SU1580317A1 - Device for controlling robot drive - Google Patents
Device for controlling robot drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU1580317A1 SU1580317A1 SU884358209A SU4358209A SU1580317A1 SU 1580317 A1 SU1580317 A1 SU 1580317A1 SU 884358209 A SU884358209 A SU 884358209A SU 4358209 A SU4358209 A SU 4358209A SU 1580317 A1 SU1580317 A1 SU 1580317A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- adder
- output
- input
- signal
- comparator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматическому управлению и может быть использовано при создании различных робототехнических систем. Цель изобретени состоит в повышении динамической точности управлени приводным электродвигателем. Дл этого в устройство, содержащее первый сумматор, первый блок умножени , интегратор, второй сумматор, усилитель мощности, электродвигатель, датчик тока, тртий сумматор, первый компаратор и первый корректирующий блок, дополнительно введены второй блок умножени , второй компаратор, логический блок, второй корректирующий блок и четвертый сумматор. Т.о., в устройстве формируетс сигнал управлени электродвигателем, содержащий сумму сигнала, пропорционального сигналу рассогласовани , сигнала, пропоционального интегралу от сигнала рассогласовани , и сигнала операторно-координатной обратной св зи. Построенный таким образом сигнал управлени электродвигателем позвол ет парировать изменени параметров электродвигател за счет изменени весового коэффициента при интегральной составл ющей, а также неконтролируемые изменени моментальных возмущений и возмущени , вызванные наличием противоЭДС электродвигател . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.This invention relates to automatic control and can be used to create various robotic systems. The purpose of the invention is to improve the dynamic accuracy of drive motor control. To do this, the device containing the first adder, the first multiplier, the integrator, the second adder, the power amplifier, the electric motor, the current sensor, the third adder, the first comparator, and the first corrective block, the second multiplier, the second comparator, the logic block, the second corrective block and fourth adder. Thus, an electric motor control signal is generated in the device, containing the sum of the signal proportional to the error signal, a signal that is proportional to the integral of the error signal, and the coordinate-and-feedback feedback signal. The motor control signal constructed in such a way allows to counter the changes in the motor parameters by changing the weighting factor at the integral component, as well as uncontrolled changes in the momentary disturbances and disturbances caused by the presence of the back-electromotive force of the motor. 1 hp ff, 1 ill.
Description
Изобретение относитс к автоматическому управлению и может быть использовано , например, при создании различных робототехнических систем.The invention relates to automatic control and can be used, for example, in the creation of various robotic systems.
Целью изобретени вл етс повышение динамической точности управлени приводным электродвигателем при вариаци х параметров электродвигател и изменении момента нагрузки на выходном валу электродвигател .The aim of the invention is to increase the dynamic accuracy of driving a motor with variations in motor parameters and a change in load moment on the output shaft of the motor.
На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.
Устройство содержит первый сумматор 1, первый блок 2 умножени , интегратор 3, второй сумматор 4, усилитель 5, усилитель 6The device contains the first adder 1, the first block 2 multiplying, the integrator 3, the second adder 4, the amplifier 5, the amplifier 6
мощности, приводной электродвигатель 7, датчик 8 тока, третий сумматор 9, первый компаратор 10, первый корректирующий блок 11, второй блок 12 умножени , второй компаратор 13, логический блок 14, ключ 15, второй корректирующий блок 16 и четвертый сумматор 17.power, drive motor 7, current sensor 8, third adder 9, first comparator 10, first correction unit 11, second multiplication unit 12, second comparator 13, logic unit 14, key 15, second correction unit 16 and fourth adder 17.
Логический блок 14 содержит блоки 18 и 19 умножени , компаратор 20 и задатчик21.Logic block 14 contains multipliers 18 and 19, comparator 20 and master 21.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
На первый вход первого сумматора 1 подаетс сигнал заданного значени тока электродвигател , например, от регул тораThe first input of the first adder 1 is supplied with a signal of a predetermined value of the motor current, for example, from the regulator
елate
0000
оabout
соwith
VJVj
скорости. Сигнал с датчика 8 тока, пропорциональный величине тока, протекающего через корную обмотку электродвигател , поступает на второй вход первого сумматора 1, Сигнал рассогласовани между заданным и действительным значением тока, определ емый в сумматоре 1, усиливаетс в усилителе 5 и через второй сумматор 4 и усилитель 6 мощности поступает на объект управлени - электродвигатель 7 (посто нного тока), вызыва увеличение тока в его корной обмотке.speed. The signal from current sensor 8, proportional to the amount of current flowing through the electric motor's main winding, is fed to the second input of the first adder 1. The error signal between the set and actual current values determined in adder 1 is amplified in amplifier 5 and through the second adder 4 and amplifier 6, the power is supplied to the control object, the electric motor 7 (direct current), causing an increase in the current in its core winding.
