RU2372185C1 - Self-tuning electric drive of manipulation robot - Google Patents

Self-tuning electric drive of manipulation robot Download PDF

Info

Publication number
RU2372185C1
RU2372185C1 RU2008109283/09A RU2008109283A RU2372185C1 RU 2372185 C1 RU2372185 C1 RU 2372185C1 RU 2008109283/09 A RU2008109283/09 A RU 2008109283/09A RU 2008109283 A RU2008109283 A RU 2008109283A RU 2372185 C1 RU2372185 C1 RU 2372185C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
adder
multiplication unit
sensor
Prior art date
Application number
RU2008109283/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Филаретов (RU)
Владимир Федорович Филаретов
Original Assignee
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
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 Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН filed Critical Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
Priority to RU2008109283/09A priority Critical patent/RU2372185C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2372185C1 publication Critical patent/RU2372185C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

FIELD: robotics.
SUBSTANCE: invention is related to robotics and may be used for creation of systems of robot drive control. Electric drive comprises position sensors, speed sensors, signal setters, mass detector, summators, multiplying units, square-ware generators, functional converters, relay unit, amplifier, motor.
EFFECT: provision of complete invariance of dynamic properties of robot drive to variations of its torque loading characteristics and accordingly increase of dynamic accuracy of control.
2 dwg

Description

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании приводов манипуляционных роботов.The invention relates to robotics and can be used to create drives of manipulation robots.

Известно устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - ко второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - ко второму входу блока умножения, причем второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом седьмого сумматора, его выход - с третьим входом пятого сумматора, третий вход шестого сумматора соединен с выходом датчика массы, пятый вход четвертого сумматора через седьмой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора (см. патент РФ №2041054, Б.И. №22, 1995).A device for controlling a robot drive is known, comprising a first adder, a second adder, a first multiplication unit, a third adder, a first amplifier and an electric motor connected directly to the first speed sensor and through a gearbox with a first position sensor, the output of which is connected to the first input of the first adder connected by the second input to the input of the device, a second speed sensor, a second multiplication unit, a third multiplication unit and a fourth adder, second to the course of which is connected to the second input of the second adder and the output of the first speed sensor, and the third input to the output of the relay element connected by the input to the second input of the third multiplication unit and the output of the first speed sensor, the mass sensor and the fifth adder connected in series, the second input of which is connected to the output of the first constant signal generator, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second position sensor, the first functional converter, and the fourth unit are multiplied in series the sixth adder, the second input of which is connected to the output of the second constant signal generator, the fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the acceleration sensor, and the output - with the fourth input of the fourth adder, the third constant signal generator connected in series, the seventh adder, the second input which is connected to the output of the mass sensor, and the sixth multiplication unit, the second input of which through the second functional converter is connected to the output of the second position sensor, and the output to the second input of the mind block On the other hand, the second input of the fourth multiplication block is connected to the output of the seventh adder, its output is to the third input of the fifth adder, the third input of the sixth adder is connected to the output of the mass sensor, the fifth input of the fourth adder is through the seventh multiplication block, the second input of which is connected to the output of the second block multiplication, connected to the output of the second speed sensor, connected in series with the fourth constant signal generator, the eighth adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the eighth multiplication unit the second input of which through the third functional converter is connected to the output of the first position sensor, and its output is connected to the sixth input of the fourth adder, the ninth adder is 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 functional converter and the ninth a 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 (see RF patent No. 2041054, B.I. No. 22, 1995).

Недостатком этого устройства является то, что в нем не учитываются моментные воздействия на привод при повороте манипулятора вокруг вертикальной оси. Поэтому указанное устройство нельзя использовать для обеспечения высокого качества управления, когда манипулятор осуществляет указанные повороты, поскольку в данном случае не учитываются многие вредные моментные воздействия на рассматриваемый привод.The disadvantage of this device is that it does not take into account the momentary effects on the drive when the manipulator is rotated around a vertical axis. Therefore, the specified device cannot be used to ensure high quality control when the manipulator performs these turns, since in this case many harmful torque effects on the drive in question are not taken into account.

Известно также устройство для управления приводом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, а третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, и пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - к второму входу 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 постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные второй усилитель, пятый функциональный преобразователь, десятый блок умножения, десятый сумматор и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого через квадратор подключен к выходу третьего датчика скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь подключен к выходу девятого сумматора, а его выход - ко второму входу десятого сумматора, последовательно соединенные двенадцатый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика положения и второго усилителя, седьмой функциональный преобразователь и тринадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а его выход - к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные шестой задатчик постоянного сигнала и тринадцатый сумматор, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора и выходу датчика массы, а выход - ко второму входу десятого блока умножения, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого датчика положения (см. патент РФ №2115539, Б.И. №20, 1998).A device for controlling a robot drive is also known, comprising a first adder, a second adder, a first multiplication unit, a third adder, a first amplifier and an electric motor connected directly to the first speed sensor and through the gearbox to the first position sensor, the output of which is connected to the first input the first adder connected by the second input to the input of the device, a second speed sensor, a second multiplication unit, a third multiplication unit and a fourth adder connected in series to the second input of which is connected to the second input of the second adder and the output of the first speed sensor, and the third input is the output of the relay element connected by the input to the second input of the third multiplication unit and the output of the first speed sensor, the mass sensor and the fifth adder connected in series, the second input of which is connected to the output of the first constant signal generator, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second position sensor, the first functional converter, and the fourth block connected in series multiplication, a sixth adder, the second input of which is connected to the output of the second constant signal generator, and 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 constant signal generator connected in series, the seventh adder, 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 functional converter is connected to the output of the second position sensor, and the output to the second the 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 is connected to the output of the second multiplication unit, connected to the output of the second speed sensor, connected in series with a fourth constant signal generator, an eighth adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the eighth multiplication unit, the second input of which is connected through the third functional converter to the output of the first position sensor, and its output - to the sixth input of the fourth adder, 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 functional the 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, is connected in series the second amplifier, the fifth functional converter, the tenth multiplication unit, the tenth adder and the eleventh multiplication unit, the second input of which is connected through the quadrator to the output of the third speed sensor, and the output - to the eighth input of the fourth adder, the fifth constant signal generator connected in series, the eleventh adder and the twelfth multiplication unit, the second input of which is connected in series through the third amplifier and the sixth functional converter to the output of the ninth adder, and its output - to the second input of the tenth adder, the twelfth adder connected in series, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the second position sensor and the second amplifier, the seventh functional converter and the thirteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh adder, and its output to the third input of the tenth adder, connected in series with the sixth constant signal generator and the thirteenth adder, the second input of which is connected to the second input of the eleventh the adder and the output of the mass sensor, and the output to the second input of the tenth multiplication unit, and the input of the second amplifier is connected to the output of the first position sensor (see RF patent No. 21115539, B.I. No. 20, 1998).

