RU2312007C1 - Robot drive control apparatus - Google Patents
Robot drive control apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312007C1 RU2312007C1 RU2006109972/02A RU2006109972A RU2312007C1 RU 2312007 C1 RU2312007 C1 RU 2312007C1 RU 2006109972/02 A RU2006109972/02 A RU 2006109972/02A RU 2006109972 A RU2006109972 A RU 2006109972A RU 2312007 C1 RU2312007 C1 RU 2312007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- adder
- multiplication unit
- multiplication
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов.The invention relates to robotics and can be used to create robot drive control systems.
Известно устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом устройства, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, 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, третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом к второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, а выход - со вторым входом третьего сумматора, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика сигнала, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый косинусный функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика сигнала, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй синусный функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - к второму входу второго 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 сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий синусный функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, а также последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый синусный функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные десятый сумматор, первый вход которого подключен к выходу восьмого блока умножения, а второй - к выходу девятого блока умножения, и десятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго датчика ускорения, а выход - с восьмым входом четвертого сумматора (см. патент РФ №2235014, БИ №24, 2004 г.).A device for controlling a robot drive is known, comprising a first adder connected in series, the first input of which is the device input, a second adder, a first multiplication unit, a third adder, an amplifier and an electric motor connected directly to the first speed sensor and through the gearbox to the first position sensor, output which is connected to the second input of the first adder, the second speed sensor, the second multiplication unit, the third multiplication unit and the fourth adder, the second input to which is connected to the second input of the second adder and the output of the first speed sensor, the third input to the output of the relay element connected to the input of the second input of the third multiplication unit and the output of the first speed sensor, and the output to the second input of the third adder, the mass sensor and the fifth connected in series an adder, the second input of which is connected to the output of the first signal generator, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second position sensor connected in series, the first cosine functional converter a developer, a fourth multiplication unit, a sixth adder, the second input of which is connected to the output of the second signal generator, a fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first acceleration sensor, and the output - with the fourth input of the fourth adder, the third signal adjuster, the seventh adder connected in series , the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the sixth multiplication unit, the second input of which through the second sine functional converter is connected to the output of the second position sensor, and the output is to the second input of the second multiplication unit, the second input of the fourth multiplication unit connected to the output of the seventh adder, its output to the third input of the fifth adder, the third input of the sixth adder connected to the output of the mass sensor, the fifth input of the fourth adder through the seventh multiplication unit, the second input of which connected to the output of the second multiplication unit, connected to the output of the second speed sensor, connected in series with the fourth signal generator, the eighth adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the seventh multiplication unit, the second input of which is connected through the third sine function converter to the output of the first position sensor, and its output to the sixth input of the fourth adder, as well as the ninth adder connected in series, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second position sensors , the fourth sine functional converter and the ninth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh adder, and the output to the seventh input of the fourth adder, p therefore connected tenth adder having a first input connected to the output of the eighth multiplier, and the second - to the output of the ninth multiplier, and tenth multiplier, a second input coupled to an output of the second acceleration sensor and an output - to an eighth input of the fourth adder (cm. RF patent No. 2235014, BI No. 24, 2004).
Его недостатком является то, что в нем не учитывается, считаясь малой, электрическая постоянная времени электродвигателя.Its disadvantage is that it does not take into account, being considered small, the electric time constant of the electric motor.
Известно также устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый и второй сумматоры, первый блок умножения, третий сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым положительным входом первого сумматора, подключенного вторым входом ко входу устройства, последовательно соединенные релейный блок и четвертый сумматор, второй положительный вход которого соединен с выходом первого датчика скорости и входом релейного блока, последовательно соединенные первый задатчик сигнала и пятый сумматор, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика массы, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик скорости, установленный в третьей степени подвижности робота, второй блок умножения и третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, а выход - с третьим отрицательным входом четвертого сумматора, а также второй датчик положения, установленный в третьей степени подвижности робота, причем второй отрицательный вход второго сумматора соединен с выходом первого датчика скорости, а выход четвертого сумматора подключен ко второму положительному входу третьего сумматора, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, шестой сумматор, четвертый блок умножения, второй вход которого через первый косинусный функциональный преобразователь соединен с выходом второго датчика положения, седьмой сумматор, второй положительный вход которого соединен с выходом третьего задатчика сигнала, и пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, установленного в третьей степени подвижности робота, а выход подключен к четвертому положительному входу четвертого сумматора, последовательно соединенные второй синусный функциональный преобразователь, вход которого соединен со входом первого косинусного функционального преобразователя, и шестой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу шестого сумматора, а выход - ко второму входу второго блока умножения, пятый отрицательный вход четвертого сумматора подключен к выходу седьмого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом второго датчика скорости, а второй вход - с выходом второго блока умножения, третий положительный вход пятого сумматора соединен с выходом четвертого блока умножения, третий положительный вход седьмого сумматора подключен к выходу датчика массы и второму положительному входу шестого сумматора, последовательно соединенные восьмой сумматор, первый положительный вход которого подключен к выходу второго датчика положения, а его второй положительный вход - к выходу первого датчика положения, третий синусный функциональный преобразователь, восьмой блок умножения, девятый сумматор и девятый блок умножения, выход которого подключен к шестому положительному входу четвертого сумматора, а также второй датчик ускорения, установленный в первой степени подвижности робота, и последовательно соединенные четвертый задатчик сигнала, десятый сумматор, десятый блок умножения, второй вход которого через четвертый синусный функциональный преобразователь подключен к выходу первого датчика положения, а его выход - ко второму положительному входу девятого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик сигнала и одиннадцатый сумматор, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика массы и ко второму положительному входу десятого сумматора, а его выход - ко второму положительному входу восьмого блока умножения, последовательно соединенные третий датчик ускорения, механически связанный с выходным валом двигателя, и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, а выход - с первым отрицательным входом двенадцатого сумматора, второй положительный вход которого подключен к выходу третьего датчика ускорения, а выход - к третьему положительному входу третьего сумматора, последовательно соединенные первый дифференциатор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, а также тринадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу шестого блока умножения, второй вход - к выходу первого датчика ускорения и входу первого дифференциатора, а выход - к первому отрицательному входу тринадцатого сумматора, выход которого подключен ко