RU2277258C1 - Самонастраивающийся электропривод робота - Google Patents

Самонастраивающийся электропривод робота Download PDF

Info

Publication number
RU2277258C1
RU2277258C1 RU2004127628/02A RU2004127628A RU2277258C1 RU 2277258 C1 RU2277258 C1 RU 2277258C1 RU 2004127628/02 A RU2004127628/02 A RU 2004127628/02A RU 2004127628 A RU2004127628 A RU 2004127628A RU 2277258 C1 RU2277258 C1 RU 2277258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
adder
output
multiplication unit
multiplication
Prior art date
Application number
RU2004127628/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004127628A (ru
Inventor
Владимир Федорович Филаретов (RU)
Владимир Федорович Филаретов
Original Assignee
Дальневосточный государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дальневосточный государственный технический университет filed Critical Дальневосточный государственный технический университет
Priority to RU2004127628/02A priority Critical patent/RU2277258C1/ru
Publication of RU2004127628A publication Critical patent/RU2004127628A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2277258C1 publication Critical patent/RU2277258C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов. Технический результат - обеспечение полной инвариантности динамических свойств электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его динамических моментных нагрузочных характеристик при движении манипулятора по всем четырем степеням подвижности и тем самым повышение динамической точности управления. Электропривод содержит датчики положения, датчики скорости, задатчики сигналов, датчик массы, сумматоры, блоки умножения, квадраторы, функциональные преобразователи, релейный блок, усилитель, двигатель. 2 ил.