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 данного устройства является то, что оно предназначено для электропривода манипуляционного робота, имеющего меньше степеней подвижности. В результате это устройство не будет точно компенсировать все переменные нагрузочные характеристики рассматриваемого привода и обеспечивать требуемую динамическую точность его работы.The disadvantage of this device is that it is intended for electric manipulation robot, which has less degrees of mobility. As a result, this device will not accurately compensate for all the variable load characteristics of the drive in question and provide the required dynamic accuracy of its operation.

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 манипулятора одновременно по всем его степеням подвижности.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 manipulator moves simultaneously over all its degrees of mobility.

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, точно компенсирующего вредные переменные моментные воздействия.The technical result that can be obtained by implementing the proposed technical solution is expressed in the formation of an additional control signal supplied to the input of the electric drive, which provides the necessary momentum, exactly compensating for harmful variable momentum effects.

Поставленная задача решается тем, что самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, а выход соединен со вторым входом третьего сумматора, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, и пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - к второму входу 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 постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные второй усилитель, пятый функциональный преобразователь, десятый блок умножения, десятый сумматор и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого через квадратор подключен к выходу третьего датчика скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь подключен к выходу девятого сумматора, а его выход - ко второму входу десятого сумматора, последовательно соединенные двенадцатый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика положения и второго усилителя, седьмой функциональный преобразователь и тринадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а его выход - к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные шестой задатчик постоянного сигнала и тринадцатый сумматор, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора и выходу датчика массы, а выход - ко второму входу десятого блока умножения, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого датчика положения, дополнительно вводятся последовательно соединенные третий датчик положения, восьмой функциональный преобразователь, четырнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения, и пятнадцатый блок умножения, выход которого подключен к девятому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу первого датчика положения, шестнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого сумматора, и четырнадцатый сумматор, выход которого подключен ко второму входу пятнадцатого блока умножения, последовательно соединенные десятый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу девятого сумматора, и семнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора.The problem is solved in that a self-adjusting electric drive of the manipulating robot, containing a first adder, a second adder, a first multiplication unit, a third adder, a first amplifier and an electric motor connected directly to the first speed sensor and through the gearbox with the first position sensor, the output of which is connected to the first input of the first adder connected by the second input to the input of the device, a second speed sensor, a second multiplication unit, connected in series, t the third multiplication unit and the fourth adder, the second input of which is connected to the second input of the second adder and the output of the first speed sensor, the third input is the output of the relay element connected to the second input of the third multiplication unit and the output of the first speed sensor, and the output is connected to the second input the third adder, the mass sensor and the fifth adder connected in series, the second input of which is connected to the output of the first constant signal generator, and the output to the second input of the first multiplication unit, in series connected to the second position sensor, the first functional converter, the fourth multiplication unit, the sixth adder, the second input of which is connected to the output of the second constant signal generator, and the fifth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the first acceleration sensor, and the output to the fourth input of the fourth adder connected in series to a third constant signal master, a seventh adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and a sixth multiplication unit, the second input of which is via the second function the national 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 is connected to the output of the second multiplication unit, is connected to the output of the second speed sensor, the fourth setter connected in series a stationary signal, the eighth adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the eighth multiplication unit, the second input of which through the third functional converter is connected to the output of the first position sensor, and its output - with the sixth input of the fourth adder, the ninth adder connected in series, the first and the second inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second position sensors, the fourth functional converter and the ninth multiplication unit, the second input of which is connected to the output eighth adder, and the output to the seventh input of the fourth adder, a second amplifier, a fifth functional converter, a tenth multiplication unit, a tenth adder and an eleventh multiplication unit connected in series, the second input of which is connected to the output of the third speed sensor through the quadrator, and the output to the eighth input the fourth adder, the fifth constant signal generator connected in series, the eleventh adder and the twelfth multiplication unit, the second input of which is connected through the third amplifier in series The amplifier and the sixth functional converter are connected to the output of the ninth adder, and its output is connected to the second input of the tenth adder, the twelfth adder is connected in series, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the second position sensor and the second amplifier, the seventh functional converter and the thirteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh adder, and its output to the third input of the tenth adder, connected in series with the sixth constant drove and the thirteenth adder, the second input of which is connected to the second input of the eleventh adder and the output of the mass sensor, and the output to the second input of the tenth multiplication unit, and the input of the second amplifier is connected to the output of the first position sensor, an additional third position sensor, the eighth functional a converter, a fourteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the second acceleration sensor, and a fifteenth multiplication unit, the output of which is connected to the ninth input the fourth adder has a ninth functional converter connected in series, the input of which is connected to the output of the first position sensor, a sixteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the eighth adder, and the fourteenth adder, the output of which is connected to the second input of the fifteenth multiplier, the tenth functional a converter, the input of which is connected to the output of the ninth adder, and the seventeenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh th adder, and the output - to the second input of the fourteenth adder.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с его аналогами и прототипом свидетельствует о его соответствии критерию «Новизна».A comparative analysis of the proposed technical solution with its analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "Novelty."