входу четырнадцатого блока умножения, последовательно соединенные квадратор, пятнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, и шестнадцатый блок умножения, последовательно соединенные четырнадцатый сумматор, семнадцатый блок умножения и восемнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора, последовательно соединенные пятый косинусный функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом первого датчика положения, девятнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу десятого сумматора, двадцатый блок умножения и двадцать первый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, первым положительным входом четырнадцатого сумматора и вторым входом четырнадцатого блока умножения, последовательно соединенные шестой косинусный функциональный преобразователь, подключенный вводом к выходу восьмого сумматора, и двадцать второй блок умножения, выход которого соединен со вторым входом семнадцатого блока умножения, последовательно соединенные второй дифференциатор, подключенный входом к выходу второго датчика ускорения, и двадцать третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом восьмого блока умножения, а также двадцать четвертый блок умножения, первый вход которого соединен с выходом десятого блока умножения, а его второй вход - с выходом второго дифференциатора, а выход - с третьим положительным входом двенадцатого сумматора, четвертый положительный вход которого подключен к выходу двадцать третьего блока умножения, пятый положительный вход - к выходу восемнадцатого блока умножения, шестой положительный вход - к выходу двадцать первого блока умножения, седьмой положительный вход - к выходу четырнадцатого блока умножения, восьмой отрицательный вход - к выходу шестнадцатого блока умножения, девятый положительный вход - к выходу двенадцатого блока умножения, а десятый отрицательный - к выходу двадцать пятого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого блока умножения, а второй вход - с выходом второго датчика скорости, входом квадратора, вторым входом шестнадцатого блока умножения и вторым положительным входом четырнадцатого сумматора, причем второй отрицательный вход тринадцатого сумматора подключен к выходу пятнадцатого блока умножения (см. патент РФ №2258601, БИ №23, 2005 г.).A device for controlling a robot drive is also known, comprising first and second adders connected in series, a first multiplication unit, a third adder, an amplifier and an engine connected to the first speed sensor directly and through the gearbox to the first position sensor, the output of which is connected to the first positive input of the first an adder connected by a second input to the input of the device, a relay block and a fourth adder connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the first yes a speed sensor and an input of a relay block, the first signal pickup and the fifth adder are connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the mass sensor, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second speed sensor installed in the third degree of robot mobility in series, the second a multiplication unit and a third multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first speed sensor, and the output to the third negative input of the fourth adder, as well as the second position sensor installed in the third degree of robot mobility, and the second negative input of the second adder is connected to the output of the first speed sensor, and the output of the fourth adder is connected to the second positive input of the third adder, the second signal adjuster, the sixth adder, the fourth multiplication unit, the second input of which through the first cosine functional converter is connected to the output of the second position sensor, the seventh adder, the second positive input of which is connected to the output t its signal setter, and a fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first acceleration sensor installed in the third degree of robot mobility, and the output is connected to the fourth positive input of the fourth adder, the second sine functional converter connected in series, the input of which is connected to the input of the first cosine functional converter, and the sixth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the sixth adder, and the output to the second input of the second multiplication unit, the fifth negative input of the fourth adder is connected to the output of the seventh multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the second speed sensor, and the second input is connected to the output of the second multiplication unit, the third positive input of the fifth adder is connected to the output of the fourth multiplication unit, the third positive input of the seventh adder is connected to the output of the mass sensor and the second positive input of the sixth adder, the eighth adder connected in series, the first positive input of which is connected to the output of the second date position sensor, and its second positive input - to the output of the first position sensor, the third sine function converter, the eighth multiplication unit, the ninth adder and the ninth multiplication unit, the output of which is connected to the sixth positive input of the fourth adder, as well as the second acceleration sensor installed in the first the degree of mobility of the robot, and the fourth signal adjuster, the tenth adder, the tenth multiplication unit, the second input of which is through the fourth sine functional converter l is connected to the output of the first position sensor, and its output is to the second positive input of the ninth adder, the fifth signal pickup and the eleventh adder are connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the mass sensor and to the second positive input of the tenth adder, and its output to the second positive input of the eighth multiplication unit, connected in series to the third acceleration sensor, mechanically connected to the output shaft of the engine, and the eleventh multiplication unit, the second input of which connected to the output of the second multiplication unit, and the output to the first negative input of the twelfth adder, the second positive input of which is connected to the output of the third acceleration sensor, and the output to the third positive input of the third adder, the first differentiator and the twelfth multiplication unit, the second input of which are connected in series connected to the output of the seventh adder, as well as the thirteenth multiplication block, the first input of which is connected to the output of the sixth multiplication block, the second input to the output of the first acceleration sensor the input of the first differentiator, and the output to the first negative input of the thirteenth adder, the output of which is connected to the input of the fourteenth multiplication unit, a quadrator connected in series, the fifteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the fourth multiplication unit, and the sixteenth multiplication unit connected in series to the fourteenth adder , the seventeenth block of multiplication and the eighteenth block of multiplication, the second input of which is connected to the output of the eleventh adder, connected in series the ninth cosine functional converter, the input of which is connected to the output of the first position sensor, the nineteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the tenth adder, the twentieth multiplication unit and the twenty-first multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first speed sensor, the first positive input of the fourteenth the adder and the second input of the fourteenth multiplication block, connected in series with the sixth cosine functional converter, connected by an input to the output of the eighth second adder, and a twenty-second multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the seventeenth multiplication unit, a second differentiator connected in series to the output of the second acceleration sensor, and a twenty-third multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the eighth multiplication unit, and the twenty-fourth multiplication block, the first input of which is connected to the output of the tenth multiplication block, and its second input to the output of the second differentiator, and the output to the third positive input of twelve adder whose fourth positive input is connected to the output of the twenty-third multiplication block, the fifth positive input is to the output of the eighteenth multiplication block, the sixth positive input is to the output of the twenty-first multiplication block, the seventh positive input is to the output of the fourteenth multiplication block, the eighth negative input is to the output of the sixteenth multiplication block, the ninth positive input to the output of the twelfth multiplication block, and the tenth negative to the output of the twenty-fifth multiplication block, the first input of which is it is single with the output of the thirteenth multiplication unit, and the second input is with the output of the second speed sensor, the quad input, the second input of the sixteenth multiplication unit and the second positive input of the fourteenth adder, and the second negative input of the thirteenth adder is connected to the output of the fifteenth multiplier (see RF patent No. 2258601, BI No. 23, 2005).
Данное устройство по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому решению.This device in its technical essence is the closest to the proposed solution.
Недостатком прототипа является то, что в нем отсутствует полная инвариантность динамических свойств рассматриваемого электропривода к непрерывным изменениям его моментных нагрузочных характеристик, поскольку в нем дан робот с другой кинематической схемой.The disadvantage of the prototype is that it lacks the complete invariance of the dynamic properties of the drive in question to continuous changes in its moment load characteristics, since it contains a robot with a different kinematic scheme.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение полной инвариантности динамических свойств рассматриваемого электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его динамических моментных нагрузочных характеристик при движении робота по всем его степеням подвижности с учетом электрической постоянной времени электродвигателя.The task to which the claimed technical solution is directed is to ensure complete invariance of the dynamic properties of the drive in question to continuous and rapid changes in its dynamic moment load characteristics when the robot moves along all its degrees of mobility, taking into account the electric time constant of the electric motor.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в формировании дополнительного сигнала управления, подаваемого на вход электропривода, который обеспечивает получение необходимого моментного воздействия, при наличии электрической постоянной времени электродвигателя.The technical result that can be obtained by implementing the claimed technical solution is expressed in the formation of an additional control signal supplied to the input of the electric drive, which provides the necessary momentary effect, in the presence of an electric time constant of the electric motor.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый и второй сумматоры, первый блок умножения, третий сумматор, усилитель и двигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого соединен с первым положительным входом первого сумматора, подключенного вторым входом ко входу устройства, последовательно соединенные релейный блок и четвертый сумматор, второй положительный вход которого соединен с выходом первого датчика скорости и входом релейного блока, последовательно соединенные первый задатчик сигнала и пятый сумматор, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика массы, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик скорости, установленный в третьей степени подвижности робота, второй блок умножения и третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, а выход - с третьим отрицательным входом четвертого сумматора, а также второй датчик положения, установленный в третьей степени подвижности робота, причем второй отрицательный вход второго сумматора соединен с выходом первого датчика скорости, а выход четвертого сумматора подключен ко второму положительному входу третьего сумматора, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, шестой сумматор, четвертый блок умножения, второй вход которого через первый косинусный функциональный преобразователь соединен с выходом второго датчика положения, седьмой сумматор, второй положительный вход которого соединен с выходом третьего задатчика сигнала, и пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, установленного в третьей степени подвижности робота, а выход подключен к четвертому положительному входу четвертого сумматора, последовательно соединенные второй синусный функциональный преобразователь, вход которого соединен со входом первого косинусного функционального преобразователя, и шестой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу шестого сумматора, а выход - ко второму входу второго блока умножения, пятый отрицательный вход четвертого сумматора подключен к выходу седьмого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом второго датчика скорости, а второй вход - с выходом второго блока умножения, третий положительный вход пятого сумматора соединен с выходом четвертого блока умножения, третий положительный вход седьмого сумматора подключен к выходу датчика массы и второму положительному входу шестого сумматора, последовательно соединенные восьмой сумматор, первый положительный вход которого подключен к выходу второго датчика положения, а его второй положительный вход - к выходу первого датчика положения, третий синусный функциональный преобразователь, восьмой блок умножения, девятый сумматор и девятый блок умножения, выход которого подключен к шестому положительному входу четвертого сумматора, а также второй датчик ускорения, установленный в первой степени подвижности робота, и последовательно соединенные четвертый задатчик сигнала, десятый сумматор, десятый блок умножения, второй вход которого через четвертый синусный функциональный преобразователь подключен к выходу первого датчика положения, а его выход - ко второму положительному входу девятого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик сигнала и одиннадцатый сумматор, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика массы и ко второму положительному входу десятого сумматора, а его выход - ко второму положительному входу восьмого блока умножения, последовательно соединенные третий датчик ускорения, механически связанный с выходным валом двигателя, и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, а выход - с первым отрицательным входом двенадцатого сумматора, второй положительный вход которого подключен к выходу третьего датчика ускорения, а выход - к третьему положительному входу третьего сумматора, последовательно соединенные первый дифференциатор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, а также тринадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу шестого блока умножения, второй вход - к выходу первого датчика ускорения и входу первого дифференциатора, а выход - к первому отрицательному входу тринадцатого сумматора, выход которого подключен ко входу четырнадцатого блока умножения, последовательно соединенные квадратор, пятнадцатый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, и шестнадцатый блок умножения, последовательно соединенные четырнадцатый сумматор, семнадцатый блок умножения и восемнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора, последовательно соединенные пятый косинусный функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом первого датчика положения, девятнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу десятого сумматора, двадцатый блок умножения и двадцать первый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, первым положительным входом четырнадцатого сумматора и вторым входом четырнадцатого блока умножения, последовательно соединенные шестой косинусный функциональный преобразователь, подключенный вводом к выходу восьмого сумматора, и двадцать второй блок умножения, выход которого соединен со вторым входом семнадцатого блока умножения, последовательно соединенные второй дифференциатор, подключенный входом к выходу второго датчика ускорения, и двадцать третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом восьмого блока умножения, а также двадцать четвертый блок умножения, первый вход которого соединен с выходом десятого блока умножения, а его второй вход - с выходом второго дифференциатора, а выход - с третьим положительным входом двенадцатого сумматора, четвертый положительный вход которого подключен к выходу двадцать третьего блока умножения, пятый положительный вход - к выходу восемнадцатого блока умножения, шестой положительный вход - к выходу двадцать первого блока умножения, седьмой положительный вход - к выходу четырнадцатого блока умножения, восьмой отрицательный вход - к выходу шестнадцатого блока умножения, девятый положительный вход - к выходу двенадцатого блока умножения, а десятый отрицательный - к выходу двадцать пятого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого блока умножения, а второй вход - с выходом второго датчика скорости, входом квадратора, вторым входом шестнадцатого блока умножения и вторым положительным входом четырнадцатого сумматора, причем второй отрицательный вход тринадцатого сумматора подключен к выходу пятнадцатого блока умножения, дополнительно вводятся последовательно соединенные шестой задатчик сигнала и пятнадцатый сумматор, второй положительный вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения, а