Разработка и исследование систем комбинированного позиционно-силового управления манипуляторами

• Автор: Попов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВУ - вычислительное устройство

ДП - датчик положения относительных координат звеньев манипулятора ДПР - датчик положения рабочего органа

ДС - датчик скорости относительных координат звеньев манипулятора

ДСР - датчик скорорти рабочего органа

ДУР - датчик усилия в рабочем органе

ЗР - задающая рукоятка

МС - механическая система

НС - наблюдатель силы

П - программатор

ПИД - пропорционально-интегрально-дифференциальный
ПЭ - пороговый элемент
РТС - робототехническая система
СП - система приводов
ТОП - типовая элементарная операция

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОННО-СИЛОВОГО
УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРАМИ
1Л. Развитие систем позиционно-силового управления
1.2. Датчики и наблюдатели силы
1.3. Системы автоматизированного позиционно-силового управления
1.4. Системы автоматического позиционно-силового управления
1.5. Постановка задачи исследований
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ ПОЗИЦИОННО-СИЛОВОГО
УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРАМИ
2.1. Разработка функциональной схемы комбинированной системы позиционно-силового управления манипулятором
2.2. Синтез наблюдателей силы
2.3. Синтез алгоритмов автоматического и супервизорного позиционносилового управления
2.4. Синтез алгоритмов позиционно-силового управления от задающих рукояток
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОННО-СИЛОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Разработка математической модели системы позиционно-силового управления манипулятора
3.2. Разработка компьютерной модели системы позиционно-силового управления манипулятора

3.3. Компьютерное исследование системы позиционно-силового управления манипулятора
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МАНИПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ПОЗИЦИОННО-СИЛОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
4.1. Описание манипуляционной системы и разработка программы исследований
4.2. Результаты экспериментальных исследований алгоритмов автоматизированного позиционно-силового управления от задающих рукояток
4.3. Результаты экспериментальных исследований алгоритмов
автоматического позиционно-силового управления
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

2.2. Синтез наблюдателей силы
Выше были даны три типа наблюдателей, основанные на использовании следующих вариантов математических моделей манипулятора:
- с полной моделью манипулятора с приводами;
- с упрощенной моделью с использованием датчиков промежуточных переменных;
- с моделью, подстраиваемой по рассогласованию с манипулятором. Выбор конкретного варианта наблюдателя определяется на основе
следующих факторов: технические возможности применения датчиков
косвенных переменных, сложность самого объекта управления, а значит и используемой математической модели, требуемая точность и быстродействие оценки внешних возмущений.
Рассмотрим более подробно схемы перечисленных типов наблюдателей. На рис. 2.3 представлен вариант наблюдателя силы на основе математической модели механической системы манипулятора с системой приводов.
Рис. 2.3 Наблюдатель силы на основе математической модели манипулятора с системой приводов На вход модели подаются с датчиков текущие значения составляющих вектора относительных координат и управляющие воздействия. Согласно схеме на рис. 2.3, используя решение задачи динамики механической системы манипулятора, находится оценка силы, которую оказывает рабочий орган манипулятора на внешнюю среду: