Устройство для управления приводом робота

 

Изобретение относится к робототехнике и позволяет повысить динамичесную точность привода при больших скоростях изменения параметров нагрузки в процессе работы манипулятора. Эти изменения обусловлены существенным взаимовлиянием между степенями подвижности многозвенника при работе на больших скоростях, переменностью массы груза и вязким трением. Для формирования необходимых корректирующих сигналов предлагается дополнительно ввести второй 37 и третий 47 усилители, пятый 38, шестой 48 и седьмой 50 функциональные преобразователи, десятый 39, одиннадцатый 41, двенадцатый 46 и тринадцатый 51 блоки умножения, десятый 40, одиннадцатый 45, двенадцатый 49 и тринадцатый 53 сумматоры, квадратор 42, а также третий датчик 43 скорости, пятый 44 и шестой 52 задатчики постоянного сигнала. После коррекции привод становится инвариантным к изменениям параметров нагрузки, а также к моментам сухого и вязкого трения. При этом стабилизируются его динамические свойства и качественные показатели работы. 2 ил.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания систем управления приводами роботов.

Известно устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, усилитель и двигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика сигнала, а выход - ко второму входу первого блока умножения, а также второй датчик положения, второй и третий задатчик сигнала, шестой и седьмой сумматоры, четвертый и пятый блоки умножения, датчик ускорения, первый функциональный преобразователь, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и шестой блок умножения, а также седьмой блок умножения, первый вход которого подключен к выходу второго блока умножения, второй вход - к выходу второго датчика скорости, а выход - к четвертому входу четвертого сумматора соединенного пятым входом с выходом пятого блока умножения, первый вход которого подключен к выходу датчика ускорения, а второй вход - к выходу седьмого сумматора, соединенного первым входом с выходом третьего задатчика сигнала, вторым входом - с выходом четвертого блока умножения и вторым входом пятого сумматора, а третьим входом с выходом датчика массы и первым входом шестого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика сигнала, а выход - ко второму входу шестого блока умножения и первому входу четвертого блока умножения, соединенного вторым входом с выходом первого функционального преобразователя, вход которого подключен к выходу второго датчика положения и входу второго функционального преобразователя, а выход шестого блока умножения соединен со вторым входом второго блока умножения (см. авт. св. СССР N 1816684, БИ N 19, 1993).

Недостаток известного решения заключается в отсутствии инвариантности динамических свойств электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его моментных нагрузочных характеристик, т.к. в данном устройстве рассматривается другая схема робота.

Известно также устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчики массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - ко второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - ко второму входу блока умножения, причем второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом седьмого сумматора, его выход - с третьим входом пятого сумматора, третий вход шестого сумматора соединен с выходом датчика массы, пятый вход четвертого сумматора через седьмой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора (см. патент РФ N 2041054, БИ N 22, 1995).

Данное устройство по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению.

Однако в этом устройстве не учитываются моментные воздействия на привод при повороте руки робота вокруг вертикальной оси. Поэтому устройство-прототип нельзя использовать для обеспечения высокого качества управления, когда рука робота осуществляет повороты вокруг вертикальной оси. В этом случае возникающие при повороте робота вокруг вертикальной оси моменты должны быть обязательно учтены и должны быть сформированы дополнительные сигналы управления, обеспечивающие компенсацию вредных дополнительных моментных воздействий на рассматриваемый следящий привод.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение полной инвариантности динамических свойств электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его динамических моментных нагрузочных характеристик и, тем самым, повышение динамической точности управления.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в формировании дополнительного сигнала управления, подаваемого на вход привода, который обеспечивает получение дополнительного моментного воздействия, компенсирующего вредное моментное воздействие со стороны первой поворотной степени подвижности (см. координату q₁) на качественные показатели работы рассматриваемого привода.

Поставленная задача решается тем, что устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - ко второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - ко второму входу блок умножения, причем второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом седьмого сумматора, его выход - с третьим входом пятого сумматора, третий вход шестого сумматора соединен с выходом датчика массы, пятый вход четвертого сумматора через седьмой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, отличается тем, что в него дополнительно вводятся последовательно соединенные второй усилитель, пятый функциональный преобразователь, десятый блок умножения, десятый сумматор и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого через квадратор подключен к выходу третьего датчика скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь подключен к выходу девятого сумматора, а его выход - ко второму входу десятого сумматора, последовательно соединенные двенадцатый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика положения и второго усилителя, седьмой функциональный преобразователь и тринадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а его выход - к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные шестой задатчик постоянного сигнала и тринадцатый сумматор, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора и выходу датчика массы, а его выход - ко второму входу десятого блока умножения, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого датчика положения.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с известными аналогами и прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Заявленная совокупность признаков, приведенная в отличительной части формулы позволяет обеспечить полную инвариантность привода к эффектам взаимовлияния между степенями подвижности и моментом трения, что, в свою очередь, позволяет получить высокое качество управления в любых режимах работы привода.

Блок-схема предлагаемого устройства для управления приводом робота представлена на фиг. 1. На фиг. 2 представлена кинематическая схема исполнительного органа робота.

Устройство для управления приводом робота содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, второй сумматор 2, первый блок 3 умножения, третий сумматор 4, первый усилитель 5 и электродвигатель 6, связанный непосредственно с первым датчиком 7 скорости и через редуктор 8 с первым датчиком 9 положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 1, соединенного вторым входом с входом устройства, последовательно подключенные второй датчик 10 скорости, второй блок 11 умножения, третий блок 12 умножения и четвертый сумматор 13, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора 2 и выходом первого датчика 7 скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента 14, подключенного входом ко второму входу третьего блока 12 умножения и выходу первого датчика 7 скорости, последовательно соединенные датчик 15 массы и пятый сумматор 16, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика 17 постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока 3 умножения, последовательно соединенные второй датчик 18 положения, первый функциональный преобразователь 19, четвертый блок 20 умножения, шестой сумматор 21, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика 22 постоянного сигнала, пятый блок 23 умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика 24 ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора 13, последовательно соединенные третий задатчик 25 постоянного сигнала, седьмой сумматор 26, второй вход которого подключен к выходу датчика 15 массы, и шестой блок 27 умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь 28 подключен к выходу второго датчика 18 положения, а выход - к второму входу блока 11 умножения, причем второй вход четвертого блока 20 умножения соединен с выходом седьмого сумматора 26, его выход - с третьим входом пятого сумматора 16, третий вход шестого сумматора 21 соединен с выходом датчика 15 массы, пятый вход четвертого сумматора 13 через седьмой блок 29 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 11 умножения, подключен к выходу второго датчика 10 скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик 30 постоянного сигнала, восьмой сумматор 31, второй вход которого подключен к выходу датчика 15 массы и восьмой блок 32 умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь 33 соединен с выходом первого датчика 9 положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора 13, последовательно соединенные девятый сумматор 34, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого 9 и второго 18 датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь 35 и девятый блок 36 умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора 26, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора 23, последовательно соединенные второй усилитель 37, пятый функциональный преобразователь 38, десятый блок 39 умножения, десятый сумматор 40 и одиннадцатый блок 41 умножения, второй вход которого через квадратор 42 подключен к выходу третьего датчика 43 скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора 13, последовательно соединенные пятый задатчик 44 постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор 45 и двенадцатый блок 46 умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь 48 подключен к выходу девятого сумматора 34, а его выход - ко второму входу десятого сумматора 40, последовательно соединенные двенадцатый сумматор 49, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика 18 положения и второго усилителя 37, седьмой функциональный преобразователь 50 и тринадцатый блок 51 умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора 26, а его выход - к третьему входу десятого сумматора 40, последовательно соединенные шестой задатчик 52 постоянного сигнала и тринадцатый сумматор 53, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора 45 и выходу датчика 15 массы, а его выход - ко второму входу десятого блока 39 умножения, причем вход второго усилителя 37 соединен с выходом первого датчика 9 положения. Объект управления 54.

На рисунках введены следующие обозначения: α_вх - сигнал желаемого положения; q₁, q₂, q₃ - соответствующие обобщенные координаты исполнительного органа робота; - скорости изменения соответствующих обобщенных координат; ε - ошибка привода (величина рассогласования); m₁, m₂, m₃, m_г - соответственно массы первого, второго, третьего звеньев исполнительного органа и захваченного груза; l^*₂, l^*₃ - расстояния от осей вращения соответствующих звеньев до их центров масс; l₂, l₃ - длины соответствующих звеньев; - скорость вращения ротора двигателя; U^*, U - соответственно усиливаемый сигнал и сигнал управления двигателем 6.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал ошибки ε на выходе сумматора 1 после коррекции в блоках 2 - 4, усиливаясь, поступает на электродвигатель 6, приводя его вал во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от величины поступающего сигнала U, моментов трения и внешнего моментного воздействия M_b. Электропривод при работе с различными грузами, а также за счет взаимовлияния степеней подвижности исполнительного органа, обладает переменными моментными характеристиками, которые могут меняться в широких пределах. Это снижает качественные показатели электропривода и даже приводит к потере устойчивости его работы.

Рассматриваемый привод управляет обобщенной координатой q₂. Конструкция работа (см. фиг. 2) является наиболее типовой для отечественных и зарубежных промышленных роботов.

Моментные характеристики привода, управляющего координатой q₂, существенно зависят от изменения координат и m_r. В связи с этим для качественного управления координатой q₂ необходимо точно компенсировать отрицательное влияние изменения координат а также переменной массы груза m_r на динамические свойства рассматриваемого привода поворота (координата q₂).

Для определения моментных воздействий на рассматриваемый привод (обобщенных моментов неконсервативных сил) воспользуемся уравнением Лагранжа II рода. Кинетическая энергия T всех движущихся масс исполнительного органа (фиг.2) представляется в виде

где J_Si, J_Ni(i=1,3) - соответственно моменты инерции относительно продольной и поперечной осей, проходящих через центр масс звена i.

Потенциальная энергия имеет вид

где g - ускорение свободного падения.

Учитывая, что

на основании уравнений Лагранжа II рода можно записать, что моментное воздействие на выходной вал привода, управляющего координатой g₂, при движении робота (фиг.2) с грузом имеет вид

где
(2)
С учетом соотношений (1) и (2), а также уравнений электрической U = iR+K_ωα₂ и механической цепей электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами или независимого возбуждения рассматриваемый привод, управляющий координатой g₂, можно описать следующим дифференциальным уравнением
(3)
где H^*= H/i²_p, h^*= h/i²_p, M^*_вн= M_вн/i_p, R - активное сопротивление якорной цепи двигателя; J - момент инерции якоря двигателя и вращающихся частей редуктора, приведенных к валу двигателя; K_м - коэффициент крутящегося момента; K_ω - коэффициент противоЭДС; K_в - коэффициент вязкого трения; i_p - передаточное отношение редуктора; M_стр - момент сухого трения; K_у - коэффициент усиления усилителя 5; i - ток якоря; - ускорение вращения вала двигателя второй степени подвижности.

Из (3) видно, что параметры этого уравнения, а следовательно, и параметры привода, управляющего координатой g₂ являются существенно переменными, зависящими от величин и m_г. В результате в процессе работы привода меняются (притом существенно) его динамические свойства. В результате для реализации поставленной выше задачи необходимо сформировать такое корректирующее устройство, которое застабилизировало бы параметры привода таким образом, чтобы он описывался дифференциальным уравнением с постоянными параметрами.

