Робототехнический комплекс для укладки и уплотнения бетонной смеси в опалубочных формах

• Автор: Волчков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования
1.1 Технологические предпосылки роботизации процесса
укладки и уплотнения бетонной смеси
1.2 Требования, предъявляемые к робототехническому комплексу для укладки и уплотнения бетонной смеси
в опалубочных формах
1.3 Анализ существующих средств механизации, автоматизации и роботизации процессов укладки и уплотнения бетонной смеси
1.4 Анализ состояния науки и техники в области управления большими манипуляторами
1.5 Задачи исследования
Выводы
Г лава 2 Принципы построения РТК для укладки и уплотнения
бетонной смеси в опалубочных формах
2.1 Выбор структуры РТК и его составных частей
2.1.1 Функциональная схема РТК
2.1.2 Выбор вида привода манипуляторов РТК
2.1.3 Информационная система РТК
2.1.4 Алгоритмы функционирования
2.2 Моделирование динамики механической части манипулятора РТК
2.2.1 Топология расчетной схемы механической части
манипулятора
2.2.2 Кинематика расчетной схемы механической части
манипулятора
2.2.3 Массо-инерционные характеристики тел, входящих
в состав расчетной схемы
2.2.4 Силовые факторы
2.2.5 Формирование дифференциальных уравнений движения
2.2.6 Взаимосвязь обобщенной координаты с координатой соответствующего гидравлического привода
2.2.7 Зависимость вращательного момента от усилия
в гидравлическом приводе
2.2.8 Оценка податливости звеньев манипулятора
2.3 Моделирование электрогидравлического привода манипулятора РТК
2.3.1 Статическая модель
2.3.2 Динамическая модель
2.3.3 Моделирование трения
2.4 Методика построения траекторий движения и синтез алгоритма управления манипулятором
2.4.1 Прямая и обратная задача о положении манипулятора
2.4.2 Задачи динамического анализа манипулятора
2.4.3 Планирование элементарного движения и траектории
2.4.4 Управление движением манипулятора
Выводы
Г лава 3 Синтез и исследование САУ РТК
3.1 Общие замечания по разработке системы управления
3.2 Линеаризованная модель звена манипулятора с электрогидравлическим приводом как объект управления
3.2.1 Линеаризованная модель звена манипулятора с
электрогидравлическим приводом,

3.2.2 Объект управления с подчиненным контуром
регулирования по давлению
3.3 Синтез регулятора в пространстве состояний
3.3.1 Обоснование и описание метода
3.3.2 Синтез регулятора САУ
3.3.3 Расчет параметров оптимального по точности и быстродействию регулятора
3.3.4 Исследование динамики САУ
3.4 Регулирование положения рабочего органа манипулятора
Выводы
Г лава 4 Техническая реализация РТК и экспериментальные
исследования САУ РТК
4.1 Компоновка РТК
4.2 Метрологическое обеспечение САУ
4.3 Экспериментальные исследования
4.3.1 Исследование упругих свойств звена манипулятора
4.3.2 Установка для проведения испытаний элементов
САУ РТК
4.3.3 Проверка адекватности математической модели
4.4 Области применения многозвенных манипуляторов
большого радиуса действия
Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение 1 Параметры манипулятора, электрогидравлических
приводов и передаточных механизмов
Приложение 2 Результаты рототабельного униформпланирования
Приложение 3 Акты испытаний и внедрения

ра предварительного регулирования;
- робастное регулирование;
- адаптивное регулирование.
При регулировании со многими параметрами нелинейные связанные системы линеаризуются [67]. Центральный регулятор компенсирует в этом случае динамические эффекты связи на основе линеаризованной, но все же содержащей связи модели системы. Проблема регулятора такого рода заключается в относительной сложности структуры и связанных с этим сложных расчетах при установке параметров регулирования во время запуска системы. Из-за постоянных параметров регулирования централизованное регулирование является чрезвычайно чувствительным к вариации факторов.
В противоположность к описанному выше методу при регулировании с динамической развязкой учитывается зависимость эффекта связи от состояния движения робота. Отсюда вытекает необходимость включения нелинейных уравнений движения в управление. Помимо большого преимущества динамической развязки (компенсации нелинейностей и связей) данный метод имеет также и существенный недостаток, заключающийся в сложности расчетов в режиме реального времени.
Принцип развязки путем введения обратной связи [68-70] предусматривает непосредственное подключение к контуру управления инверсной модели системы, рассчитываемой в режиме реального времени. Управляющее воздействие представляется функцией измеренных положений и скоростей и заданного значения ускорения. Принцип заключается в гарантированной компенсации свойств системы путем введения соответствующей вспомогательной величины, определяемой путем подстановки в инверсную модель системы заданной траектории и ее производных. По причине использования заданной траектории в качестве входного параметра инверсной модели имеется возможность расчета вспомогательной вели-