SU1405023A1 - Robot drive control apparatus - Google Patents
Robot drive control apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- SU1405023A1 SU1405023A1 SU853882323A SU3882323A SU1405023A1 SU 1405023 A1 SU1405023 A1 SU 1405023A1 SU 853882323 A SU853882323 A SU 853882323A SU 3882323 A SU3882323 A SU 3882323A SU 1405023 A1 SU1405023 A1 SU 1405023A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- computing unit
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматическому управлению. Устройство дл управлени приводом робота позвол ет за счет информации о токе электродвигател и ускорении его выходного ва- ла упростить схему вычислительного блока, что повышает надежность всей системы в целом, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.This invention relates to automatic control. The device for controlling the drive of the robot makes it possible, through information on the motor current and acceleration of its output shaft, to simplify the design of the computing unit, which increases the reliability of the entire system, 1 hp. f-ly, 2 ill.
Description
: Изобретение относитс к автомати- iecKOMy управлению и может быть использовано в электроприводах промыш- jjieHHbix манипул торов.: The invention relates to an automated, iecKOMy control and can be used in electric drives of industrial jjieHHbix manipulators.
i Целью изобретени вл етс упро- фение устройства.i The aim of the invention is to improve the device.
На фиг. 1 представлена функдио- 1|{альна схема предлагаемого устрой-, ства дл управлени приводов робота; на фиг. 2 - кинематическа схема исполнительного органа робота, управл емого с помощью этого устройства.FIG. 1 shows the function 1 | {the schematic diagram of the proposed device for controlling the drives of the robot; in fig. 2 is a kinematic diagram of a robot actuator controlled by this device.
Устройство дл управлени приводом робота содержит первый сумматор The device for controlling the drive of the robot contains the first adder
, дифферендиатор 2, первый блок 3 ножени , второй сумматор 4, аперио дическое звено 5, второй блок 6 умножени , усилитель 7, электродвигатель 8 с редуктором, датчик 9 положени , датчик 10 скорости, датчик 11 тока, датчик 12 ускорени , объект 13 управлени , первый блок 14 делени и вы- числительньй блок 15., differentiator 2, first block 3 knives, second adder 4, aperiodic link 5, second multiplication unit 6, amplifier 7, electric motor 8 with gearbox, position sensor 9, speed sensor 10, current sensor 11, acceleration sensor 12, control object 13 the first division unit 14 and the computational unit 15.
Вычислительный блок 15 содержит третий сумматор 16, интегратор 17, :)торой блок 18 делени , релейный эле- иент 19, источник 20 опорного напр жени , третий блок 2 умножени , чет- иертый сумматор 22, второй усилитель 3, п тый сумматор 24, третий блок 15 делени , усилители 26 и 27.Computing unit 15 contains a third adder 16, an integrator 17,:) the second division block 18, the relay element 19, the reference voltage source 20, the third multiplication unit 2, the fourth adder 22, the second amplifier 3, the fifth adder 24, the third block 15 division, amplifiers 26 and 27.
Кроме того, на фиг. 1 введены следующие обозначени oL сигнал вход- ;югр.воздействи ; 8 - ошибка привода; «i-, 5 , (Si - соответственно угловое положение , скорость и ускорение выходно о вала привода; U, i - соответствен- 1О напр жение и ток корной обмотки электродвигател ; U, - усиливаемое aпp жeниe.In addition, in FIG. 1 introduced the following notation oL signal input-; yugrstviyi; 8 - drive error; “I-, 5, (Si is the angular position, speed and acceleration of the output shaft of the drive shaft, respectively; U, i is the corresponding voltage and current of the electric motor crust; U, is the amplified arrester.
Устройство работает следующим обра |зом. The device works as follows.
Сигнал ошибки 8 после коррекции в Яблоках 2-6, усилива сь, поступает на электродвигатель 8, привод его ;вал, а следовательно, и вал редуктора во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), завис щими от величины сигнала S и мо- :ментного воздействи на этот вал со стороны объекта управлени . Электропривод при работе с различными грузами , а также за счет взаимовли ни Степеней подвижности исполнительного органа обладает переменными момент- ными характеристиками, которые могутThe error signal 8 after correction in Apple 2-6, amplifying, goes to the electric motor 8, drives it, the shaft, and consequently, the gearbox shaft into rotational motion with direction and speed (acceleration), depending on the signal size S and : mentally influencing this shaft from the side of the control object. The electric drive, when working with various loads, as well as due to the mutual degree of mobility of the executive body, has variable moment characteristics that can
мен тьс в широких пределах. Это снижает качественные показатели электропривода и даже приводит к потере устойчивости его работы.vary widely. This reduces the quality indicators of the electric drive and even leads to a loss of stability of its work.
Моментные характеристики привода, управл ющего координатой g, соответственно завис т от изменени координат g и §3. В св зи с этим дл качественного управлени координатой g, необходимо точно компенсировать отридательное вли ние изменени координат g и g, на динамические свойства привода поворота.The moment characteristics of the drive controlling the coordinate g, respectively, depend on the change in the coordinates g and §3. In this connection, for the quality control of the coordinate g, it is necessary to precisely compensate for the negative effect of the change in the coordinates g and g on the dynamic properties of the turn actuator.
