Методы снижения динамических ошибок управляемых машин с упругими звеньями на основе концепции дополнительных связей

• Автор: Кузнецов, Николай Константинович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 405 с. : ил.

* ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ДИНАМИКЕ УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УЧЕТОМ УПРУГИХ СВОЙСТВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ И ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Особенности динамики исполнительных механизмов управляемых машин
1.2. Обзор исследований по динамике управляемых машин с учетом упругих свойств исполнительных механизмов
1.3. Развитие методов динамического синтеза управляемых машин с упругими звеньями
^ 1.4. Цель и задачи исследований
2. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ И ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ
2.1. Выбор динамических моделей исполнительных механизмов управляемых машин
2.2. Экспериментальные исследования жесткости исполнительных механизмов промышленных роботов
2.3. Расчетные схемы исполнительных механизмов роботов
2.4. Дифференциальные уравнения движения исполнительных механизмов роботов
^ 2.5. Теоретические и экспериментальные исследования упругих
колебаний исполнительных механизмов роботов
2.5.1. Исследование упругих колебаний двухмассовой системы
2.5.2. Экспериментальные исследования точности позиционирования пневматического промышленного робота
2.5.3. Экспериментальные исследования упругих колебаний электромеханического робота
3. ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ КАК ЗАДАЧА ВВЕДЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ
3.1. Введение дополнительных связей в колебательные системы
Р управляемых машин
3.2. Выбор вида дополнительной связи для динамического синте

за управляемых машин с упругими звеньями ^ 3.3. Синтез компенсирующих воздействий на основе задания экспоненциальных законов изменения упругих координат
3.4. Синтез компенсирующих воздействий на основе задания гармонического закона изменения упругих координат
3.5. Синтез компенсирующих воздействий на основе использования интегральных квадратичных оценок упругих колебаний
3.6. Синтез компенсирующих воздействий на основе задания дифференциальных уравнений движения
4. СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОШИБОК УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ НА ОСНОВЕ ДОПОЛНИ-к ТЕЛЬНЫХ СИЛОВЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ
4.1. Конструирование и расчет дополнительных силовых обратных связей
4.2. Снижение динамических ошибок управляемых машин с помощью приводов программных движений
4.3. Особенности введения дополнительных силовых обратных связей в трехмассовые колебательные системы
4.4 Обеспечение нечувствительности дополнительных силовых обратных связей к изменениям динамических параметров исполнительных механизмов

4.5. Теоретические и экспериментальные исследования системы активного гашения упругих колебаний промышленного робота с электрогидравлическим приводом
4.6. Экспериментальные исследования системы активного гашения упругих колебаний электромеханического робота
5. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОШИБОК УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ
5.1. Снижение динамических ошибок с помощью дополнительных упругих элементов
5.2. Компенсация динамических ошибок управляемых машин на основе изменения жесткостных параметров исполнительных механизмов

5.3. Теоретические и экспериментальные исследования динамики
} активных динамических гасителей упругих колебаний
5.4. Разработка и исследование гидравлических демпфирующих устройств с переменным сопротивлением
5.5. Компенсация динамических ошибок исполнительных механизмов роботов на основе активных виброзащитных систем
6. СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОШИБОК МАНИПУЛЯЦИОННЫХ РОБОТОВ С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ В ПРОЦЕССЕ РЕАЛИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ
6.1. Исследование и выбор конфигураций исполнительных механизмов роботов с минимальной податливостью
6.2. Выбор конфигураций исполнительных механизмов роботов
к по критерию нагруженности
6.3. Активная компенсация упругих колебаний за счет эффектов динамического взаимовлияния движений исполнительных механизмов
6.4. Снижение динамических ошибок исполнительных механизмов роботов в условиях действия внешних возмущений
7. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАЧ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОШИБОК УПРАВЛЯЕМЫХ МАШИН С УПРУГИМИ ЗВЕНЬЯМИ
7.1. Аналитические зависимости для получения уравнений движения, исследования динамики и управления исполнительными механизмами роботов с упругими звеньями
7.2. Алгоритмы и программы составления уравнений движения и решения прямых и обратных задач кинематики и динамики исполнительных механизмов роботов
7.3. Алгоритм и программа автоматизированного расчета и конструирования гидравлических демпфирующих устройств с переменным сопротивлением
7.4. Алгоритм автоматизированного выбора и расчета дополнительных силовых обратных связей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
к СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ:

метрами с механической системой с другими параметрами и желаемым характером движения, инвариантными многообразиями в теории управления [110, 138] или желаемыми аттракторами в терминах синергетики [125]. Таким образом, при использовании этого подхода могут быть получены аналитические зависимости для выбора как структуры и параметров исполнительных механизмов, так и систем управления движением управляемых машин, что позволит, в определенной степени, формализовать процессы динамического синтеза. В дальнейшем, по мере создания математического аппарата, обеспечивающего построение всего множества дифференциальных уравнений движения по заданному интегральному многообразию [100], появится принципиальная возможность реализации процедуры структурного синтеза управляемых машин с заданными свойствами движения.
С учетом изложенного, для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
1. Выбор и обоснование расчетных схем и получение математических моделей динамики управляемых машин с учетом упругости звеньев и разделением управляемого движения на программное и колебательное.
2. Разработка единого научно-методологического подхода для комплексного решения проблемы снижения динамических ошибок управляемых машин с упругими звеньями на основе рационального сочетания методов механики машин с потенциальными возможностями систем программного управления движением и учета особенностей динамики исполнительных механизмов этих машин.
3. Создание метода динамического синтеза управляемых машин с упругими звеньями, основанного на введении в уравнения колебательного движения и этих машин дополнительных связей в виде не зависящих от законов механики аналитических зависимостей и условий, накладывающих определенные ограничения на это движение, и решении обратных задач динамики по определению потребных сил или конструктивных параметров исполнительных меха-