Description

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов.
Известен самонастраивающийся электропривод робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через репродуктор - с шестерней, приводящей в движение рейку, закрепленную неподвижно на горизонтальном звене робота, и движок первого датчика положения, установленного на вертикальном звене и измеряющего положение характерной точки горизонтального звена относительно вертикального, последовательно соединенные релейный блок и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого датчика скорости, входу релейного блока и второму входу первого сумматора, последовательно соединенные первый задатчик сигнала, четвертый сумматор, пятый сумматор, к входу которого подключен второй задатчик сигнала, второй блок умножения, шестой сумматор и третий блок умножения, а также датчик массы, причем второй выход датчика положения соединен с первым входом седьмого сумматора, подключенного вторым входом к входу электропривода, а выходом - к первому входу первого сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, последовательно соединенные второй датчик скорости и квадратор, выход которого соединен с вторым входом третьего блока умножения, выходом подключенного к третьему отрицательному входу третьего сумматора, выход датчика массы соединен с вторыми входами первого и второго блоков умножения, выход датчика положения соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу шестого сумматора, а выход первого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора (см. патент РФ №2037173, БИ №16, 1995 г.).
Недостатком данного устройства является то, что оно эффективно только для конкретной степени подвижности исполнительного органа конкретного робота, имеющего три степени подвижности. Однако при трех степенях подвижности у робота значительно сокращается рабочая зона (зона обслуживания). Например, при работе на конвейере желательно, чтобы робот мог перемещаться вдоль этого конвейера, сопровождая движущееся изделие и выполняя требуемые технологические операции. Однако при введении четвертой линейной степени подвижности в рассматриваемом приводе появляются возмущающие моментные воздействия, значительно ухудшающие его показатели качества. В результате возникает задача компенсации этих вредных моментных воздействий за счет введения дополнительных сигналов коррекции.
Известен также самонастраивающийся электропривод робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с шестерней, первый датчик положения, последовательно соединенные релейный блок и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого датчика скорости, входу релейного блока и к второму входу первого сумматора, последовательно соединенные первый задатчик сигнала и четвертый сумматор, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, пятый сумматор и второй блок умножения, последовательно соединенные шестой сумматор и третий блок умножения, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, последовательно соединенные второй датчик скорости и первый квадратор, а также датчик массы, причем вход устройства соединен с первым входом седьмого сумматора, подключенного вторым входом к выходу первого датчика положения, а выходом - к первому входу первого сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход датчика массы соединен с вторым входом первого блока умножения, а выход первого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения и восьмой сумматор, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения, последовательно соединенные третий датчик положения, девятый сумматор, второй функциональный преобразователь и пятый блок умножения, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, последовательно соединенные третий датчик скорости, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, второй квадратор и шестой блок умножения, выход которого подключен к второму входу шестого сумматора, а его второй вход через третий функциональный преобразователь - к выходу девятого сумматора, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу второго датчика положения и второму входу девятого сумматора, и седьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого квадратора, а выход - к второму входу восьмого сумматора, последовательно соединенные первый датчик ускорения и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения и к второму входу четвертого блока умножения, а его выход - к второму входу пятого блока умножения, причем выход датчика массы подключен к вторым входам четвертого и пятого сумматоров, выход второго блока умножения - к четвертому входу третьего сумматора, а выход четвертого сумматора - к второму входу третьего блока умножения, при этом первый и второй функциональные преобразователи реализуют функцию sin, а третий и четвертый функциональные преобразователи - функцию cos (см. патент РФ №2208242, БИ №19, 2003 г.).
Недостатком этого устройства является то, что в электродвигателе не учитывается, считаясь малой, электрическая постоянная времени. В результате не удается обеспечить точную компенсацию эффектов взаимовлияния между всеми степенями подвижности рассматриваемой степени подвижности манипулятора.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение полной инвариантности динамических свойств рассматриваемого электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его динамических моментных нагрузочных характеристик при движении манипулятора по всем четырем степеням подвижности и, тем самым, повышение динамической точности управления при учете электрической постоянной времени электродвигателя.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в формировании нового сигнала управления, подаваемого на вход привода, который обеспечивает получение нового моментного воздействия, компенсирующего вредное моментное воздействие со стороны второй и третьей степеней подвижности (см. координату q1,) на качественные показатели работы рассматриваемого привода.
