Квазиоптимальное управление электроприводами портального манипулятора

• Автор: Макаров, Сергей Владиславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Устройство и анализ режимов работы портального

манипулятора

1.1 Устройство портального манипулятора

1.2 Анализ режимов работы электропривода руки портального манипулятора

1.3 Постановка задачи синтеза системы управления перемещением руки портального манипулятора с предельным быстродействием

2 Математическое моделирование электропривода руки

портального манипулятора

2.1 Общие подходы к построению математической модели системы электропривода руки портального манипулятора
2.2 Аналитическое построение математической модели системы электропривода руки портального манипулятора
2.3 Параметрическая идентификация системы
электропривода руки портального манипулятора
3 Разработка оптимального по быстродействию регулятора положения руки портального манипулятора
3.1 Общий подход к реализации оптимального регулирования по критерию максимального быстродействия
3.2 Практические аспекты получения оптимального управления
3.3 Синтез оптимального программного управления
3.4 Синтез оптимального позиционного регулятора
положения
Выводы
4 Экспериментальные исследования и аспекты практического применения оптимальных по быстродействию систем перемещения
4.1 Испытательный стенд электроприводов с имитацией
режимов работы
4.2 Экспериментальное исследование электропривода руки
портального манипулятора с имитацией режимов работы
4.3 Перспективы технической реализации оптимального
регулятора положения и перспективы их применения
Выводы
Заключение
Список литературы


При этом они не обладали необходимыми адаптивными свойствами в плане настройки регуляторов системы управления и их подстройки при изменении параметров объекта управления в автоматическом режиме. Целью работы является повышение производительности портального манипулятора как составной части технологического оборудовании путем создания и применения системы управления перемещением его электроприводов, оптимизированных но максимальному быстродействию с автоматической настройкой параметров. Объектом исследования является типовой портальный манипулятор, входящий в состав автоматических станков и линий, выполняющий операцию загрузки-разгрузки детали. При этом предметом исследования выступает система перемещения руки портального манипулятора. Поставленные задачи решались с использованием математического моделирования аналитическими методами и методом параметрической идентификации с проведением активного эксперимента; построение оптимального управления проводилось с использованием численных методов нелинейного программирования с использованием ЭВМ в среде МАТЬАВ -пакета программ математического моделирования. Достоверность полученных результатов подтверждается математическим моделированием и данными, полученными при экспериментальных исследованиях на испытательном комплексе для систем электроприводов при проведении натурного физического моделирования. МАТЬАВ расчета оптимального по критерию быстродействия программного управления и соответствующей траектории по заданной математической модели объекта и краевых условий и последующего расчета коэффициентов обратной связи для реализации позиционного регулирования. МСП ОАО «АВТОВАЗ» г. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях, а таюке опубликованы в работах [-], [-1. Краткое содержание работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 4 страницы машинописного текста, рисунков, 1 таблицу и список литературы из 4 наименований. Первая глава диссертации посвящена анализу устройства и режимов рабо ты портального манипулятора, с оценкой возможности повышения производительности его работы для сокращения времени на проведение операции загрузки-разгрузки. Определены основные требования, предъявляемые к системе управления перемещением электроприводов портального манипулятора с учетом практических аспектов реализации регулятора. Во второй главе решалась задача получения адекватной математической модели системы электропривода руки портального манипулятора с учетом переменных параметров, для чего был произведен обзор методов математического моделирования и была выбрана процедура параметрической идентификации с использованием результатов активного эксперимента. В третьей главе был разработан позиционный регулятор, оптимизированный по критерию оптимального быстродействия на основе полученной математической модели, для чего предварительно было определено оптимальной программное управление и соответствующая ей оптимальная траектория, рассчитаны коэффициенты обратных связей по координатам, получаемых с использованием наблюдателя состояния Калмана-Быоси из фактического перемещения. В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных с использованием разработанного и изготовленного испытательного стенда систем электроприводов с моделированием режимов работы, которые подтверждают достоверность полученных теоретических расчетов и показывают эффективность применения новой системы управления перемещением руки портального манипулятора за счет существенного повышения его производительности. В заключении суммируются полученные теоретические и практические результаты. Манипулятор портальный 4 производства ПТО АО "АВТОВАЗ” (рисунок 1. Рисунок 1. Конструкция портального манипулятора позволяет производить захват и перенос различных видов изделий произвольной пространственной конфигурации, что определяется видом захватного механизма. Примеры транспортируемых деталей представлены на рисунке 1. Рисунок 1. Рисунок 1. Рисунок 1.