Заявленная совокупность признаков, приведенная в отличительной части формулы изобретения, позволяет добиться повышения динамической точности управления рассматриваемым электроприводом манипуляционного робота в условиях существенного и быстрого изменения параметров нагрузки, обусловленного полным эффектом взаимовлияния между всеми степенями подвижности работающего манипулятора.The claimed combination of features, given in the characterizing part of the claims, allows to increase the dynamic accuracy of the control of the electric drive of the manipulation robot under conditions of a significant and rapid change in the load parameters due to the full effect of the interaction between all degrees of mobility of the working manipulator.

Блок-схема предлагаемого самонастраивающегося электропривода манипуляционного робота представлена на фиг.1. На фиг.2 представлена кинематическая схема манипулятора.The block diagram of the proposed self-adjusting electric drive of the manipulation robot is presented in figure 1. Figure 2 presents the kinematic diagram of the manipulator.

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, второй сумматор 2, первый блок 3 умножения, третий сумматор 4, первый усилитель 5 и электродвигатель 6, связанный непосредственно с первым датчиком 7 скорости и через редуктор 8 - с первым датчиком 9 положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 1, соединенного вторым входом со входом устройства, последовательно подключенные второй датчик 10 скорости, второй блок 11 умножения, третий блок 12 умножения и четвертый сумматор 13, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора 2 и выходом первого датчика 7 скорости, третий вход - с выходом релейного элемента 14, подключенного входом ко второму входу третьего блока 12 умножения и выходу первого датчика 7 скорости, а выход соединен со вторым входом третьего сумматора 4, последовательно соединенные датчик 15 массы и пятый сумматор 16, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика 17 постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока 3 умножения, последовательно соединенные второй датчик 18 положения, первый функциональный преобразователь 19, четвертый блок 20 умножения, шестой сумматор 21, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика 22 постоянного сигнала, и пятый блок 23 умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 24 ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора 13, последовательно соединенные третий задатчик 25 постоянного сигнала, седьмой сумматор 26, второй вход которого подключен к выходу датчика 15 массы, и шестой блок 27 умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь 28 подключен к выходу второго датчика 18 положения, а выход - к второму входу второго блока 11 умножения, причем второй вход четвертого блока 20 умножения соединен с выходом седьмого сумматора 26, его выход - с третьим входом пятого сумматора 16, третий вход шестого сумматора 21 соединен с выходом датчика 15 массы, пятый вход четвертого сумматора 13 через седьмой блок 29 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 11 умножения, подключен к выходу второго датчика 10 скорости, последовательно соединенные четвертый задатчик 30 постоянного сигнала, восьмой сумматор 31, второй вход которого подключен к выходу датчика 15 массы, и восьмой блок 32 умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь 33 соединен с выходом первого датчика 9 положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора 13, последовательно соединенные девятый сумматор 34, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого 9 и второго 18 датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь 35 и девятый блок 36 умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора 26, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора 13, последовательно соединенные второй усилитель 37, пятый функциональный преобразователь 38, десятый блок 39 умножения, десятый сумматор 40 и одиннадцатый блок 41 умножения, второй вход которого через квадратор 42 подключен к выходу третьего датчика 43 скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора 13, последовательно соединенные пятый задатчик 44 постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор 45 и двенадцатый блок 46 умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель 47 и шестой функциональный преобразователь 48 подключен к выходу девятого сумматора 34, а его выход - ко второму входу десятого сумматора 40, последовательно соединенные двенадцатый сумматор 49, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика 18 положения и второго усилителя 37, седьмой функциональный преобразователь 50 и тринадцатый блок 51 умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора 26, а его выход - к третьему входу десятого сумматора 40, последовательно соединенные шестой задатчик 52 постоянного сигнала и тринадцатый сумматор 53, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора 45 и выходу датчика 15 массы, а выход - ко второму входу десятого блока 39 умножения, причем вход второго усилителя 37 соединен с выходом первого датчика 9 положения, последовательно соединенные третий датчик 54 положения, восьмой функциональный преобразователь 55, четырнадцатый блок 56 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 57 ускорения, и пятнадцатый блок 58 умножения, выход которого подключен к девятому входу четвертого сумматора 13, последовательно соединенные девятый функциональный преобразователь 59, вход которого подключен к выходу первого датчика 9 положения, шестнадцатый блок 60 умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого сумматора 31, и четырнадцатый сумматор 61, выход которого подключен ко второму входу пятнадцатого блока 58 умножения, последовательно соединенные десятый функциональный преобразователь 62, вход которого подключен к выходу девятого сумматора 34, и семнадцатый блок 63 умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора 26, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора 61. Объект управления 64.The self-adjusting electric drive of the manipulating robot contains a first adder 1, a second adder 2, a first multiplication unit 3, a third adder 4, a first amplifier 5 and an electric motor 6 connected directly to the first speed sensor 7 and through the gearbox 8 to the first position sensor 9, output which is connected to the first input of the first adder 1, connected by the second input to the input of the device, the second speed sensor 10, the second multiplication unit 11, the third multiplication unit 12 and four are connected in series the fourth adder 13, the second input of which is connected to the second input of the second adder 2 and the output of the first speed sensor 7, the third input - with the output of the relay element 14 connected to the second input of the third block 12 of the multiplication and the output of the first speed sensor 7, and the output is connected to the second input of the third adder 4, the mass sensor 15 and the fifth adder 16 connected in series, the second input of which is connected to the output of the first constant signal generator 17, and the output - to the second input of the first multiplication unit 3, connected in series e the second position sensor 18, the first functional converter 19, the fourth multiplication unit 20, the sixth adder 21, the second input of which is connected to the output of the second constant signal generator 22, and the fifth multiplication unit 23, the second input of which is connected to the output of the first acceleration sensor 24, and the output is with the fourth input of the fourth adder 13, connected in series with the third constant signal adjuster 25, the seventh adder 26, the second input of which is connected to the output of the mass sensor 15, and the sixth multiplication unit 27, the second input of which through A different functional converter 28 is connected to the output of the second position sensor 18, and the output to the second input of the second multiplication unit 11, the second input of the fourth multiplying unit 20 being connected to the output of the seventh adder 26, its output to the third input of the fifth adder 16, the third input of the sixth the adder 21 is connected to the output of the mass sensor 15, the fifth input of the fourth adder 13 through the seventh multiplication unit 29, the second input of which is connected to the output of the second multiplication unit 11, connected to the output of the second speed sensor 10, sequentially connected The fourth constant switch 30, the eighth adder 31, the second input of which is connected to the output of the mass sensor 15, and the eighth multiplication unit 32, the second input of which is connected through the third functional converter 33 to the output of the first position sensor 9, and its output to the sixth input the fourth adder 13, connected in series with the ninth adder 34, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the first 9 and second 18 position sensors, the fourth functional converter 35 and the ninth block 36 smart the second input of which is connected to the output of the seventh adder 26, and the output is to the seventh input of the fourth adder 13, the second amplifier 37, the fifth functional converter 38, the tenth multiplier block 39, the tenth adder 40 and the eleventh multiplier block 41, the second input of which through a quadrator 42 is connected to the output of the third speed sensor 43, and the output is to the eighth input of the fourth adder 13, the fifth constant signal adjuster 44, the eleventh adder 45 and the twelfth multiplier 46 are connected in series the second input of which, through the third amplifier 47 and the sixth functional converter 48, connected in series to the output of the ninth adder 34, and its output to the second input of the tenth adder 40, the twelfth adder 49 connected in series, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the second sensor 18 of the position and the second amplifier 37, the seventh functional converter 50 and the thirteenth multiplication unit 51, the second input of which is connected to the output of the seventh adder 26, and its output to the third the tenth adder 40, connected in series with the sixth constant signal adjuster 52 and the thirteenth adder 53, the second input of which is connected to the second input of the eleventh adder 45 and the output of the mass sensor 15, and the output to the second input of the tenth multiplication unit 39, and the input of the second amplifier 37 is connected with the output of the first position sensor 9, the third position sensor 54, the eighth functional converter 55, the fourteenth multiplication unit 56, the second input of which is connected to the output of the second sensor 57 speed, and the fifteenth multiplication unit 58, the output of which is connected to the ninth input of the fourth adder 13, the ninth functional converter 59 connected in series, the input of which is connected to the output of the first position sensor 9, the sixteenth multiplication unit 60, the second input of which is connected to the output of the eighth adder 31, and the fourteenth adder 61, the output of which is connected to the second input of the fifteenth multiplication unit 58, connected in series with the tenth functional converter 62, the input of which is connected to the output d vyatogo adder 34, and seventeenth multiplication unit 63, the second input of which is connected to the output of the seventh adder 26, and an output - to a second input of the adder 61. The fourteenth object management 64.