выход - к вторым входам девятого, двадцатого и двадцать второго блоков умножения.The problem is solved in that in the device for controlling the robot drive, containing the first and second adders in series, the first multiplication unit, the third adder, the amplifier and the motor connected to the first speed sensor directly and through the gearbox with the first position sensor, the output of which is connected with the first positive input of the first adder connected by the second input to the input of the device, the relay unit and the fourth adder are connected in series, the second positive input of which is connected nen with the output of the first speed sensor and the input of the relay block, the first signal pickup and the fifth adder connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the mass sensor, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second speed sensor connected in series, installed in the third degree the mobility of the robot, the second multiplication unit and the third multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first speed sensor, and the output to the third negative input of the fourth adder, as well a second position sensor installed in the third degree of mobility of the robot, the second negative input of the second adder connected to the output of the first speed sensor, and the output of the fourth adder connected to the second positive input of the third adder, the second signal adjuster, the sixth adder, the fourth multiplication unit, the second the input of which through the first cosine functional converter is connected to the output of the second position sensor, the seventh adder, the second positive input of which connected to the output of the third signal setter, and a fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first acceleration sensor installed in the third degree of robot mobility, and the output is connected to the fourth positive input of the fourth adder, the second sine function converter connected in series, the input of which is connected to the input of the first cosine functional converter, and the sixth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the sixth adder, and the output to the second input the second multiplication unit, the fifth negative input of the fourth adder is connected to the output of the seventh multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the second speed sensor, and the second input is connected to the output of the second multiplication unit, the third positive input of the fifth adder is connected to the output of the fourth multiplication unit, the third positive the input of the seventh adder is connected to the output of the mass sensor and the second positive input of the sixth adder, the eighth adder connected in series, the first positive input of which is connected It is connected to the output of the second position sensor, and its second positive input - to the output of the first position sensor, the third sine functional converter, the eighth multiplication unit, the ninth adder and the ninth multiplication unit, the output of which is connected to the sixth positive input of the fourth adder, as well as the second acceleration sensor installed in the first degree of mobility of the robot, and connected in series with the fourth signal generator, the tenth adder, the tenth multiplication unit, the second input of which is through the fourth sine function the on-line converter is connected to the output of the first position sensor, and its output is connected to the second positive input of the ninth adder, the fifth signal pickup and the eleventh adder are connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the mass sensor and to the second positive input of the tenth adder, and its output to the second positive input of the eighth multiplication unit, the third acceleration sensor mechanically connected to the output shaft of the engine, and the eleventh multiplication unit are connected in series I, whose second input is connected to the output of the second multiplication unit, and the output to the first negative input of the twelfth adder, the second positive input of which is connected to the output of the third acceleration sensor, and the output to the third positive input of the third adder, the first differentiator and the twelfth block connected in series multiplication, the second input of which is connected to the output of the seventh adder, as well as the thirteenth multiplication block, the first input of which is connected to the output of the sixth multiplication block, the second input to the output of ne acceleration sensor and the input of the first differentiator, and the output is to the first negative input of the thirteenth adder, the output of which is connected to the input of the fourteenth multiplication unit, a quadrator connected in series, the fifteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the fourth multiplication unit, and the sixteenth multiplication unit, connected in series with the fourteenth adder, the seventeenth multiplication unit and the eighteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the eleventh adder, subsequently the fifth cosine functional converter, the input of which is connected to the output of the first position sensor, the nineteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the tenth adder, the twentieth multiplication unit and the twenty first multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first speed sensor, the first positive the input of the fourteenth adder and the second input of the fourteenth multiplication unit, connected in series with the sixth cosine functional converter, is connected input to the output of the eighth adder, and a twenty-second multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the seventeenth multiplication unit, a second differentiator connected in series to the output of the second acceleration sensor, and a twenty-third multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the eighth block multiplication, as well as the twenty-fourth multiplication block, the first input of which is connected to the output of the tenth multiplication block, and its second input - with the output of the second differentiator, and the output - with the third the fourth input of the twelfth adder, the fourth positive input of which is connected to the output of the twenty-third multiplication block, the fifth positive input - to the output of the eighteenth multiplication block, the sixth positive input - to the output of the twenty-first multiplication block, the seventh positive input - to the output of the fourteenth multiplication block, eighth negative the input is to the output of the sixteenth multiplication block, the ninth positive input is to the output of the twelfth multiplication block, and the tenth negative is to the output of the twenty-fifth multiplication block the first input of which is connected to the output of the thirteenth multiplication unit, and the second input to the output of the second speed sensor, the input of the quadrator, the second input of the sixteenth multiplication unit and the second positive input of the fourteenth adder, and the second negative input of the thirteenth adder is connected to the output of the fifteenth multiplier, the sixth signal setter and the fifteenth adder are connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the second acceleration sensor, and the output second inputs of the ninth, twentieth and twenty-second multiplication blocks.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution with the essential features of analogues and prototype indicate its compliance with the criterion of "novelty."
При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают высокую точность и устойчивость работы привода робота в условиях существенного изменения его параметров нагрузки.In this case, the distinguishing features of the claims provide high accuracy and stability of the robot drive in conditions of a significant change in its load parameters.
На фиг.1 дана блок-схема предлагаемого устройства для управления приводом робота, а на фиг.2 - кинематическая схема исполнительного органа робота.Figure 1 is a block diagram of the proposed device for controlling the drive of the robot, and figure 2 is a kinematic diagram of the actuator of the robot.