Поставленная задача решается тем, что в самонастраивающемся электроприводе робота, содержащем последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с шестерней, первый датчик положения, последовательно соединенные релейный блок и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого датчика скорости, входу релейного блока и к второму входу первого сумматора, последовательно соединенные первый задатчик сигнала и четвертый сумматор, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, пятый сумматор и второй блок умножения, последовательно соединенные шестой сумматор и третий блок умножения, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, последовательно соединенные второй датчик скорости и первый квадратор, а также датчик массы, причем вход устройства соединен с первым входом седьмого сумматора, подключенного вторым входом к выходу первого датчика положения, а выходом - к первому входу первого сумматора, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход датчика массы соединен с вторым входом первого блока умножения, а выход первого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения и восьмой сумматор, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения, последовательно соединенные третий датчик положения, девятый сумматор, второй функциональный преобразователь и пятый блок умножения, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, последовательно соединенные третий датчик скорости, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, второй квадратор и шестой блок умножения, выход которого подключен к второму входу шестого сумматора, а его второй вход через третий функциональный преобразователь - к выходу девятого сумматора, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу второго датчика положения и второму входу девятого сумматора, и седьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого квадратора, а выход - к второму входу восьмого сумматора, последовательно соединенные первый датчик ускорения и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения и к второму входу четвертого блока умножения, а его выход - к второму входу пятого блока умножения, причем выход датчика массы подключен к вторым входам четвертого и пятого сумматоров, выход второго блока умножения - к четвертому входу третьего сумматора, а выход четвертого сумматора - к второму входу третьего блока умножения, при этом первый и второй функциональные преобразователи реализуют функцию sin, а третий и четвертый функциональные преобразователи - функцию cos, дополнительно введены третий датчик ускорения, связанный входом с выходным валом двигателя, а выходом - с четвертым входом второго сумматора, последовательно соединенные восьмой блок умножения, двенадцатый сумматор, девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, тринадцатый сумматор и десятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения, а выход - к пятому входу второго сумматора, последовательно соединенные одиннадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу второго датчика скорости и первому входу восьмого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора, а его второй вход - к выходу второго датчика ускорения и через первый дифференциатор - к второму входу двенадцатого сумматора, и двенадцатый блок умножения, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого сумматора, а второй вход - с выходом четвертого функционального преобразователя, последовательно соединенные тринадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу второго квадратора, четырнадцатый сумматор, второй вход которого через второй дифференциатор соединен с выходом одиннадцатого сумматора, четырнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя, пятнадцатый сумматор и пятнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход - с шестым входом второго сумматора, а также последовательно соединенные шестнадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора, а его второй вход - к второму входу тринадцатого блока умножения и выходу десятого сумматора, и семнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя, а выход - с вторым входом пятнадцатого сумматора.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают высокую точность и устойчивость работы рассматриваемого привода робота в условиях существенного изменения параметров нагрузки.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого самонастраивающегося электропривода робота; на фиг.2 - кинематическая схема исполнительного органа робота.
Самонастраивающийся электропривод робота содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, первый блок 2 умножения, второй сумматор 3, усилитель 4 и двигатель 5, связанный с первым датчиком 6 скорости непосредственно и через редуктор 7 с шестерней 8, первый датчик 9 положения, последовательно соединенные релейный блок 10 и третий сумматор 11, второй вход которого подключен к выходу первого датчика 6 скорости, входу релейного блока 10 и к второму входу первого сумматора 1, последовательно соединенные первый задатчик 12 сигнала и четвертый сумматор 13, последовательно соединенные второй задатчик 14 сигнала, пятый сумматор 15 и второй блок 16 умножения, последовательно соединенные шестой сумматор 17 и третий блок 18 умножения, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора 11, последовательно соединенные второй датчик 19 скорости и первый квадратор 20, а также датчик 21 массы, причем вход устройства соединен с первым входом седьмого сумматора 22, подключенного вторым входом к выходу первого датчика 9 положения, а выходом - к первому входу первого сумматора 1, выход третьего сумматора 11 соединен с вторым входом второго сумматора 3, выход датчика 21 массы соединен с вторым входом первого блока 2 умножения, а выход первого сумматора 1 соединен с третьим входом второго сумматора 3, последовательно соединенные второй датчик 23 положения, первый функциональный преобразователь 24, четвертый блок 25 умножения и восьмой 26 сумматор, выход которого подключен к второму входу второго блока 16 умножения, последовательно соединенные третий датчик 27 положения, девятый сумматор 28, второй функциональный преобразователь 29 и пятый блок 30 умножения, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора 17, последовательно соединенные третий датчик 31 скорости, десятый сумматор 32, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 19 скорости, второй квадратор 33 и шестой блок 34 умножения, выход которого подключен к второму входу шестого сумматора 17, а его второй вход через третий функциональный преобразователь 35 - к выходу девятого сумматора 28, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь 36, вход которого подключен к выходу второго датчика 23 положения и второму входу девятого сумматора 28, и седьмой блок 37 умножения, второй вход которого подключен к выходу первого квадратора 20, а выход - к второму входу восьмого сумматора 26, последовательно соединенные первый датчик 38 ускорения и одиннадцатый сумматор 39, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 40 ускорения и к второму входу четвертого блока 25 умножения, а его выход - к второму входу пятого блока 30 умножения, причем выход датчика 21 массы подключен к вторым входам четвертого 13 и пятого 15 сумматоров, выход второго блока 16 умножения - к четвертому входу третьего сумматора 11, а выход четвертого сумматора 13 - к второму входу третьего блока 18 умножения, при этом первый 24 и второй 29 функциональные преобразователи реализуют функцию sin, а третий 35 и четвертый 36 функциональные преобразователи - функцию cos, третий датчик 41 ускорения, связанный входом с выходным валом двигателя 5, а выходом - с четвертым входом второго сумматора 3, последовательно соединенные восьмой блок 42 умножения, двенадцатый сумматор 43, девятый блок 44 умножения, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя 24, тринадцатый сумматор 45 и десятый блок 46 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока 16 умножения, а выход - к пятому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные одиннадцатый блок 47 умножения, первый вход которого подключен к выходу второго датчика 19 скорости и первому входу восьмого блока 42 умножения, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора 20, а его второй вход - к выходу второго датчика 40 ускорения и через первый дифференциатор 48 - к второму входу двенадцатого сумматора 43, и двенадцатый блок 49 умножения, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого сумматора 45, а второй вход - с выходом четвертого 36 функционального преобразователя, последовательно соединенные тринадцатый блок 50 умножения, первый вход которого подключен к выходу второго квадратора 33, четырнадцатый сумматор 51, второй вход которого через второй дифференциатор 52 соединен с выходом одиннадцатого сумматора 39, четырнадцатый блок 53 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя 29, пятнадцатый сумматор 54 и пятнадцатый блок 55 умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора 13, а выход - с шестым входом второго сумматора 3, а также последовательно соединенные шестнадцатый блок 56 умножения, первый вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора 39, а его второй вход - к второму входу тринадцатого блока 50 умножения и выходу десятого сумматора 32, и семнадцатый блок 57 умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя 35, а выход - с вторым входом пятнадцатого сумматора 54.
На чертежах введены следующие обозначения:
qвх - сигнал желаемого положения;
qi - соответствующие обобщенные координаты исполнительного органа робота
Figure 00000002
Figure 00000003
- скорости изменения соответствующих обобщенных координат
Figure 00000004
ε - ошибка привода (величина рассогласования);
m1, m2, m3, mг соответственно массы первого, второго, третьего звеньев исполнительного органа захваченного груза;
Figure 00000005
(i=2, 3) - расстояния от оси вращения соответствующего звена до его центра масс;
li=const (i=2, 3) - длины соответствующих звеньев;
Figure 00000006
,
Figure 00000007
- соответственно скорость и ускорение вращения ротора двигателя первой степени подвижности;
U*, U - соответственно усиливаемый сигнал и сигнал управления двигателем 5.
Устройство работает следующим образом. Сигнал ошибки ε после коррекции в блоках 1, 2, 3, усиливаясь, поступает на электродвигатель 5, приводя его вал во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от величины поступающего сигнала U, моментов трения и внешнего моментного воздействия Мв. 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 работы электропривода и даже приводит к потере устойчивости его работы. В результате возникает задача, связанная с обеспечение инвариантности динамических свойств электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его моментных нагрузочных характеристик, что позволяет обеспечить стабильность заданного качества системы управления.
Рассматриваемый привод управляет обобщенной координатой q1. Конструкция робота (фиг.2) является наиболее типовой для отечественных и зарубежных промышленных роботов.
Эта конструкция позволяет осуществлять вертикальное прямолинейное перемещение груза (координата q4) и вращения в горизонтальной плоскости (координаты q2, q3), а также горизонтальное прямолинейное перемещение (координата q1).
Моментные характеристики привода, управляющего координатой q1, существенно зависят от изменения координат q2, q3,
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
и груза mг. В связи с этим для качественного управления координатой q1 необходимо точно компенсировать отрицательное влияние изменения этих координат, а также переменной массы груза mг на динамические свойства рассматриваемого привода (координата q1).
Манипулятор в горизонтальной плоскости перемещается с помощью электропривода посредством передачи шестерня-рейка (координата q1). Причем рейка установлена в горизонтальной плоскости на основании робота, а шестерня 8 - на выходном валу редуктора 7 электропривода и имеет радиус r.
Несложно показать, что в процессе движения робота на его линейную горизонтальную степень подвижности действует сила
Figure 00000012
Сила F в процессе движения робота создает на выходном валу редуктора 7 момент, равный
Figure 00000013
С учетом соотношения (1), а также уравнения электрической
Figure 00000014