На чертежах введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the drawings:

αвх - сигнал с выхода программного устройства; ε - сигнал ошибки; U*, U - соответственно усиливаемый сигнал и сигнал управления двигателем; qi - обобщенные координаты соответствующих степеней подвижности манипулятора

Figure 00000001
; mi, mг - массы соответствующих звеньев манипулятора и груза
Figure 00000002
; l2, l3 - длины соответствующих звеньев;
Figure 00000003
,
Figure 00000004
- расстояния от осей вращения соответствующих звеньев манипулятора до их центров масс;
Figure 00000005
,
Figure 00000006
- скорости изменения соответствующих обобщенных координат манипулятора;
Figure 00000007
- скорость вращения ротора электродвигателя второй степени подвижности манипулятора;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- ускорения соответствующих обобщенных координат.α I - the signal from the output of the software device; ε is the error signal; U *, U - respectively amplified signal and engine control signal; q i - generalized coordinates of the corresponding degrees of mobility of the manipulator
Figure 00000001
; m i , m g are the masses of the corresponding parts of the manipulator and the load
Figure 00000002
; l 2 , l 3 are the lengths of the corresponding links;
Figure 00000003
,
Figure 00000004
- the distance from the axis of rotation of the corresponding links of the manipulator to their centers of mass;
Figure 00000005
,
Figure 00000006
- the rate of change of the corresponding generalized coordinates of the manipulator;
Figure 00000007
- the rotation speed of the rotor of the electric motor of the second degree of mobility of the manipulator;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- acceleration of the corresponding generalized coordinates.

Кроме того, принимается, что Jsi - моменты инерции соответствующих звеньев манипулятора относительно их продольных осей

Figure 00000002
; JNi - моменты инерции соответствующих звеньев манипулятора относительно поперечных осей, проходящих через их центры масс (i=2, 3).In addition, it is assumed that J si are the moments of inertia of the corresponding parts of the manipulator relative to their longitudinal axes
Figure 00000002
; J Ni - moments of inertia of the corresponding parts of the manipulator relative to the transverse axes passing through their centers of mass (i = 2, 3).

Рассматриваемый электропривод при работе с различными грузами, а также за счет взаимовлияния между всеми степенями подвижности манипулятора обладает переменными моментными нагрузочными характеристиками, которые могут меняться в широких пределах. Это снижает динамическую точность работы электропривода и даже приводит к потере его устойчивости. В результате для повышения динамической точности и устойчивости работы этого электропривода возникает задача, связанная с обеспечением инвариантности его динамических свойств к изменениям моментных нагрузочных характеристик.The electric drive under consideration when working with various loads, as well as due to the interaction between all degrees of mobility of the manipulator, has variable moment load characteristics that can vary widely. This reduces the dynamic accuracy of the drive and even leads to the loss of its stability. As a result, to increase the dynamic accuracy and stability of the operation of this electric drive, a problem arises related to ensuring the invariance of its dynamic properties to changes in moment load characteristics.

Устройство работает следующим образом. Сигнал ошибки ε на выходе сумматора 1 после коррекции в блоках 2-4, усиливаясь, поступает на электродвигатель 6, приводя его вал во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от величины поступающего сигнала U, моментов трения и внешнего моментного воздействия MВ. Электропривод при работе с различными грузами, а также за счет взаимовлияния степеней подвижности манипулятора обладает переменными моментными характеристиками, которые могут меняться в широких пределах. Это снижает качественные показатели электропривода и даже приводит к потере устойчивости его работы. Рассматриваемый электропривод управляет обобщенной координатой q2.The device operates as follows. The error signal ε at the output of the adder 1 after correction in blocks 2-4, 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 the external torque M B. The electric drive when working with various loads, as well as due to the mutual influence of the degrees of mobility of the manipulator, has variable torque characteristics that can vary widely. This reduces the quality of the drive and even leads to a loss of stability of its operation. The drive in question controls the generalized coordinate q 2 .

На основании уравнений Лагранжа II рода можно записать, что моментное воздействие на выходной вал привода, управляющего координатой q2, при движении манипулятора (фиг.2) с грузом имеет видBased on the Lagrange equations of the second kind, it can be written that the momentary effect on the output shaft of the drive controlling the coordinate q 2 when the manipulator moves (Fig. 2) with the load has the form

Figure 00000010
Figure 00000010

где g - ускорение свободного падения.where g is the acceleration of gravity.

С учетом соотношений (1) и (2), а также уравнений электрической U=iR+Kωα2 и механической цепей электродвигателя постоянного тока рассматриваемый электропривод можно описать следующим дифференциальным уравнениемTaking into account relations (1) and (2), as well as the equations of electric U = iR + K ω α 2 and mechanical DC motor circuits, the drive in question can be described by the following differential equation

Figure 00000012
Figure 00000012

где

Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
, R - активное сопротивление якорной цепи электродвигателя; J - момент инерции ротора электродвигателя и вращающихся частей редуктора, приведенных к валу электродвигателя; КМ - коэффициент крутящегося момента; Кω - коэффициент противоЭДС; KВ - коэффициент вязкого трения; iP -передаточное отношение редуктора; МСТР - момент сухого трения; Ку -коэффициент усиления усилителя 5; i - ток якоря;
Figure 00000016
- ускорение вращения вала электродвигателя второй степени подвижности.Where
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
, R is the active resistance of the anchor circuit of the electric motor; J is the moment of inertia of the rotor of the electric motor and the rotating parts of the gearbox, brought to the motor shaft; K M - coefficient of torque; To ω is the coefficient of counter-EMF; K In - coefficient of viscous friction; i P - gear ratio; M STR - the moment of dry friction; To y the gain of the amplifier 5; i is the armature current;
Figure 00000016
- acceleration of rotation of the motor shaft of the second degree of mobility.

Видно, что параметры уравнения (3), а следовательно, и параметры электропривода, управляющего координатой q2, являются существенно переменными, зависящими от величин q1, q2, q3,

Figure 00000017
,
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
иIt can be seen that the parameters of equation (3), and therefore the parameters of the electric drive controlling the coordinate q 2 , are essentially variable, depending on the quantities q 1 , q 2 , q 3 ,
Figure 00000017
,
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
and

mГ. В результате в процессе работы электропривода меняются (притом существенно) его динамические свойства. В результате для реализации поставленной выше задачи необходимо сформировать такое корректирующее устройство, которое застабилизировало бы параметры этого электропривода таким образом, чтобы он описывался дифференциальным уравнением с постоянными параметрами.m G. As a result, during the operation of the electric drive, its dynamic properties change (moreover, significantly). As a result, to implement the task set above, it is necessary to form such a corrective device that would stabilize the parameters of this electric drive so that it is described by a differential equation with constant parameters.

Первый положительный вход сумматора 2 (со стороны сумматора 1) имеет единичный коэффициент усиления, а его второй отрицательный вход- коэффициент усиления Кω/Ку. Следовательно, на выходе сумматора 2 формируется сигнал

Figure 00000021
. Первый положительный вход сумматора 26 имеет единичный коэффициент усиления, а задатчик 25 подает на него сигнал
Figure 00000022
. Второй положительный вход этого сумматора имеет коэффициент усиления l2l3. В результате на его выходе формируется сигнал
Figure 00000023
.The first positive input of the adder 2 (from the adder 1) has a unity gain, and its second negative input is the gain K ω / K y . Therefore, at the output of adder 2, a signal is generated
Figure 00000021
. The first positive input of the adder 26 has a unity gain, and the master 25 provides a signal to it
Figure 00000022
. The second positive input of this adder has a gain of l 2 l 3 . As a result, a signal is generated at its output.
Figure 00000023
.