Полагается, что первый положительный вход сумматора 2 (со стороны сумматора I) единичный, а его второй отрицательный вход имеет коэффициент усиления K_ω/K_у. Следовательно, на выходе сумматора 2 формируется сигнал

Первый вход сумматора 26 единичный, а задатчик 25 сигнала подает на него сигнал l₂l^*₃m₃. Второй вход этого сумматора имеет коэффициент усиления l₂l₃. В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал l₂(m₃l^*₃+m_гl₃).
Второй датчик 18 положения измеряет обобщенную координату g₃ робота, а функциональный преобразователь 19 реализует cos g₃. В результате на выходе блока 20 умножения формируется сигнал
l₂(m₃l^*₃+m_гl₃)cosq₃.
Второй вход сумматора 16 имеет единичный коэффициент усиления, а задатчик 17 сигнала подает на этот вход сигнал
[J+(J₂+J₃+m₂l^*₂²+m₃l^*₃²+m₃l²₂)/i²_p/J_н.
На первый его вход с коэффициентом усиления (l²₂+l²₃)/(i²_pJ_н) датчик 15 массы подает сигнал m_г. Третий вход сумматора 16 имеет коэффициент усиления 2/(i²_pJ_н). В результате на его выходе формируется сигнал а на выходе блока 3 умножения - сигнал Функциональный преобразователь 28 реализует функциональную зависимость sin g₃. В результате на выходе блока 27 умножения формируется сигнал l₂(m₃l^*₃+m_гl₃)sinq₃.
Датчик 10 скорости измеряет скорость изменения обобщенной координаты g₃ и, как и датчик 18 положения, установлен в третьей степени подвижности робота. В результате на первый отрицательный вход сумматора 13 (со стороны блока 12 умножения) с коэффициентом усиления 2/i²_p поступает сигнал а на пятый отрицательный вход этого сумматора (со стороны блока 29 умножения) с коэффициентом усиления 1/i_p - сигнал
Первый и второй входы сумматора 21 (соответственно со стороны блока 20 умножения и задатчика 22 сигнала) имеют единичные коэффициенты усиления, а его третий вход - коэффициент усиления l²₃. Задатчик 22 сигнала формирует сигнал J₃+m₃l^*₃², а датчик 24 ускорения измеряет ускорение обобщенной координаты g₃ и установлен в третьей степени подвижности робота. В результате на выходе блока 23 умножения формируется сигнал который поступает на четвертый положительный вход сумматора 13, имеющий коэффициент усиления 1/i_p. Третий и второй положительные входы сумматора 13 (соответственно со стороны релейного элемента 14 и датчика 7 скорости) соответственно имеют единичный коэффициент усиления и коэффициент усиления, равный K_мK_ω/R+K_в.
Выходной сигнал релейного элемента 14 с нулевой нейтральной точкой имеет вид

где M_т - величина момента сухого трения при движении.

Первый и второй положительные входы сумматора 34 имеют единичные коэффициенты усиления, а функциональный преобразователь 35 реализует функциональную зависимость sin(g₂+g₃). В результате на выходе блока 36 умножения формируется сигнал l₂(m₃l^*₃+m_гl₃)sin(q₂+q₃), который поступает на седьмой положительный вход сумматора 13 с коэффициентом усиления g/(l₂i_p).

Задатчик 30 постоянного сигнала вырабатывает сигнал m₂l^*₂+m₃l₂ и подает его на первый положительный вход сумматора 31, имеющий единичный коэффициент усиления, второй положительный вход этого сумматора имеет коэффициент усиления l₂. Функциональный преобразователь 33 реализует функциональную зависимость sin g₂. В результате на выходе блока 32 умножения формируется сигнал [m₂l^*₂+(m₃+m_г)l₂]sinq₂, который поступает на шестой положительный вход сумматора 13, имеющий коэффициент усиления g/i_p.

Второй 37 и третий 47 усилители имеют коэффициенты усиления, равные 2. Пятый 38, шестой 48 и седьмой 50 функциональные преобразователи реализуют функцию sin. В результате на выходе тринадцатого блока 51 умножения формируется сигнал l₂(m₃l^*₃+m_гl₃)sin(2q₂+q₃).
Пятый задатчик 44 постоянного сигнала вырабатывает сигнал J_N3-J_S3+m₃l^*₃².
Первый (со стороны задатчика 44) положительный вход одиннадцатого сумматора 45 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный l²₃. В результате на выходе двенадцатого блока 46 умножения формируется сигнал (J_N3-J_S3+l^*₃²m₃+l²₃m_г)sin²(q₂+q₃).
Первый (со стороны шестого задатчика 52 постоянного сигнала) положительный вход тринадцатого сумматора 53 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный l²₂. Шестой задатчик 52 постоянного сигнала вырабатывает сигнал, равный J_N2-J_S2+m₂l^*₂²+m₃l²₂. В результате на выходе десятого блока 39 умножения вырабатывается сигнал [J_N2-J_S2+m₂l^*₂²+(m₃+m_г)l²₂]sin2q₂.
Первый (со стороны блока 39 умножения) и второй (со стороны блока 46 умножения) положительные входы десятого сумматора 40 имеют единичные коэффициенты усиления, а его третий положительный вход коэффициент усиления, равный 2.

Третий датчик 43 скорости измеряет скорость вращения первой степени подвижности робота (координата g₁). В результате на выходе одиннадцатого блока 41 умножения формируется сигнал

Восьмой отрицательный вход четвертого сумматора 13 имеет коэффициент усиления, равный 1/2i_p.

Исходя из отмеченного, на выходе сумматора 13 формируется сигнал,

Первый положительный вход сумматора 4 (со стороны блока 3 умножения) имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления R/(K_мK_у). В результате на выходе сумматора 4 формируется сигнал U^*, равный

Поскольку при движении привода достаточно точно соответствует M_стр, то сигнал U^* (4), как несложно убедиться, обеспечивает превращение уравнения (3) с существенно переменными параметрами, в уравнение с постоянными желаемыми параметрами, обеспечивающими приводу заданные динамические свойства и качественные показатели,
Таким образом, за счет дополнительного введения второго 37 и третьего 47 усилителей, пятого 38, шестого 48 и седьмого 50 функциональных преобразователей, десятого 39, одиннадцатого 41, двенадцатого 46 и тринадцатого 51 блоков умножения, десятого 40, одиннадцатого 45, двенадцатого 49 и тринадцатого 53 сумматоров, квадратора 42, третьего датчика 43 скорости, пятого 44 и шестого 52 задатчиков постоянного сигнала удалось обеспечить полную инвариантность привода к эффектам взаимовлияния между степенями подвижности и моментом трения. Это позволяет получить стабильно высокое качество управления в любых режимах работы привода.

Формула изобретения

Устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом с входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен с вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом к второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчики массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - к второму входу блока умножения, причем второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом седьмого сумматора, его выход - с третьим входом пятого сумматора, третий вход шестого сумматора соединен с выходом датчика массы, пятый вход четвертого сумматора через седьмой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, отличающееся тем, что в него дополнительно вводятся последовательно соединенные второй усилитель, пятый функциональный преобразователь, десятый блок умножения, десятый сумматор и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого через квадратор подключен к выходу третьего датчика скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь подключен к выходу девятого сумматора, а его выход - к второму входу десятого сумматора, последовательно соединенные двенадцатый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика положения и второго усилителя, седьмой функциональный преобразователь и тринадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а его выход - к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные шестой задатчик постоянного сигнала и тринадцатый сумматор, второй вход которого подключен к второму входу одиннадцатого сумматора и выходу датчика массы, а его выход - к второму входу десятого блока умножения, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого датчика положения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2