Выходной сигнал третьего сумматора 9 имеет видThe output of the third adder 9 has the form
Ug Ul+KlU4-K2U8,Ug Ul + KlU4-K2U8,
где Ki, «2 - коэффициенты усилени третьего сумматора по соответствующему входу, которые выбираютс исход из параметров электродвигател 7 и усилител 6 мощности;where Ki, 2 is the gain of the third adder at the corresponding input, which are selected based on the parameters of the electric motor 7 and the power amplifier 6;
Ui, LM, Us и Ug - соответственно выходные напр жени блоков 1, 4, 8 и 9.Ui, LM, Us, and Ug are the output voltages of 1, 4, 8, and 9, respectively.
Компаратор 10 реализует функцию Uio SignUg, т.е.Comparator 10 implements the Uio SignUg function, i.e.
,. f +1, ; Ul°-{-1, , f +1,; Ul ° - {- 1,
Единичный выходной сигнал поступает на вход корректирующего блока 11, реализующего передаточную функцию видаA single output signal is fed to the input of the correction unit 11, which implements the transfer function of the form
Wii(p) Wii (p)
1one
Тф + 1Tf + 1
Тэм,Tam,
электромагнитна посто нна electromagnetic constant
времени электродвигател .motor time.
Сигнал с блока 11 поступает на блок 12 умножени , где умножаетс на выходной сигнал компаратора 13 (1Из), соответствующий знаку сигнала рассогласовани устройства , т.е.The signal from block 11 goes to multiplication block 12, where it is multiplied by the output signal of comparator 13 (1Зз) corresponding to the sign of the device error signal, i.e.
Ui, т.е. Ui, i.e.
Г +1, при Ui 0 , G +1, with Ui 0,
U13 1U13 1
-1, при Ui 0-1, with Ui 0
В результате этого знак выходного сигнала блока 12 умножени обеспечивает отрицательность обратной св зи в контуре координатно-операторной обратной св зи.As a result, the sign of the output signal of the multiplication unit 12 provides for negative feedback in the loop of the coordinate-operator feedback.
Выходной сигнал блока 12 умножаетс в блоке 2 умножени на сигнал рассогласовани и поступает на вход интегратора 3, выходной сигнал которого вл етс интегральной составл ющей сигнала управлени электродвигателем 7. В сумматоре 4 осуществл етс суммирование пропорциональной и интегральной составл ющих сигнала управлени электродвигателем.The output of block 12 is multiplied in block 2 by multiplying by the error signal and fed to the input of integrator 3, the output of which is the integral component of the motor control signal 7. In the adder 4, the proportional and integral components of the motor control signal are summed.
Выходной сигнал сумматора 9 характеризует в каждый момент времени рассто ние до линии переключени , определ емой весовыми коэффициентами величин, поступающих на входы сумматора 9.The output signal of the adder 9 characterizes at each instant of time the distance to the switching line, determined by the weighting factors of the quantities supplied to the inputs of the adder 9.
В логическом блоке 14 на основании информации о знаке и рассто нии изображающей точки до линии переключени , а также информации о знаке сигнала рассогласовани формируетс сигнал операторно- координатной обратной св зи (ОКОС).In logic block 14, based on the information about the sign and distance of the imaging point to the switching line, as well as information about the sign of the error signal, an operator-coordinate feedback signal (OCOS) is generated.
Умножа выходной сигнал сумматора 9Multiplying the output signal of the adder 9
на его знак (выходной сигнал компаратора 10 соответствует знаку Ug), на выходе блока 18 умножени получаетс модуль выходного сигнала сумматора 9. В блоке 19 умножени этот сигнал умножаетс на сигнал, соответствующий знаку сигнала рассогласовани устройства (Uis).on its sign (the output signal of the comparator 10 corresponds to the sign Ug), the output of multiplication unit 18 is the output signal module of the adder 9. In multiplication unit 19, this signal is multiplied by the signal corresponding to the sign of the device error signal (Uis).
В результате этого на первом выходе логического блока 14 (выход блока 19 умножени ) формируетс сигнал ОКОС, осуществл ющей парирование неконтролируемых моментных возмущений на выходном валу электродвигател .As a result, at the first output of logic block 14 (output of multiplication unit 19), an OCRE signal is generated, which parries uncontrolled torque perturbations on the output shaft of the electric motor.