Датчик 18 измеряет обобщенную координату q3 манипулятора, а функциональный преобразователь 19 реализует функцию cosq3. В результате на выходе блока 20 формируется сигнал

Figure 00000024
. Все входы сумматора 16 положительные. Его второй вход имеет единичный коэффициент усиления. Задатчик 17 подает на этот вход сигнал
Figure 00000025
, где JH - желаемое значение суммарного момента инерции электродвигателя. На первый вход сумматора 16 с коэффициентом усиления
Figure 00000026
датчик 15 подает сигнал mГ. Третий вход этого сумматора имеет коэффициент усиления
Figure 00000027
. В результате на его выходе формируется сигналThe sensor 18 measures the generalized coordinate q 3 of the manipulator, and the functional transducer 19 implements the function cosq 3 . As a result, a signal is generated at the output of block 20
Figure 00000024
. All inputs of the adder 16 are positive. Its second input has a unity gain. The master 17 provides a signal to this input
Figure 00000025
where J H is the desired value of the total moment of inertia of the electric motor. At the first input of the adder 16 with a gain
Figure 00000026
the sensor 15 gives a signal m G. The third input of this adder has a gain
Figure 00000027
. As a result, a signal is generated at its output.

Figure 00000028
Figure 00000028

а на выходе блока 3 - сигнал

Figure 00000029
.and at the output of block 3 - a signal
Figure 00000029
.

Функциональный преобразователь 28 реализует зависимость sinq3. В результате на выходе блока 27 формируется сигнал

Figure 00000030
.Functional Converter 28 implements the dependence of sinq 3 . As a result, a signal is generated at the output of block 27
Figure 00000030
.

Датчик 10 измеряет скорость изменения обобщенной координаты q3. В результате на первый отрицательный вход сумматора 13 (со стороны блока 12) поступает сигнал

Figure 00000031
с коэффициентом усиления
Figure 00000032
, а на пятый отрицательный вход этого сумматора (со стороны блока 29) с коэффициентом усиления l/iP - сигнал
Figure 00000033
.Sensor 10 measures the rate of change of the generalized coordinate q 3 . As a result, the first negative input of the adder 13 (from the side of unit 12) receives a signal
Figure 00000031
with gain
Figure 00000032
, and to the fifth negative input of this adder (from the side of block 29) with a gain l / i P - signal
Figure 00000033
.

Первый и второй положительные входы сумматора 21 (со стороны блока 20 и задатчика 22) имеют единичные коэффициенты усиления, а его третий положительный вход - коэффициент усиления

Figure 00000034
. Задатчик 22 формирует сигнал
Figure 00000035
, а датчик 24 измеряет ускорение обобщенной координаты q3. В результате на выходе блока 23 формируется сигнал
Figure 00000036
, который поступает на четвертый положительный вход сумматора 13 с коэффициентом усиления l/iP. Третий и второй положительные входы сумматора 13 (соответственно со стороны элемента 14 и датчика 7) соответственно имеют единичный коэффициент усиления и коэффициент усиления, равный КMКω/R+KB.The first and second positive inputs of the adder 21 (from the side of the block 20 and the setter 22) have unity gain, and its third positive input is the gain
Figure 00000034
. The setter 22 generates a signal
Figure 00000035
, and the sensor 24 measures the acceleration of the generalized coordinate q 3 . As a result, a signal is generated at the output of block 23
Figure 00000036
, which is fed to the fourth positive input of the adder 13 with a gain of l / i P. The third and second positive inputs of the adder 13 (respectively from the side of the element 14 and the sensor 7) respectively have a unity gain and gain equal to K M K ω / R + K B.

Выходной сигнал элемента 14 имеет видThe output signal of the element 14 has the form

Figure 00000037
Figure 00000037

где МТ - величина момента сухого трения при движении.where M T - the value of the moment of dry friction during movement.

Первый и второй положительные входы сумматора 34 имеют единичные коэффициенты усиления, а функциональный преобразователь 35 реализует зависимость sin(q2+q3). В результате на выходе блока 36 формируется сигнал

Figure 00000038
, который поступает на седьмой положительный вход сумматора 13 с коэффициентом усиления g/(l2iP).The first and second positive inputs of the adder 34 have unity gain, and the functional Converter 35 implements the dependence sin (q 2 + q 3 ). As a result, a signal is generated at the output of block 36
Figure 00000038
, which is fed to the seventh positive input of the adder 13 with a gain g / (l 2 i P ).

Задатчик 30 вырабатывает сигнал

Figure 00000039
и подает его на первый положительный вход сумматора 31, имеющий единичный коэффициент усиления, второй положительный вход этого сумматора имеет коэффициент усиления l2. Функциональный преобразователь 33 реализует зависимость sinq2. В результате на выходе блока 32 формируется сигнал
Figure 00000040
, который поступает на шестой положительный вход сумматора 13, имеющий коэффициент усиления g/iP.The setter 30 generates a signal
Figure 00000039
and feeds it to the first positive input of the adder 31 having a unity gain, the second positive input of this adder has a gain l 2 . Functional Converter 33 implements the dependence of sinq 2 . As a result, a signal is generated at the output of block 32
Figure 00000040
which is supplied to the sixth positive input of the adder 13 having a gain g / i P.

Усилители 37 и 47 имеют коэффициенты усиления, равные 2. Функциональные преобразователи 38, 48 и 50 реализуют функцию sin. В результате на выходе блока 51 формируется сигнал

Figure 00000041
. Задатчик 44 вырабатывает сигнал
Figure 00000042
. Первый (со стороны задатчика 44) положительный вход сумматора 45 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный
Figure 00000043
. В результате на выходе блока 46 формируется сигнал
Figure 00000044
.Amplifiers 37 and 47 have gains equal to 2. Functional converters 38, 48 and 50 implement the sin function. As a result, a signal is generated at the output of block 51
Figure 00000041
. The master 44 generates a signal
Figure 00000042
. The first (from the side of the setter 44) positive input of the adder 45 has a unity gain, and its second positive input has a gain equal to
Figure 00000043
. As a result, a signal is generated at the output of block 46
Figure 00000044
.

Первый (со стороны задатчика 52) положительный вход сумматора 53 имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиления, равный

Figure 00000045
. Задатчик 52 вырабатывает сигнал, равный
Figure 00000046
. В результате на выходе блока 39 формируется сигнал
Figure 00000047
.The first (from the side of the setter 52) positive input of the adder 53 has a unity gain, and its second positive input has a gain equal to
Figure 00000045
. The master 52 generates a signal equal to
Figure 00000046
. As a result, a signal is generated at the output of block 39
Figure 00000047
.

Первый (со стороны блока 39) и второй (со стороны блока 46) положительные входы сумматора 40 имеют единичные коэффициенты усиления, а его третий положительный вход - коэффициент усиления, равный 2.The first (from the side of block 39) and the second (from the side of block 46) positive inputs of the adder 40 have unity gain, and its third positive input has a gain of 2.

Датчик 43 измеряет скорость изменения координаты q1. В результате на выходе блока 41 формируется сигналSensor 43 measures the rate of change of coordinate q 1 . As a result, a signal is generated at the output of block 41

Figure 00000048
,
Figure 00000048
,

который с коэффициентом усиления 1/(2iP) подается на восьмой отрицательный вход сумматора 13.which with a gain of 1 / (2i P ) is supplied to the eighth negative input of the adder 13.

Датчик 54 измеряет координату q1. Функциональные преобразователи 55, 59 и 62 реализует функцию cos. Датчик 57 измеряет ускорение координаты q1. В результате на выходе блока 56 формируется сигнал

Figure 00000049
, на выходе блока 60 - сигнал
Figure 00000050
, а на выходе блока 63 - сигнал
Figure 00000051
.The sensor 54 measures the coordinate q 1 . Functional converters 55, 59 and 62 implement the cos function. The sensor 57 measures the acceleration of the coordinate q 1 . As a result, a signal is generated at the output of block 56
Figure 00000049
at the output of block 60 is a signal
Figure 00000050
, and the output of block 63 is a signal
Figure 00000051
.

Первый (со стороны блока 60) и второй положительные вход сумматора 61 имеют соответственно единичный коэффициент усиления и коэффициент усиления, равный l/l2. В результате на выходе блока 58 формируется сигналThe first (from the side of block 60) and the second positive input of the adder 61 have respectively a single gain and a gain equal to l / l 2 . As a result, a signal is generated at the output of block 58

Figure 00000052
.
Figure 00000052
.

Девятый положительный вход сумматора 13 (со стороны блока 58) имеет коэффициент усиления, равный l/iP. В результате на выходе этого сумматора формируется сигналThe ninth positive input of the adder 13 (from the side of block 58) has a gain equal to l / i P. As a result, a signal is generated at the output of this adder

Figure 00000053
Figure 00000053

Первый положительный вход сумматора 4 (со стороны блока 3) имеет единичный коэффициент усиления, а его второй положительный вход - коэффициент усиленияThe first positive input of the adder 4 (from the side of unit 3) has a unity gain, and its second positive input has a gain

R/(KMKу). В результате на выходе сумматора 4 формируется сигнал U*, равныйR / (K M K y ). As a result, at the output of the adder 4, a signal U * equal to

Figure 00000054
.
Figure 00000054
.

Поскольку при движении электропривода

Figure 00000055
достаточно точно соответствует МСТР, то сигнал U* (4), как несложно убедиться, обеспечивает превращение уравнения (3) с существенно переменными параметрами в уравнение с постоянными желаемыми параметрами
Figure 00000056
обеспечивающими этому электроприводу заданные динамические свойства и качественные показатели работы за счет выбора желаемых постоянных значений JH и Ку.Because when driving an electric drive
Figure 00000055
quite accurately corresponds to M STR , then the signal U * (4), as is easy to verify, ensures the transformation of equation (3) with substantially variable parameters into an equation with constant desired parameters
Figure 00000056
providing this drive with specified dynamic properties and quality performance by selecting the desired constant values of J H and K y .

Claims (1)