и механической
Figure 00000015
цепей электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами или независимого возбуждения рассматриваемый привод, управляющий координатой q1, можно описать следующим дифференциальным уравнением
Figure 00000016
где R - активное сопротивление якорной цепи двигателя; J - момент инерции якоря двигателя и вращающихся частей редуктора, приведенный к валу двигателя; kм - коэффициент крутящего момента; kω - коэффициент противоЭДС; kв - коэффициент вязкого трения; ip - передаточное отношение редуктора; Мстр - момент сухого трения; ky - коэффициент усиления усилителя 4; i - ток якоря двигателя 5; L - индуктивность двигателя 5.
Из (2) видно, что параметры этого уравнения, а следовательно, параметры и динамические свойства привода, управляющего координатой q1, являются существенно переменными, зависящими от q2, q3,
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
,
Figure 00000022
и mг. В результате для реализации поставленной выше задачи необходимо сформировать такое корректирующее устройство, которое стабилизировало бы параметры привода таким образом, чтобы он описывался дифференциальным уравнением с постоянными желаемыми параметрами.
Первый положительный вход сумматора 1 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй отрицательный вход имеет коэффициент усиления kω/ky. Следовательно, на выходе сумматора 1 формируется сигнал
Figure 00000023
.
Датчики положения 23 и 27 соответственно установлены во второй и третьей степенях подвижности робота и измеряют обобщенные координаты q2 и q3, соответственно. Сумматор 28 имеет положительные входы с единичными коэффициентами усиления. Следовательно, на его выходе формируется сигнал, равный q2+q3. Датчики скорости 19 и 31, соответственно, установлены во второй и третьей степенях подвижности робота и измеряют скорости
Figure 00000024
и
Figure 00000025
, соответственно. Сумматор 32 имеет положительные входы с единичными коэффициентами усиления. Следовательно, на его выходе формируется сигнал, равный
Figure 00000026
Датчики ускорения 38 и 40, соответственно, установлены в третьей и второй степенях подвижности робота и измеряют ускорения
Figure 00000027
и
Figure 00000028
соответственно.
Функциональные преобразователи 24 и 29 реализуют функцию sin, a функциональные преобразователи 35 и 36 функцию cos. В результате на выходе блока 25 умножения будет формироваться сигнал
Figure 00000029
, на выходе блока 37 умножения - сигнал
Figure 00000030
, на выходе блока 30 умножения - сигнал
Figure 00000031
а на выходе блока 34 умножения - сигнал
Figure 00000032
Сумматоры 17 и 26 имеют положительные входы с коэффициентами усиления r/ip. В результате на их выходах формируются сигналы
Figure 00000033
и
Figure 00000034
соответственно.
На выходе задатчиков сигналов 12 и 14 формируются сигналы l*3m3 и l2m3+l*2m2, соответственно.
Первый (со стороны задатчика 12) положительный вход сумматора 13 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный l3. В результате на его выходе формируется сигнал m3l*3+mгl3.
Первый (со стороны задатчика 14) положительный вход сумматора 15 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный l2. В результате на его выходе формируется сигнал l2(m3+mг)l*2m2.
Выходной сигнал релейного элемента 10 с нулевой нейтральной точкой имеет вид
Figure 00000035
где
Figure 00000036
- величина момента сухого трения при движении.
Первый, третий и четвертый положительные входы сумматора 11 имеют единичные коэффициенты усиления, а его второй положительный вход (со стороны датчика 6) - коэффициент усиления
Figure 00000037
В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал
Figure 00000038
Первый отрицательный (со стороны блока 42) и второй положительный входы сумматора 43 имеют коэффициенты усиления, равные единице. В результате на его выходе формируется сигнал
Figure 00000039
а на выходе блока 44 умножения - сигнал
Figure 00000040
. На выходе блока 49 умножения формируется сигнал
Figure 00000041
Первый (со стороны блока 44) положительный вход сумматора 45 имеет коэффициент усиления r, а его второй положительный вход - коэффициент усиления 3r. В результате на выходе сумматора 45 формируется сигнал
Figure 00000042
а на выходе блока 46 - сигнал
Figure 00000043
Первый отрицательный вход сумматора 51 (со стороны блока 50) и его второй положительный вход имеют единичные коэффициенты усиления. В результате на его выходе формируется сигнал
Figure 00000044
на выходе блока 53 - сигнал
Figure 00000045
а на выходе блока 57 - сигнал
Figure 00000046
Первый положительный (со стороны блока 53) вход сумматора 54 имеет коэффициент усиления, равный r, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный 3r. В результате на выходе блока умножения 55 формируется сигнал
Figure 00000047
Первый положительный вход сумматора 3 (со стороны блока 2) имеет коэффициент усиления
Figure 00000048
, его второй положительный вход (со стороны сумматора 11) - коэффициент усиления
Figure 00000049
, а третий положительный вход (со стороны сумматора 1) - коэффициент усиления (J+(m1+m2+m3)r2/i2p)/Jн. Четвертый положительный вход сумматора 3 (со стороны датчика 41) имеет коэффициент усиления Lkв/(kм/ky), а его пятый и шестой положительные входы - коэффициенты усиления L/(kм/kωip).
В результате на выходе сумматора 3 формируется сигнал
Figure 00000050
Несложно показать, что поскольку
Figure 00000051
при движении привода достаточно точно соответствует Мстр, то, подставив полученное значение U* в соотношение (2), получим уравнение
Figure 00000052
, которое имеет постоянные желаемые параметры.
То есть предложенный самонастраивающийся электропривод, управляющий координатой q1, будет обладать постоянными желаемыми динамическими свойствами и качественными показателями.
Таким образом, за счет введения дополнительных элементов и новых связей удалось обеспечить полную инвариантность рассматриваемого электропривода к эффектам взаимовлияния между степенями подвижности робота и моментам трения. Это позволяет получить стабильно высокое качество управления в любых режимах работы рассматриваемого электропривода.