Устройство для управления приводом робота содержит последовательно соединенные первый 1 и второй 2 сумматоры, первый блок 3 умножения, третий сумматор 4, усилитель 5 и двигатель 6, связанный с первым датчиком 7 скорости непосредственно и через редуктор 8 - с первым датчиком 9 положения, выход которого соединен с первым положительным входом первого сумматора 1, подключенного вторым входом ко входу устройства, последовательно соединенные релейный блок 10 и четвертый сумматор 11, второй положительный вход которого соединен с выходом первого датчика 7 скорости и входом релейного блока, последовательно соединенные первый задатчик сигнала 12 и пятый сумматор 13, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика 14 массы, а выход - к второму входу первого блока 3 умножения, последовательно соединенные второй датчик 15 скорости, установленный в третьей степени подвижности робота, второй блок 16 умножения и третий блок 17 умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 7 скорости, а выход - с третьим отрицательным входом четвертого сумматора 11, а также второй датчик 18 положения, установленный в третьей степени подвижности робота, причем второй отрицательный вход второго сумматора 2 соединен с выходом первого датчика 7 скорости, а выход четвертого сумматора 11 подключен ко второму положительному входу третьего сумматора 4, последовательно соединенные второй задатчик сигнала 19, шестой сумматор 20, четвертый блок 21 умножения, второй вход которого через первый косинусный функциональный преобразователь 22 соединен с выходом второго датчика 18 положения, седьмой сумматор 23, второй положительный вход которого соединен с выходом третьего задатчика 24 сигнала, и пятый блок 25 умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 26 ускорения, установленного в третьей степени подвижности робота, а выход подключен к четвертому положительному входу четвертого сумматора 11, последовательно соединенные второй синусный функциональный преобразователь 27, вход которого соединен со входом первого косинусного функционального преобразователя 22, и шестой блок 28 умножения, второй вход которого подключен к выходу шестого сумматора 20, а выход - ко второму входу второго блока 16 умножения, пятый отрицательный вход четвертого сумматора 11 подключен к выходу седьмого блока 29 умножения, первый вход которого соединен с выходом второго датчика 15 скорости, а второй вход - с выходом второго блока 16 умножения, третий положительный вход пятого сумматора 13 соединен с выходом четвертого блока 21 умножения, третий положительный вход седьмого сумматора 23 подключен к выходу датчика 14 массы и второму положительному входу шестого сумматора 20, последовательно соединенные восьмой сумматор 30, первый положительный вход которого подключен к выходу второго датчика 18 положения, а его второй положительный вход - к выходу первого датчика 9 положения, третий синусный функциональный преобразователь 31, восьмой блок 32 умножения, девятый сумматор 33 и девятый блок 34 умножения, выход которого подключен к шестому положительному входу четвертого сумматора 11, а также второй датчик 35 ускорения, установленный в первой степени подвижности робота, и последовательно соединенные четвертый задатчик 36 сигнала, десятый сумматор 37, десятый блок 38 умножения, второй вход которого через четвертый синусный функциональный преобразователь 39 подключен к выходу первого датчика 9 положения, а его выход - ко второму положительному входу девятого сумматора 33, последовательно соединенные пятый задатчик 40 сигнала и одиннадцатый сумматор 41, второй положительный вход которого подключен к выходу датчика 14 массы и ко второму положительному входу десятого сумматора 37, а его выход - ко второму положительному входу восьмого блока 32 умножения, последовательно соединенные третий датчик 42 ускорения, механически связанный с выходным валом двигателя 6, и одиннадцатый блок 43 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 16 умножения, а выход - с первым отрицательным входом двенадцатого сумматора 44, второй положительный вход которого подключен к выходу третьего датчика 42 ускорения, а выход - к третьему положительному входу третьего сумматора 4, последовательно соединенные первый дифференциатор 45 и двенадцатый блок 46 умножения, второй вход которого соединен с выходом седьмого сумматора 23, а также тринадцатый блок 47 умножения, первый вход которого подключен к выходу шестого блока 28 умножения, второй вход - к выходу первого датчика 26 ускорения и входу первого дифференциатора 45, а выход - к первому отрицательному входу тринадцатого сумматора 48, выход которого подключен ко входу четырнадцатого блока 49 умножения, последовательно соединенные квадратор 50, пятнадцатый блок 51 умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока 21 умножения, и шестнадцатый блок 52 умножения, последовательно соединенные четырнадцатый сумматор 53, семнадцатый блок 54 умножения и восемнадцатый блок 55 умножения, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора 41, последовательно соединенные пятый косинусный функциональный преобразователь 56, вход которого соединен с выходом первого датчика 9 положения, девятнадцатый блок 57 умножения, второй вход которого подключен к выходу десятого сумматора 37, двадцатый блок 58 умножения и двадцать первый блок 59 умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 7 скорости, первым положительным входом четырнадцатого сумматора 53 и вторым входом четырнадцатого блока 49 умножения, последовательно соединенные шестой косинусный функциональный преобразователь 60, подключенный вводом к выходу восьмого сумматора 30, и двадцать второй блок 61 умножения, выход которого соединен со вторым входом семнадцатого блока 54 умножения, последовательно соединенные второй дифференциатор 62, подключенный входом к выходу второго датчика 35 ускорения, и двадцать третий блок 63 умножения, второй вход которого соединен с выходом восьмого блока 32 умножения, а также двадцать четвертый блок 64 умножения, первый вход которого соединен с выходом десятого блока 38 умножения, а его второй вход - с выходом второго дифференциатора 62, а выход - с третьим положительным входом двенадцатого сумматора 44, четвертый положительный вход которого подключен к выходу двадцать третьего блока 63 умножения, пятый положительный вход - к выходу восемнадцатого блока 55 умножения, шестой положительный вход - к выходу двадцать первого блока 59 умножения, седьмой положительный вход - к выходу четырнадцатого блока 49 умножения, восьмой отрицательный вход - к выходу шестнадцатого блока 52 умножения, девятый положительный вход - к выходу двенадцатого блока 46 умножения, а десятый отрицательный - к выходу двадцать пятого блока 65 умножения, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого блока 47 умножения, а второй вход - с выходом второго датчика 15 скорости, входом квадратора 50, вторым входом шестнадцатого блока 52 умножения и вторым положительным входом четырнадцатого сумматора 53, причем второй отрицательный вход тринадцатого сумматора 48 подключен к выходу пятнадцатого блока 51 умножения, последовательно соединенные шестой задатчик 66 сигнала и пятнадцатый сумматор 67, второй положительный вход которого подключен к выходу второго датчика 35 ускорения, а выход - к вторым входам девятого 34, двадцатого 58 и двадцать второго 61 блоков умножения, объект управления 68.The device for controlling the robot drive comprises serially connected first 1 and second 2 adders, a first multiplication unit 3, a third adder 4, an amplifier 5 and an engine 6 connected directly to the first speed sensor 7 and through the gearbox 8 with the first position sensor 9, the output of which connected to the first positive input of the first adder 1, connected by the second input to the input of the device, the relay unit 10 and the fourth adder 11 connected in series, the second positive input of which is connected to the output of the first sensor and 7 is the speed and the input of the relay block connected in series to the
На чертежах введены следующие обозначения: qвх - сигнал желаемого положения; q1, q2, q3, q4 - соответствующие обобщенные координаты исполнительного органа робота; - скорости изменения соответствующих обобщенных координат; - ускорения изменения соответствующих обобщенных координат; ε - ошибка привода (величина рассогласования); m1, m2, m3, m4 - соответственно массы первого, второго, третьего звеньев исполнительного органа и захваченного груза; - расстояния от осей вращения горизонтальных звеньев до их центров масс; l2, l3 - длины соответствующих горизонтальных звеньев; - соответственно скорость и ускорение вращения ротора двигателя; U*, U - соответственно усиливаемый сигнал и сигнал управления двигателем 6.The following notation is introduced in the drawings: q i — signal of the desired position; q 1 , q 2 , q 3 , q 4 - the corresponding generalized coordinates of the executive body of the robot; - the rate of change of the corresponding generalized coordinates; - accelerate changes in the corresponding generalized coordinates; ε - drive error (mismatch value); m 1 , m 2 , m 3 , m 4 - respectively, the mass of the first, second, third links of the executive body and the captured cargo; - the distance from the axis of rotation of the horizontal links to their centers of mass; l 2 , l 3 - the lengths of the corresponding horizontal links; - respectively, the speed and acceleration of rotation of the rotor of the engine; U *, U - respectively, the amplified signal and the engine control signal 6.
