A new approach to solving the problem of robotmanipulator control.pdf В настоящее время существует большое количество различных типов подвижных роботов, или манипуляционных систем (экскаваторы, погрузчики, бурильные установки и пр.). Для каждого типа роботов имеют место проблемы с их управлением. В данной работе рассматриваются роботы-манипуляторы, состоящие из трех звеньев: стрела, рукоять и исполнительный механизм, соединенных между собой шарнирными механизмами. Теоретические вопросы управления подобными устройствами наиболее подробно изложены в [1-6]. В этих работах для управления роботами предложено использовать так называемые скользящие режимы [7. С. 12], что приводит к большим вычислительным трудностям. Следует также отметить работы [8-10] по синтезу управления на основе метода конструирования агрегированных регуляторов применительно к управлению движением центра масс подвижного объекта, описанным в виде системы дифференциальных и / или разностных уравнений. Этот метод привлекателен тем, что является аналитическим и приводит к созданию алгоритмов робастного нелинейного управления в условиях как систематических, так и случайных помех. Несмотря на возрастающее число работ в направлении создания систем управления для существующих моделей манипуляторов, имеется ряд не вполне решенных вопросов: невысокая точность следящего управления; сложность технической реализации системы управления с учетом вопросов устойчивости управления. В настоящей работе предложен новый и достаточно простой метод построения законов управления для объекта «трехзвенный робот-манипулятор» с целью его дальнейшего сравнения по эффективности с ранее полученными алгоритмами управления [1, 7, 9]. 1. Схема робота-манипулятора Схема робота-манипулятора приведена на рис. 1. Здесь 0А - стрела, АВ - рукоять, ВС - исполнительный механизм. В точках 0, А и В расположены шарнирные механизмы, которые выполняют 4 Новый подход к решению задачи управления роботом-манипулятором поворот звеньев. На рисунке l\\, I2, I3 - длины звеньев 0А, АВ, ВС соответственно. G\\ = gm\\, G2 = gm2, G3 = gm3 - вес этих звеньев, m\\, m2, тз - массы звеньев, g - ускорение силы тяжести. Конфигурация (состояние) робота однозначно определяется углами между звеньями а, в, у или координатами точек А(х\\, y\\), В(х2, у2), С(хз, уз). Между этими данными есть однозначное соответствие. Если заданы углы а, в, у, то X = /,cos(a), у = /jsin(a), x2 = x + /2sin(p), У2 = у - /2cos(p), (1) x3 = x2 +13 cos(x), y3 = y 2 + /3 sin(x), где p = а + в - п/2, т = -у + р + л/2 = а + в - у. Рис. 1. Схема робота-манипулятора Fig. 1. Robot manipulator diagram Если заданы координаты точек А(х1, у{), В(х2, У2), С(х3, У3), то а = arcsin(у / /х), Р = л /2 -а + arccos((у - у)//2), (2) У = а + р-arcsin((у3 -У2)//3). Далее нам потребуется результат решения следующей задачи. Пусть заданы координаты точек В(х2, У2) и С(х3, У3). Эти точки должны удовлетворять условиям х2 + у2

Скачать электронную версию публикации