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый блок умножения, третий сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный непосредственно с первым датчиком скорости и через редуктор - с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, соединенного вторым входом с входом устройства, последовательно подключенные второй датчик скорости, второй блок умножения, третий блок умножения и четвертый сумматор, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора и выходом первого датчика скорости, третий вход - с выходом релейного элемента, подключенного входом ко второму входу третьего блока умножения и выходу первого датчика скорости, а выход соединен со вторым входом третьего сумматора, последовательно соединенные датчик массы и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу первого задатчика постоянного сигнала, а выход - к второму входу первого блока умножения, последовательно соединенные второй датчик положения, первый функциональный преобразователь, четвертый блок умножения, шестой сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго задатчика постоянного сигнала, и пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого датчика ускорения, а выход - с четвертым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, седьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и шестой блок умножения, второй вход которого через второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго датчика положения, а выход - к второму входу 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 постоянного сигнала, восьмой сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы и восьмой блок умножения, второй вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом первого датчика положения, а его выход - с шестым входом четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков положения, четвертый функциональный преобразователь и девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - к седьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные второй усилитель, пятый функциональный преобразователь, десятый блок умножения, десятый сумматор и одиннадцатый блок умножения, второй вход которого через квадратор подключен к выходу третьего датчика скорости, а выход - к восьмому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик постоянного сигнала, одиннадцатый сумматор и двенадцатый блок умножения, второй вход которого через последовательно соединенные третий усилитель и шестой функциональный преобразователь подключен к выходу девятого сумматора, а его выход - ко второму входу десятого сумматора, последовательно соединенные двенадцатый сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго датчика положения и второго усилителя, седьмой функциональный преобразователь и тринадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а его выход - к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные шестой задатчик постоянного сигнала и тринадцатый сумматор, второй вход которого подключен ко второму входу одиннадцатого сумматора и выходу датчика массы, а выход - ко второму входу десятого блока умножения, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого датчика положения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные третий датчик положения, восьмой функциональный преобразователь, четырнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика ускорения, и пятнадцатый блок умножения, выход которого подключен к девятому входу четвертого сумматора, последовательно соединенные девятый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу первого датчика положения, шестнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого сумматора, и четырнадцатый сумматор, выход которого подключен ко второму входу пятнадцатого блока умножения, последовательно соединенные десятый функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу девятого сумматора, и семнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу седьмого сумматора, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора. A self-adjusting electric drive of the manipulation robot, comprising a first adder, a second adder, a first multiplication unit, a third adder, a first amplifier and an electric motor connected directly to the first speed sensor and through the gearbox to the first position sensor, the output of which is connected to the first input of the first adder, connected by a second input to the input of the device, a second speed sensor, a second multiplication unit, a third multiplication unit and a fourth adder connected in series the second input of which is connected to the second input of the second adder and the output of the first speed sensor, the third input is the output of the relay element connected to the second input of the third multiplication unit and the output of the first speed sensor, and the output is connected to the second input of the third adder, mass sensor connected in series and a fifth adder, the second input of which is connected to the output of the first constant signal generator, and the output to the second input of the first multiplication unit, the second position sensor connected in series, ne the first functional converter, the fourth multiplication unit, the sixth adder, the second input of which is connected to the output of the second constant signal generator, and the 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 controller is connected in series a constant signal, the seventh adder, the second input of which is connected to the output of the mass sensor, and the sixth multiplication unit, the second input of which is connected through the second functional converter the output of the second position sensor, and the output to the second input of the second multiplication unit, with 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 is connected to the output of the second multiplication unit, connected to the output of the second speed sensor, the fourth constant signal generator connected in series, the eighth adder, watts The second input of which is connected to the output of the mass sensor and the eighth multiplication unit, the second input of which through the third functional converter is connected to the output of the first position sensor, and its output - with the sixth input of the fourth adder, 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 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 during the fourth adder, the second amplifier, the fifth functional converter, the tenth multiplication unit, the tenth adder and the eleventh multiplication unit, the second input of which through the quadrator is connected to the output of the third speed sensor, and the output to the eighth input of the fourth adder, the fifth constant signal, the eleventh adder and the twelfth multiplication unit, the second input of which is connected through a third amplifier and a sixth functional transform The drive is connected to the output of the ninth adder, and its output is to the second input of the tenth adder, the twelfth adder connected in series, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the second position sensor and the second amplifier, the seventh functional converter and the thirteenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh adder, and its output to the third input of the tenth adder, the sixth constant signal generator and the thirteenth adder connected in series, the second input One of which is connected to the second input of the eleventh adder and the output of the mass sensor, and the output to the second input of the tenth multiplication unit, the input of the second amplifier being connected to the output of the first position sensor, characterized in that it also additionally includes a third position sensor connected in series, the eighth functional a converter, a fourteenth multiplication block, the second input of which is connected to the output of the second acceleration sensor, and a fifteenth multiplication block, the output of which is connected to the ninth input of the fourth an adder connected in series to the ninth functional converter, the input of which is connected to the output of the first position sensor, a sixteenth multiplication unit, a second input of which is connected to the output of the eighth adder, and a fourteenth adder, the output of which is connected to the second input of the fifteenth multiplication unit, sequentially connected to the tenth functional converter, the input of which is connected to the output of the ninth adder, and the seventeenth multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the seventh adder And an output - to a second input of the fourteenth adder.
RU2008109283/09A 2008-03-11 2008-03-11 Self-tuning electric drive of manipulation robot RU2372185C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109283/09A RU2372185C1 (en) 2008-03-11 2008-03-11 Self-tuning electric drive of manipulation robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008109283/09A RU2372185C1 (en) 2008-03-11 2008-03-11 Self-tuning electric drive of manipulation robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2372185C1 true RU2372185C1 (en) 2009-11-10

Family

ID=41354637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008109283/09A RU2372185C1 (en) 2008-03-11 2008-03-11 Self-tuning electric drive of manipulation robot

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2372185C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1P 11202921 A, 24.11.1998. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2372186C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulation robot
RU2423224C2 (en) Robot electric drive
RU2593735C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulation robot
RU2181660C2 (en) Apparatus for controlling drive mechanism of robot
RU2372638C1 (en) Self-tuning electric drive for manipulation robot
RU2312007C1 (en) Robot drive control apparatus
RU2372185C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulation robot
RU2423225C1 (en) Robot electric drive
RU2608005C1 (en) Self-adjusting electric drive of manipulator
RU2325268C1 (en) Control of robotic machine drive
RU2562403C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulator
RU2453893C1 (en) Manipulator electric drive
RU2606372C1 (en) Self-adjusting electric drive of manipulator
RU2359306C2 (en) Self-adapting electric drive of robot
RU2488480C1 (en) Robot electric drive
RU2454695C1 (en) Manipulator drive
RU2434736C1 (en) Robot electric drive
RU2163190C1 (en) Device for control of robot drive
RU2335389C2 (en) Robot drive control device
RU2398672C1 (en) Robot electric drive
RU2380215C1 (en) Self-tuning electric drive of robot
RU2725449C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulator
RU2454696C1 (en) Manipulator drive
RU2345885C1 (en) Robot drive control device
RU2424894C1 (en) Robot electric drive

Legal Events

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

Effective date: 20100312