ((,, однозначно определяют
ИОложсние выходного органа (т. А, ф«>г. 2) однозвенного манипулятора в плоскости XOY
Вычислительный блок 21 определяет угол
«р;«скр! !т«!я» (!. ()()vt() Hческого звена II() форл!у, I (.
Ч=Ч !-Ч < и у! Ол повороты (! ромбического звена отн<)сительно точки (> Ho формуле = (. (. и и;>л ы, цропорциональные Ч. и с Bhlx();t(! вычислительного блока 21 н<цтунают на вторые входы соответствл кон(их блокОН 2 и 8 it!()«Bления.
В б i<>K3x 2 и 8 управления Опр»дсля(гсsi сигi(3л Ошибки Х! системы, скорость изме«ц ния си! нала ошибки Х системы, а также ошибка системы Но скорости, как
1 .;= — /л >«1 — /х 1, Г.(с 1 -, l31 IXO,(HOH»HI H3.3! »VVI Vf BTO));t 25;
1 > вы хо;(НОЙ» If f «I3.1 C V%1 м(>тора 24; н! !хо.(ной сигнал диффер(нциытора 22;
K < козффициенг усиления у< иг!Нтсля 2:1. (.игныл-Он»р;I To!) )>, ()> ) вычисляетс H в (уммытор» 14 (! >), I;t(происходит суммирОнацие ««бсолют«н«х величин си«налов <>«нибKH И (КОРО(ГИ (С if (М fl(. llltH, ВЫЧИСЛИ(. МОИ
«<)Отв»гств IIII() в б,!Ока х 4 (7) и,5) (f> I, Г. ( п=-A I. Л i +/х |Л . (.и ii;iл vff();IB!!««IHst ннутр»ннсй K<>o() (ин;>гон 1 i l ) Bt>f«H»,IH«r«st в блок» 12 (1:!) учнож«ния K3к
1 «=-и! н!=((!. «1 >-. <;I g»!i1 -,— 1,—, .O() dr, I.B 1 -=1 амплитуда сигныг!а на выходе комиаратора 27.
Нелинейный интегратор 10 (8) инте! риру»т .<нак рызн()сти между входным сигналол! (! r! pОи.«ве, 1(. ни(м м Введение нели н»и«н>гo интеграторы il() <воляет обеспечить такое изменение си tl3;i;I управления 1»«. Ори котором возможно об»(нечение требуемых изменений внутренних КоОр.(инат системы. Нелинейный интегратор 9 (11) реализу»т ту же функцию, что и интеграторы 8 и 9. но величины»игнала !it/>l выбираpT»ÿ не единичной, 3 равной U i, определяемой типом используемого двигателя, íûiIðHм»р («! =101. (.HI H3.1bl "«рыв. !с ния 1 i H 1 ) cl)3t>IIIIB3K)i»я, соответ»ти»нно, в сумматоре !8 и !9 с ылг< брыической суммой сигналов внутреHIIHx Фор.чу !и (l:Io(>ð(Tåíè.÷!. Устройство для управления чынину, »> ГОрол<, содержащее >3дытчик» игналов, 30 первый и второй выходы которого соединены с первыми входами»o<)TB»T»TB»II«fo первого и второго блоков управ.!»ния, об ь KT управления. Иодклк>чс нный первыл! и ВТорым выходами СООтветсгвенно к первому и второму входам вычисг!Итcльнo!. блока, 35 первый и второй выходы которого соеди«н ны с вторыми входал!и первого и второ-! О блоков унрывл»ния соответственно, 3 также первый и второй сумматоры, отли<(а>ои4есс я тем, что. с целью повышения ,1«!намической точ« !о»rè, <)Ho дополни Гельно содержит четыре блока выделения модуля, гретий и четвертый сумматоры, посс«едова-! »льно соединенные первый нелинейный инт»гратор, первый блок умножения, третий сумматор и второй нелинейный интегратор, 3 также последовательно подключенные третий нелинейный интегратор, второй блок умножения, шестой сумматор и четвертый нелинейный интегратор, выход которого соеди«н и с первым входом объекта управления, н>дключенного вторым входом к выходу вто50 рого нелинейного интегратора, третьим и четвс ртым выходами — ссютветственно к первому и второму входам третьего и четвергого сумматоров, а пятыми выходами к третьим входам четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом <. 5 пятого сумматора, выход третьего сумма>ора подключен к второму входу шестого сумматора. первый выход первого блока управления соединен с в одом первого некоординат в ссютветствии с уравнениями динамики ромбического манипуляторы 1 ««(= 1 i — К «т, (Viv= 1 a=A «K((«+l«<), где Гi» и Г« напря кения на выходе соответственно сумматоров 18 и 19; м (« — выходной сигнал суммато/=г (i!+i«<) — выход«>ой сигнал сумматора 16; К«-, и /л !„козффициенты (!ропорциональности (<м>тветствеt(Ho сумматоровн !7 и !6. Выходной сигнал сумл!атора 18 (!9) 15 после преобраи>ванин в нелинейном интеграторе 9 (11) поступает ны вход объекта управления. Обеспечивается такое изменение тока в исполнительных двигателях ДВ! ,1В8, нри котором точка А ромбического звена воспроизводит заданную траекторию. Использование 3л! оритмов бинарных систем управления позволяет учесть перекрестные связи ромбического звена и изменения его параметров, например злектромеханической постоянной времени цри измен HHH геОлlетрии ромбичсскОГО BB(на.! 668128 линейного интегратора, а второй и третий выходы соответственно через первый и второй блоки выделения модуля — с первым и вторым входами первого сумматора. подключенного выходом к второму входу первого блока умножения, первый выход второго блока управления подключен к входу третьего нелинейного интегратора, а второй и третий выходы ссютветственно через третий и четвертый блоки выделения модуля— к первому и второму входам второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения. 2. Устройство по п. j, отличающееся тем, что каждый нелинейнь и интегратор содержит последовательно соединенные компаратор, интегратор и третий блок умноже5 ния, а также пятый блок выделения модуля, вход которого подключен к первому входу компаратора и выходу нелинейного интегратора, а выход — к второму- входу третьего блока умножения, соединенного выходом с вторым входом компаратора, а первым входом — с выходом нелинейного интегратора. 1668!28 Составитель Е. Политов Редактор !1 Данко Текред А. Кравчук Корректор Н. Ревская Заказ 2613 Тираж Подписное В!1!1!1П!1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 13035, Москва, iK- 35, Ра| шская на 6., д. 415 Гlроизводсгвенно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!
