SU1491693A1

SU1491693A1 - Устройство дл управлени электроприводом робота

Info

Publication number: SU1491693A1
Application number: SU874228947A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Смотров; Леонид Викторович Ганнель; Александр Борисович Гудзенко; Анатолий Николаевич Николенко; Людвиг Александрович Шпиглер; Наталия Александровна Процерова; Владимир Андреевич Войтенко
Original assignee: Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1989-07-07

Abstract

Изобретение относитс к робототехнике. Цель изобретени - повышение точности управлени звеном робота при больших значени х редукции механической передачи или значительном демпфировании упругих колебаний механической передачи. Устройство содержит последовательно соединенные задатчик сигнала, регул тор положени , регул тор скорости электродвигател , на валу которого установлены датчики скорости и положени , выходы которых подключены соответственно к регул торам скорости и положени . Электродвигатель через исполнительный механизм св зан с управл емым звеном робота. Устройство содержит также адаптивный регул тор, блок наблюдени , два сумматора и инерциальный датчик, установленный на управл емом звене и дающий информацию о его ускорени х. Сигнал инерциального датчика сравниваетс с сигналом соответствующего выхода блока наблюдени . Полученный сигнал ошибки ускорени поступает на один из входов блока наблюдени , где используетс дл соответствующей коррекции, чем достигаетс уменьшение ошибок наблюдени по составл ющим вектора состо ни и, следовательно, повышаетс точность управлени звеном робота. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано дл управлени электромеханическими объектами с упругими св з ми, например механизмами роботов .

Цель изобретени - повышение точности управлени при больших значени х редукции механической передачи или значительном демпфировании упругих колебаний механической передачей за счет более точного восстановлени переменных вектора состо ни .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример выполнени блока наблюдени .

Устройство содержит последовательно сое - диненные задатчик 1 сигнала, регул тор 2 положени , регул тор 3 скорости и электродвигатель 4. На валу двигател установлены датчик 5 скорости и датчик 6 положени , выходы которых подключены соответственно к вторым входам регул торов скорости и положени . Выход датчика 5 скорости соединен с первым входо.м первого сумматора 7, второй вход и выход которого подключены соответственно к первому выходу и второму входу блока 8 наблюдени , содержащего, например, соединенные между собой п интеграторов и усилители (фиг. 2). Первый вход блока 8 соединен с вторым выходом регул тора скорости , второй выход блока 8 и выход регул тора 2 положени подключены к входам адаптивного регул тора 9, выход которого соединен с третьим входом регул тора скорости и третьим входом блока 8 наблюдени . Четвертый вход и третий выход блока 8 наблюдени соединены соотСО О5

со со

ветственно с выходом и, вторым входом второго сумматора 10. Вал двигател 4 посредством исполнительного механизма 11 св зан с управл емым звеном 12 робота. Инерционный датчик 13 установлен на управл емом звене 12 и его выход соединен с первым входом второго сумматора 10.

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 1 выдает управл ющий сигнал, который через контур регулировани положени вала двигател 4 измен ет посредством исполнительного механизма 11 положение управл емого звена 12. Контур регулировани положени вала двигател 4 построен по принципам подчиненного регулировани с внутренним (регул тор 3 скорости , двигатель 4, датчик 5 скорости) и управл ющим (регул тор 2 положени , датчик 6 положени ) контурами.

Из-за наличи механизма 11 динамические процессы управл емого звена 12 отличаютс резонансными колебани ми, вли ние которых ввиду большой редукции передачи или значительного демпфировани на динамические процессы двигател 4 незначительно , что затрудн ет восстановление вектора состо ни при использовании сигнала ошибки наблюдени скорости двигател , т. е. использование сигнала ошибки наблюдени скорости двигател , поведение которой практически не зависит от поведени управл емого звена, не позвол ет точно сформировать сигналы состо ни и поэтому не обеспечивает точное управление звеном 12. Поэтому сигнал скорости двигател (на выходе датчика 5) и сигнал на первом выходе блока 8, соответствующий наблюдаемой скорости двигател , практически не отличаютс один от другого. В этих услови х более эффективным вл етс воздействие сигнала ошибки наблюдени ускорени исполнительного механизма, формируемого на выходе второго сумматора 10. На вход второго сумматора 10 поступают выходной сигнал инерционного датчика (датчика ускорени ) 13 и сигнал с третьего выхода блока 8, соответствующий наблюдаемому ускорению управл емого звена 12.

Выходной сигнал регул тора 2 положени , соответствующий заданной скорости, и сигнал с второго выхода блока 8, соответствующий скорости управл емого звена 12, подаютс к входам адаптивного регул тора 9, выходной сигнал которого обеспечивает устранение упругих колебаний управл емого звена 12 робота и уменьшение ошибок наблюдени составл ющих вектора состо ни .

В блоке 8 при помощи сумматора 14 - 16 и усилителей 17 и 18 на выходах интеграторов 19-21 вырабатываютс оценки соответствующих скоростей и ускорени , т. е.

5

переменных состо ни W2, W2, wi. Сигналы , соответствующие оценкам Wi и wa, подаютс соответственно к входам сумматора 7 и 10, где сравниваютс с сигналами датчика 5 скорости и инерциального датчика 13. Выходные сигналы сумматоров, соответствующие ошибкам наблюдени Av5i и 6w2, с коэффициентами передачи усилителей 22-27, определ емыми коэффициентами характеристического полинома блока наблюдени , подаютс к входам сумматоров 28-30. К входам интеграторов 19-21 подключен через усилители 31-33 выход адаптивного регул тора 9, причем коэффициенты передачи усилителей 31-33 выбраны из услови устойчивой работы устройства в целом. Выходы сумматоров 28-30 соединены с входами интеграторов 19-21. Адаптивный регул тор 9 может представл ть собой, например, либо модульный

0 регул тор (при изменении параметров электропривода не более чем в 1,5-2 раза от исходных), либо беспоисковый регул тор с эталонной моделью (при изменении параметров электропривода более чем в 1,5-2 раза от исходных).

Claims

Формула изобретени

Устройство дл управлени электрсприводом робота, содержащее последовательно соединенные задатчик сигнала, регул тор

0 положени , регул тор скорости, электродвигатель , исполнительный механизм и управл емое звено, св занные с валом двигател датчики положени и CKOJTOCTH, а также сумматор, адаптивный, регул тор м блок наблюдени , причем выходы датчиков поло5 жени и скорости соединены соответственно с вторыми входами регул тора положени и регул тора скорости, входы сумматора подключены к выходу датчика скорости и к первому выходу блока наблю0 дени , а выход сумматора соединен с вторым входом блока наблюдени , первый вход которого подключен к второму выходу регул тора скорости, кроме того, входы адаптивного регул тора соединены соответственно с выходом регул тора положени

5 и вторым выходом блока наблюдени , а выход адаптивного регул тора соединен с третьими входами блока наблюдени и регул тора скорости, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оно снабжено последовательно соединенными инер0 циальным датчиком и вторым сумматором, второй вход которого подключен к третьему выходу блока наблюдени , а выход второго сумматора соединен с четвертым входом блока наблюдени , при этом инерци- альный датчик установлен на управл е5

мом звене.