Claims (1)

  1. Самонастраивающийся электропривод робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с шестерней, первый датчик положения, последовательно соединенные релейный блок и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого датчика скорости, входу релейного блока и к второму входу первого сумматора, последовательно соединенные первый задатчик сигнала и четвертый сумматор, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, пятый сумматор и второй блок умножения, последовательно соединенные шестой сумматор и третий блок умножения, выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, последовательно соединенные второй датчик скорости и первый квадратор, а также датчик массы, причем входом самонастраивающегося электропривода является первый вход седьмого сумматора, подключенного вторым входом к выходу первого датчика положения, а выходом - к первому входу первого сумматора, выход третьего сумматора соединен со вторым входом второго сумматора, выход датчика массы соединен со вторым входом первого блока умножения, а выход первого сумматора соединен с третьим входом второго сумматора, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения и восьмой сумматор, выход которого подключен ко второму входу второго блока умножения, последовательно соединенные третий датчик положения, девятый сумматор, второй функциональный преобразователь и пятый блок умножения, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, последовательно соединенные третий датчик скорости, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, второй квадратор и шестой блок умножения, выход которого подключен ко второму входу шестого сумматора, а его второй вход через третий функциональный преобразователь - к выходу девятого сумматора, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу второго датчика положения и второму входу девятого сумматора, и седьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого квадратора, а выход - ко второму входу восьмого сумматора, последовательно соединенные первый датчик ускорения и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения и к второму входу четвертого блока умножения, а его выход - ко второму входу пятого блока умножения, причем выход датчика массы подключен ко вторым входам четвертого и пятого сумматоров, выход второго блока умножения - к четвертому входу третьего сумматора, а выход четвертого сумматора - ко второму входу третьего блока умножения, при этом первый и второй функциональные преобразователи реализуют функцию sin, а третий и четвертый функциональные преобразователи - функцию cos, отличающийся тем, что в него дополнительно введены третий датчик ускорения, связанный входом с выходным валом двигателя, а выходом - с четвертым входом второго сумматора, последовательно соединенные восьмой блок умножения, двенадцатый сумматор, девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, тринадцатый сумматор и десятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения, а выход - к пятому входу второго сумматора, последовательно соединенные одиннадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу второго датчика скорости и первому входу восьмого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора, а его второй вход - к выходу второго датчика ускорения и через первый дифференциатор к второму входу двенадцатого сумматора и двенадцатый блок умножения, выход которого соединен со вторым входом тринадцатого сумматора, а второй вход - с выходом четвертого функционального преобразователя, последовательно соединенные тринадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу второго квадратора, четырнадцатый сумматор, второй вход которого через второй дифференциатор соединен с выходом одиннадцатого сумматора, четырнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя, пятнадцатый сумматор и пятнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход - с шестым входом второго сумматора, а также последовательно соединенные шестнадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора, а его второй вход - ко второму входу тринадцатого блока умножения и выходу десятого сумматора, и семнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя, а выход - со вторым входом пятнадцатого сумматора.
RU2004127628/02A 2004-09-15 2004-09-15 Самонастраивающийся электропривод робота RU2277258C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127628/02A RU2277258C1 (ru) 2004-09-15 2004-09-15 Самонастраивающийся электропривод робота

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127628/02A RU2277258C1 (ru) 2004-09-15 2004-09-15 Самонастраивающийся электропривод робота

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127628A RU2004127628A (ru) 2006-02-27
RU2277258C1 true RU2277258C1 (ru) 2006-05-27

Family

ID=36114174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127628/02A RU2277258C1 (ru) 2004-09-15 2004-09-15 Самонастраивающийся электропривод робота

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277258C1 (ru)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004127628A (ru) 2006-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394674C2 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2423224C2 (ru) Электропривод робота
RU2372186C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота
RU2359306C2 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2325268C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2372638C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота
RU2277258C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2423225C1 (ru) Электропривод робота
RU2425746C2 (ru) Электропривод робота
RU2363972C2 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2380215C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2443543C1 (ru) Электропривод манипулятора
RU2208242C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2272314C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2272313C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2257288C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2066626C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2187426C2 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2385481C1 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2193480C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2309444C2 (ru) Самонастраивающийся электропривод робота
RU2478465C1 (ru) Электропривод манипулятора
RU2163190C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2345885C1 (ru) Устройство для управления приводом робота
RU2424894C1 (ru) Электропривод робота

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060916

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080410

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090916