Устройство работает следующим образом. Сигнал ошибки ε с сумматора 1 после коррекции в блоках 2, 3, 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 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 электропривода и даже приводит к потере устойчивости его работы. В результате возникает задача, связанная с обеспечением инвариантности динамических свойств электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его моментных нагрузочных характеристик, что позволяет обеспечить стабильность заданного качества системы управления.The device operates as follows. The error signal ε from the adder 1 after correction in blocks 2, 3, 4, amplifying, enters the electric motor 6, bringing its shaft into rotational motion with direction and speed (acceleration), depending on the magnitude of the incoming signal U, the friction moments and external torque M century The electric drive when working with various loads, as well as due to the mutual influence of the degrees of mobility of the executive body, has variable torque characteristics, which can vary widely. This reduces the quality of the drive and even leads to a loss of stability of its operation. As a result, a problem arises related to ensuring the invariance of the dynamic properties of the electric drive to continuous and rapid changes in its moment load characteristics, which allows to ensure the stability of a given quality of the control system.
Рассматриваемый привод управляет обобщенной координатой q2.The drive in question controls the generalized coordinate q 2 .
Конструкция рассматриваемого робота (см. фиг.2) позволяет осуществлять вертикальное прямолинейное перемещение вращающихся звеньев и груза (координата q1), два вращательных движения в вертикальной плоскости (координаты q2 и q3) и горизонтальное линейное перемещение (координата q4) в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой вращаются второе и третье звенья робота.The design of the robot in question (see figure 2) allows vertical rectilinear movement of the rotating links and load (coordinate q 1 ), two rotational movements in a vertical plane (coordinates q 2 and q 3 ) and horizontal linear movement (coordinate q 4 ) in the direction perpendicular to the plane in which the second and third links of the robot rotate.
Моментные характеристики привода, управляющего координатой q2, существенно зависят от изменения координат q2, q3, , , , и груза mг. В связи с этим для качественного управления координатой q2 необходимо компенсировать отрицательное влияние изменения этих координат, а также переменной массы груза mг на динамические свойства рассматриваемого привода (координата q2).The moment characteristics of the drive controlling the coordinate q 2 substantially depend on a change in the coordinates q 2 , q 3 , , , , and cargo m g . In this regard, for quality control of the q 2 coordinate, it is necessary to compensate for the negative effect of changes in these coordinates, as well as the variable mass of the load m g on the dynamic properties of the drive in question (q 2 coordinate).
На основе уравнений Лагранжа 2 рода можно записать, что моментное воздействие на выходной вал привода, управляющего координатой q2 с грузом, имеет видBased on the Lagrange equations of the 2nd kind, we can write that the momentary action on the output shaft of the drive controlling the coordinate q 2 with the load has the form
где Where
g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.
С учетом соотношений (1) и (2), а также уравнений механической и электрической цепей электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами или независимого возбуждения рассматриваемый привод, управляющий координатой q2, можно описать следующим дифференциальным уравнением:Taking into account relations (1) and (2), as well as the equations of mechanical and electrical chains of a DC motor with permanent magnets or independent excitation, the drive in question, which controls the coordinate q 2 , can be described by the following differential equation:
где Where
где L - индуктивность якорной цепи двигателя; 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; kу - коэффициент усиления усилителя 5; i - ток якоря.where L is the inductance of the motor armature circuit; R is the active resistance of the engine armature circuit; J is the moment of inertia of the motor armature and the rotating parts of the gearbox, reduced to the motor shaft; k m - torque coefficient; k ω is the counter-emf coefficient; k in - coefficient of viscous friction; i p - gear ratio; M p is the moment of dry friction; k y - gain of the amplifier 5; i is the armature current.
Из уравнения (3) видно, что его параметры, а следовательно, и параметры привода, управляющего координатой q2, являются существенно переменными, зависящими от величин q2, q3, mг. В результате в процессе работы привода меняются (притом существенно) его динамические свойства. 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.From equation (3) it can be seen that its parameters, and therefore the parameters of the drive that controls the coordinate q 2 , are essentially variable, depending on the values q 2 , q 3 , m g As a result, during the operation of the drive, its dynamic properties change (and substantially). To implement the task set above, it is necessary to form such a corrective device that would stabilize the drive parameters so that it is described by a differential equation with constant parameters.