Вид сигнала ОКОС определ етс в логическом блоке 14 по величине сигнала с выхода сумматора 9 (Ug).The shape of the OCOS signal is determined in logic block 14 by the magnitude of the signal from the output of the adder 9 (Ug).
Если модуль lUg| U21, где U21 - величина порогового сигнала, задаваемого за- датчиком 21, ключ 15 разомкнут и на сумматор 17 поступает только сигнал с выхода блока 19 умножени с весовым коэффициентом Кв. Если IUgl U21. ключ 15 замкнут и на входы сумматора 17 поступают сигналы с выхода ключа 15 с весовым коэффициентом Кз и с выхода корректирующего блока 16 с весовым коэффициентом, равным 1.If the module lUg | U21, where U21 is the size of the threshold signal specified by the sensor 21, the key 15 is open, and the adder 17 receives only the signal from the output of the multiplication unit 19 with the weighting factor Kv. If IUgl U21. the key 15 is closed and the inputs of the adder 17 receive signals from the output of the key 15 with a weighting factor Ks and from the output of the corrective block 16 with a weighting factor equal to 1.
Следовательно, сигнал ОКОС определ етс какConsequently, the toll signal is defined as
,. K8-lU9|signUi. lUg| U2i; UoKOC-|(K8+K4+Wi6(p). I Ug I sign Ui.l Ug ,, K8-lU9 | signUi. lUg | U2i; UOKOC- | (K8 + K4 + Wi6 (p). I Ug I sign Ui.l Ug,
где Wie(p) --- - передаточна функци корректирующего блока 16; м;where Wie (p) --- is the transfer function of the correction block 16; m;
Тм - механическа посто нна времени электродвигател ,Tm is the mechanical time constant of the motor,
К4 и Кв - коэффициенты усилени сумматора 17 по соответствующему входу, выбираемые в зависимости от параметров электродвигател 7 и диапазона действующих моментных возмущающих воздействий .K4 and Kv are the gain factors of the adder 17 at the corresponding input, selected depending on the parameters of the electric motor 7 and the range of effective torque disturbances.
При подаче на первый вход первого сумматора 1 сигнала типа l(t) напр жение на выходе сумматора 9 положительно. Сигнал, соответствующий знаку этого сигнала, с выхода компаратора 10 поступает на вход корректирующего блока 11, выходной сигнал которого плавно увеличиваетс , увеличива сигнал, поступающий на вход интегратора 3, следовательно, и величину интегральной составл ющей сигнала управлени .When applying to the first input of the first adder 1 a signal of the type l (t), the voltage at the output of the adder 9 is positive. The signal corresponding to the sign of this signal from the output of the comparator 10 is fed to the input of the correction unit 11, the output signal of which smoothly increases, increasing the signal to the input of the integrator 3, therefore, the value of the integral component of the control signal.
При lUgl L)21, ключ 15 разомкнут и сигна управлени электродвигателем определ етс какWith lUgl L) 21, key 15 is open and the motor control signal is defined as
Uynp K5Ui +К7/ lUil,Undt +Uynp K5Ui + K7 / lUil, Undt +
+ Кв lUgl slgnUi,+ Kv lugl slgnUi,
где К - коэффициент усилени сумматора 4 по соответствующему входу, выбираемый исход из требований, предъ вл емых к виду переходного процесса и параметров электродвигател 7.where K is the gain of the adder 4 at the corresponding input, selected based on the requirements for the type of transient process and the parameters of the electric motor 7.
Второе слагаемое сигнала управлени позвол ет парировать изменение параметров электродвигател , а третье - неконтролируемые изменени моментных возмущающих воздействий.The second term of the control signal permits one to counter the change in the parameters of the electric motor, and the third, the uncontrolled changes in the moment disturbances.
В процессе отработки устройством заданного значени тока уменьшаетс сигнал рассогласовани (Ui), увеличиваетс значение выходной координаты (Us) и сигнал (Ug) на выходе сумматора 9 измен ет свой знак. Изменение знака Ug приводит к изменению знака выходного напр жени второго компаратора 10 и выходной сигнал второго корректирующего блока 11 плавно уменьшаетс , уменьша тем самым интегральную составл ющую сигнала управлени электродвигателем .In the process of testing the current set by the device, the error signal (Ui) decreases, the output coordinate value (Us) increases, and the signal (Ug) at the output of the adder 9 changes its sign. A change in the sign of Ug leads to a change in the sign of the output voltage of the second comparator 10 and the output of the second correction unit 11 decreases smoothly, thereby reducing the integral component of the motor control signal.
При дальнейшей отработке заданного значени тока измен етс знак интегральной составл ющей, что приводит к уменьшению значени сигнала управлени электродвигателем по мере приближени выходной координаты к заданному значению .With further development of a given current value, the sign of the integral component changes, which leads to a decrease in the value of the motor control signal as the output coordinate approaches the specified value.
Уменьшение значени сигнала Ug приводит к тому, что выполн етс условие I Ug I U21 и сигнал управлени электродвигателем определ етс какReducing the value of the signal Ug causes the condition I Ug I U21 to be fulfilled and the motor control signal is defined as
иупр K5Ui +K7/Uii-Unl dt+iupr K5Ui + K7 / Uii-Unl dt +
оabout
+ Кв lUglstgn Ui + KU |Ug|signUi.++ Ap lUglstgn Ui + KU | Ug | signUi. +
+ Wi6 lUgl signUi. Четвертое слагаемое сигнала управлени увеличивает составл ющую сигнала управлени , парирующую изменени + Wi6 lUgl signUi. The fourth term of the control signal increases the component of the control signal, which counters the changes
5 моментных возмущающих воздействий.5 moment perturbations.
П тое слагаемое позвол ет парировать не только моментные возмущени , но и возмущени , вызванные наличием противо- ЭДС в электродвигателе и погрешностьюThe fifth term allows to parry not only the moment perturbations, but also the perturbations caused by the presence of counter-emf in the electric motor and the error
0 определени скорости изменени тока электродвигател , причем введение первого корректирующего блока 16 позвол ет уменьшить перерегулирование, вызванное изменением моментных возмущений.0 determine the rate of change of the motor current, and the introduction of the first correction unit 16 makes it possible to reduce the overshoot caused by a change in moment disturbances.
5В установившемс режиме в устройстве5B steady state in device
устанавливаетс посто нный коэффициент при интегральной составл ющей и некоторое посто нное значение сигнала ОКОС. В случае изменени сопротивлени Р ,establishes a constant coefficient for the integral component and a certain constant value of the EQ signal. In case of a change in resistance P,
0 вызванное как девиацией RH, так и разбросом значений Р дл многодвигательных роботов, например ромбических манипул торов , измен етс момент изменени знака сигнала Ug, т.е. измен етс весовой козффи5 циент при интегральной составл ющей сигнала управлени электродвигателем, обеспечива тем самым инвариантность показателей качества переходного процесса к изменению сопротивлени корной цепи0 caused by both the deviation of RH and the spread of the P values for multi-motor robots, for example rhombic manipulators, changes the moment of change of the sign of the Ug signal, i.e. changes the weight coefficient at the integral component of the motor control signal, thereby ensuring the invariance of the quality indicators of the transient process to a change in the resistance of the main circuit
0 электродвигател .0 electric motor
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884358209A SU1580317A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Device for controlling robot drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884358209A SU1580317A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Device for controlling robot drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1580317A1 true SU1580317A1 (en) | 1990-07-23 |
Family
ID=21347514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884358209A SU1580317A1 (en) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | Device for controlling robot drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1580317A1 (en) |
-
1988
- 1988-01-05 SU SU884358209A patent/SU1580317A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР №1495116. кл. B25J 13/00, G 05 В 11/00, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0241920A3 (en) | Control system for pwm inverter | |
JPS5846413A (en) | Electric servomechanism | |
SU1580317A1 (en) | Device for controlling robot drive | |
EP0433461A1 (en) | Zeroing method using a disturbance estimating observer | |
US5734251A (en) | Control apparatus for AC motor | |
EP0428742A1 (en) | Method of sliding mode control | |
SU1495116A1 (en) | Device for controlling robot drive | |
EP0335269A1 (en) | Magnetic flux operation method for induction motor | |
JPS56153410A (en) | Position control system | |
JPH06165550A (en) | Method and system for controlling motor | |
JP2681969B2 (en) | Coulomb friction compensation method by variable structure system | |
JPH05150802A (en) | Deviation variable and deviation hysteresis type pi control method | |
JPS596780A (en) | Variable voltage control device for motor | |
US5301131A (en) | Apparatus and method for controlling the rotational speed of a motor | |
SU1406565A1 (en) | Servo electric drive with variable inertia moment | |
SU1278804A1 (en) | Combined control system | |
SU1136289A1 (en) | System for automatic control of velocity of electric drive | |
JPS61279429A (en) | Electric discharge machining controller | |
RU2079961C1 (en) | Fixed-load drive control device | |
JPH01283085A (en) | Load angle controller of converter | |
JPS6338959B2 (en) | ||
KR940003946B1 (en) | Robot control device | |
JPH10127076A (en) | State feedback controller and control method for motor | |
RU2071106C1 (en) | Optimal positioning system | |
JPS61142960A (en) | Controller of booster chopper |