Полагается, что первый положительный вход сумматора 2 (со стороны сумматора 1) имеет единичный коэффициент усиления, а его второй отрицательный вход - коэффициент усиления kω/kу. Следовательно, на выходе сумматора 2 формируется сигнал It is believed that the first positive input of adder 2 (from the adder 1 side) has a unity gain, and its second negative input has a gain k ω / k у . Therefore, at the output of adder 2, a signal is generated
Первый положительный вход сумматора 20 имеет единичный коэффициент усиления, а задатчик 19 сигнала подает на него сигнал Второй положительный вход этого сумматора имеет коэффициент усиления l2l3. В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал The first positive input of the adder 20 has a unity gain, and the signal setter 19 provides a signal to it The second positive input of this adder has a gain of l 2 l 3 . As a result, a signal is generated at the output of this adder
Датчик 18 положения измеряет обобщенную координату q3, a функциональный преобразователь 22 реализует функцию cosq3. В результате на выходе блока 21 умножения формируется сигнал The position sensor 18 measures the generalized coordinate q 3 , and the functional converter 22 implements the function cosq 3 . As a result, a signal is generated at the output of the multiplication block 21
Первый положительный вход сумматора 13 имеет единичный коэффициент усиления, а задатчик 12 сигнала подает на этот вход сигнал где Jн - номинальное значение приведенного момента инерции. На его второй положительный вход с коэффициентом усиления датчик 14 массы подает сигнал mг. Третий положительный вход этого сумматора имеет коэффициент усиления В результате на его выходе формируется сигналThe first positive input of the
а на выходе блока 3 умножения - сигнал and at the output of block 3 multiplication - a signal
Функциональный преобразователь 27 реализует зависимость sin q3. В результате на выходе блока 28 умножения формируется сигнал Functional Converter 27 implements the dependence of sin q 3 . As a result, a signal is generated at the output of the multiplication block 28
Датчик 15 скорости измеряет скорость изменения обобщенной координаты q3. В результате на третий отрицательный вход сумматора 11 (со стороны блока 17 умножения) с коэффициентом усиления поступает сигнал а на пятый отрицательный вход этого сумматора (со стороны блока 29 умножения) с коэффициентом усиления 1/ip - сигнал The speed sensor 15 measures the rate of change of the generalized coordinate q 3 . As a result, the third negative input of the adder 11 (from the side of the block 17 multiplication) with a gain signal is coming and the fifth negative input of this adder (from the side of the block 29 multiplication) with a gain of 1 / i p - signal
Первый и второй положительные входы сумматора 23 (соответственно со стороны блока 21 умножения и задатчика 24 сигнала) имеют единичные коэффициенты усиления, а его третий положительный вход - коэффициент усиления Задатчик 24 сигнала формирует сигнал а датчик 26 ускорения измеряет ускорение обобщенной координаты q3. В результате на выходе блока 25 умножения формируется сигнал который поступает на четвертый положительный вход сумматора 11, имеющий коэффициент усиления 1/ip. Первый и второй положительные входы сумматора 11 (соответственно со стороны релейного элемента 10 и датчика 7 скорости), соответственно, имеют единичный коэффициент усиления и коэффициент усиления, равный kмkω/R+kв.The first and second positive inputs of the adder 23 (respectively, from the side of the multiplication unit 21 and the signal setter 24) have unit gains, and its third positive input has a gain The signal setter 24 generates a signal and the acceleration sensor 26 measures the acceleration of the generalized coordinate q 3 . As a result, a signal is generated at the output of the multiplication block 25 which arrives at the fourth positive input of the adder 11 having a gain of 1 / i p . The first and second positive inputs of the adder 11 (respectively, from the relay element 10 and the speed sensor 7), respectively, have a unity gain and a gain equal to k m k ω / R + k in .
Первый положительный вход сумматора 37 имеет единичный коэффициент усиления, и задатчик сигнала 36 подает на него сигнал а его второй положительный вход - коэффициент усиления l2/ip. В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал Функциональный преобразователь 39 реализует функцию sin q2. В результате на выходе блока 38 умножения формируется сигнал Задатчик сигнала 40 подает на первый положительный вход сумматора 41 с единичным коэффициентом усиления сигнал а его второй положительный вход имеет коэффициент усиления, равный l3/ip. В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал Сумматор 30 имеет положительные входы с единичными коэффициентами усиления. В результате на его выходе формируется сигнал q2+q3. Функциональный преобразователь 31 реализует функцию sin(q2+q3). В результате на выходе блока 32 умножения формируется сигнал The first positive input of the adder 37 has a unity gain, and the signal master 36 provides a signal to it and its second positive input is the gain l 2 / i p . As a result, a signal is generated at the output of this adder Functional Converter 39 implements the function sin q 2 . As a result, a signal is generated at the output of the multiplication unit 38 The signal collector 40 delivers a signal to the first positive input of the adder 41 with a unity gain and its second positive input has a gain of l 3 / i p . As a result, a signal is generated at the output of this adder The adder 30 has positive inputs with unity gain. As a result, a q 2 + q 3 signal is generated at its output. Functional Converter 31 implements the function sin (q 2 + q 3 ). As a result, a signal is generated at the output of the multiplication block 32
Положительные входы сумматора 67 имеют единичные коэффициенты усиления. Поэтому на его выходе формируется сигнал Сумматор 33 имеет положительные входы с единичными коэффициентами усиления, поэтому на шестой положительный вход сумматора 11 с единичным коэффициентом усиления поступает сигналThe positive inputs of adder 67 have unity gain. Therefore, a signal is generated at its output The adder 33 has positive inputs with unity gain, therefore, a signal is received at the sixth positive input of the adder 11 with unity gain
Выходной сигнал релейного элемента 10 имеет видThe output signal of the relay element 10 has the form
где - величина момента сухого трения при движении. В результате на выходе сумматора 11 формируется сигналWhere - the value of the moment of dry friction during movement. As a result, a signal is generated at the output of the adder 11
Отрицательные входы сумматора 48 имеют коэффициенты усиления В результате на седьмой положительный вход сумматора 44, имеющий единичный коэффициент усиления, поступает (со стороны блока 49 умножения) сигнал The negative inputs of the adder 48 have gains As a result, the seventh positive input of the adder 44, having a unity gain, receives (from the side of the multiplication unit 49) a signal
Поскольку для исполнительного органа рассматриваемого робота выполняется условие а датчик 42 измеряет то на первый отрицательный вход сумматора 44, имеющий коэффициент усиления со стороны блока 43 умножения поступает сигнал Второй положительный вход этого сумматора (со стороны датчика 42) имеет коэффициент усиления kв. На девятый положительный вход этого сумматора (со стороны блока 46 умножения) поступает сигнал на его десятый отрицательный вход, имеющий коэффициент усиления 3/ip, (со стороны блока 65 умножения), - сигнал на восьмой отрицательный вход (со стороны блока 52 умножения) - сигнал на шестой положительный (со стороны блока 59 умножения) - сигнал на третий положительный (со стороны блока 64 умножения) - сигнал а на четвертый положительный (со стороны блока 63 умножения) - сигнал Since the condition for the executive body of the robot in question is satisfied and the sensor 42 measures then to the first negative input of the adder 44 having a gain from the side of the block 43 multiplication receives a signal The second positive input of this adder (from the side of the sensor 42) has a gain of k in . The ninth positive input of this adder (from the side of block 46 multiplication) receives a signal to its tenth negative input having a gain of 3 / i p , (from the side of the multiplication unit 65), is the signal to the eighth negative input (from the side of the multiplication block 52) - a signal on the sixth positive (from the side of block 59 of the multiplication) - a signal on the third positive (from the side of the block 64 multiplication) - signal and the fourth positive (from the side of the block 63 multiplication) - signal
Первый (со стороны датчика 7) положительный вход сумматора 53 имеет коэффициент усиления 1/ip, а его второй положительный вход - единичный коэффициент усиления. В результате на выходе этого сумматора формируется сигнал а на пятый положительный вход сумматора 44 (со стороны блока 55 умножения) подается сигнал Причем третий, четвертый, пятый и шестой входы сумматора 44 имеют единичные коэффициенты усиления, а восьмой и девятый - коэффициенты усиления 1/ip. В результате на выходе сумматора 44 формируется сигнал The first (from the side of the sensor 7) positive input of the adder 53 has a gain of 1 / i p , and its second positive input has a unity gain. As a result, a signal is generated at the output of this adder and the fifth positive input of the adder 44 (from the side of the block 55 of the multiplication) signal Moreover, the third, fourth, fifth and sixth inputs of the adder 44 have unit gain, and the eighth and ninth gain 1 / i p . As a result, at the output of the adder 44, a signal is generated
Первый положительный вход сумматора 4 (со стороны блока 3 умножения) имеет единичный коэффициент усиления, его второй положительный вход (со стороны сумматора 11) - коэффициент усиления R/(kмkу), а третий положительный вход - коэффициент усиления L/(kмkу). В результате на выходе сумматора 4 формируется сигнал U*, равныйThe first positive input of the adder 4 (from the side of the multiplication unit 3) has a unity gain, its second positive input (from the adder 11) has a gain R / (k m k y ), and the third positive input is a gain L / (k m k y ). As a result, at the output of the adder 4, a signal U * equal to
Поскольку при движении рассматриваемого привода достаточно точно соответствует Мстр, то сигнал U* (4), как несложно убедиться, обеспечивает превращение уравнения (3) с существенными переменными параметрами в уравнение с постоянными номинальными желаемыми параметрами, обеспечивающими рассматриваемому приводу заданные динамические свойства и качественные показатели.Because when moving the drive in question quite accurately corresponds to M p , then the signal U * (4), as you can easily see, ensures the transformation of equation (3) with significant variable parameters into the equation with constant nominal desired parameters providing the drive in question with specified dynamic properties and quality indicators.
Таким образом, за счет введения дополнительных элементов и связей удалось обеспечить инвариантность рассматриваемого привода к эффектам взаимовлияния между степенями подвижности исполнительного органа робота и моментам трения. Это позволяет получить стабильно высокое качество управления в любых режимах работы этого привода. Практическая реализация предлагаемого устройства не вызывает затруднений, так как в нем использованы только типовые электронные элементы.Thus, due to the introduction of additional elements and connections, it was possible to ensure the invariance of the drive in question to the effects of mutual influence between the degrees of mobility of the robot's executive body and the friction moments. This allows you to get a consistently high quality control in all operating modes of this drive. The practical implementation of the proposed device does not cause difficulties, since it uses only typical electronic elements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109972/02A RU2312007C1 (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Robot drive control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006109972/02A RU2312007C1 (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Robot drive control apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312007C1 true RU2312007C1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38903788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006109972/02A RU2312007C1 (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Robot drive control apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312007C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450300C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-05-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Self-adjusting electric drive |
RU2453893C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (ИАПУ ДВО РАН) | Manipulator electric drive |
RU2453891C1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (ИАПУ ДВО РАН) | Apparatus for generating programmed control signals |
-
2006
- 2006-03-28 RU RU2006109972/02A patent/RU2312007C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453891C1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (ИАПУ ДВО РАН) | Apparatus for generating programmed control signals |
RU2450300C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-05-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Self-adjusting electric drive |
RU2453893C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (ИАПУ ДВО РАН) | Manipulator electric drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394674C2 (en) | Self-adaptive electric drive of robot | |
RU2423224C2 (en) | Robot electric drive | |
RU2312007C1 (en) | Robot drive control apparatus | |
RU2372186C1 (en) | Self-tuning electric drive of manipulation robot | |
RU2325268C1 (en) | Control of robotic machine drive | |
RU2608005C1 (en) | Self-adjusting electric drive of manipulator | |
RU2355563C2 (en) | Robot drive control device | |
RU2312006C1 (en) | Robot drive unit control apparatus | |
RU2425746C2 (en) | Robot electrical drive | |
RU2487008C1 (en) | Manipulator electric drive | |
RU2423225C1 (en) | Robot electric drive | |
RU2345885C1 (en) | Robot drive control device | |
RU2577204C2 (en) | Self-electric manipulator | |
RU2359306C2 (en) | Self-adapting electric drive of robot | |
RU2335389C2 (en) | Robot drive control device | |
RU2399479C1 (en) | Robot electric drive | |
RU2363972C2 (en) | Robot self-adaptive electric drive | |
RU2212329C1 (en) | Device for control of robot drive | |
RU2380215C1 (en) | Self-tuning electric drive of robot | |
RU2344925C1 (en) | Device for robotic machine drive control | |
RU2398672C1 (en) | Robot electric drive | |
RU2478465C1 (en) | Manipulator electric drive | |
RU2258601C1 (en) | Robot's drive control unit | |
RU2705734C1 (en) | Self-tuning electric manipulator drive | |
RU2311283C1 (en) | Device for controlling drive of a robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100329 |