Дл разработки/устройства управлени приводом поворота, обеспечивающего инвариантность этого привода к измен ющимс параметрам нагрузки, вначале определ ют характеристки мо- ментного воздействи на этот привод со стороны перемещающихс масс исполнительного органа, схематически изображенного на фиг. 2. Ввод т следующие обозначени :For the development / control device of the rotational drive, which ensures the invariance of this drive to varying load parameters, first determine the characteristics of the momentary effect on this drive from the moving mass of the actuator shown schematically in FIG. 2. Enter the following notation:
I - момент инерции вертикального звена исполнительного органа массой т относительно продольной оси; 1 - момент инерции горизонталь- ного звена исполнительного органа массой т, относительно поперечной, оси, проход щей через центр масс; 1 - исходное рассто ние от осиI - the moment of inertia of the vertical link of the executive body of mass t relative to the longitudinal axis; 1 is the moment of inertia of the horizontal link of the executive body of mass t, relative to the transverse axis, passing through the center of mass; 1 - initial distance from axis
вращени горизонтального звена до его центра масс (приrotation of the horizontal link to its center of mass (at
););
1 - рассто ние от центра масс горизонтального звена до средней точки схвата;1 is the distance from the center of mass of the horizontal link to the midpoint of the gripper;
га,- - масса захваченного груза.ha, - is the mass of the captured cargo.
Дл определени моментных воздействий на поворотный привод (обобщенных моментов неконсервативных сил) пользуютс уравнением Лангранжа 2-го рода. Кинетическа энерги Т всех движущихс масс исполнительного органа (фиг. 2) может быть представлена в видеTo determine the torque effects on the rotary actuator (generalized moments of nonconservative forces), use the Langrange equation of the 2nd kind. The kinetic energy T of all moving masses of the executive organ (Fig. 2) can be represented as
Т bSi + + I }j il lSill.Si 4. 22 2T bSi + + I} j il lSill.Si 4. 22 2
+ .ij. + ()S2 + .ij. + () S2
где g const. Учитыва , чтоwhere g const. Considering that
314050234314050234
||; Igg,-H,g,+m(,)g,m,(ir+g,+l,f g,,||; Igg, -H, g, + m (,) g, m, (ir + g, + l, f g ,,
rl ОТ .-It 7 i 4 rl FROM.-It 7 i 4
3t э|; ()8,з() g,-H2m,(l,+g,) g, g,+ ,-H3) g,,+l,)g,g,, | 0.3t u | () 8, s () g, -H2m, (l, + g,) g, g, +, -H3) g ,, + l,) g, g ,, | 0
можно здписать, что моментное воз- роны движущихс масс исполнительного действие на привод поворота со сто- органа робота и груза имеет видIt can be noted that the momentary motions of the moving masses of the executive action on the actuator of the turn from the side of the robot and the load have the form
(g,)g,+h(g,,,g,)g,, (О . где H(gj)m,(,),+1з ) +1ы- 1м5 h(g,,gj)2(m,(lt+g3)- -mrat -gi+4)g5;(g,) g, + h (g ,,, g,) g ,, (O. where H (gj) m, (,), + 1h) + 1y-1m5 h (g, gj) 2 (m , (lt + g3) - -mrat -gi + 4) g5;
, M, +f + , M, + f +
где Мдд - полный момент, развиваемыйние корной обмотки двигател ), выэлектродвигателем , К - моментныйражение (4) может быть представленоwhere MDD is the total moment developed by the engine core winding), by an electric motor, K is the moment-to-momentfraction (4) can be represented
коэффициент, 6in joig , ui а - соответ-в видеcoefficient, 6in joig, ui а - correspondingly
ственно угол, скорость и ускорение25 иг .Actually, the angle, speed and acceleration25.
вращени вала двигател , I - момент м )oig engine shaft rotation, I - moment m) oig
инерции ротора двигател и вращаю- . the inertia of the rotor of the engine and rotate-.
щихс частей механической передачи,xh( gj} . /w / /t-iparts of mechanical transmission, xh (gj}. / w / / t-i
ip --передаточное отношение редук- ip - gear ratio reduk-
тора. Kg - коэффициент в зкого тре-зоTorah. Kg - coefficient of viscous triple
НИН, Метр момент сухого трени С учетом только линейных состав (Кц и Метр приведены к валу двигате-л ющих выражени (6) имеемNIN, Meter moment of dry friction Taking into account only the linear composition (Cc and Meter are given to the shaft of the motor expressions (6) we have
л ), „ g,. ip. l), „g ,. ip.
С учетом выражений (1) и (2) соот-К, /-т.„ чЧ гь +v + iLwWith regard to expressions (1) and (2), respectively-K, / -t. „Hhfr + v + iLw
ношение (3) принимает вид. 1; З ь {Цwearing (3) takes the form. one; Hm {n
M,,K... S|S.);i. ,, Н 2iS|i; h .M ,, K ... S | S.); I. ,, H 2iS | i; h.
KoV/ cTp/sig q-( P.KoV / cTp / sig q- (P.
« г 0"G 0
Учитьша , что U ,, (где К - 40 ggg учета вводимой коррекции (бло- коэффициент усилени .первого усилите- ки 2-6) U,. 8ц из выражени (7) мож- ч . y Kcpjiij , V .но получить передаточную функцию злакЛЯ/ fl 1 J JConsider that U ,, (where K is 40 ggg taking into account the introduced correction (block gain coefficient of the first amplifier 2-6) U, 8ts from the expression (7) can y y Kcpjiij, V. it is possible to obtain the transmission the function of the grain / fl 1 JJ
Кдтропривода поворота на базе электро (где .коэффициент против э.д.с. -двигател посто нного тока с независи- - двигател , Кд - активное сопро ивле-. 45 щ возбуждениемKdtroprovod turn on the basis of electric (where is the coefficient vs emf. - dc motor with independent motor, cd - active resistance 45 u excitation
W,(p) -.5l5..W, (p) -.5l5 ..
° (Кд(1+н )р+К/ь +Кз)° (Cd (1 + n) p + K / i + Kz)
иand
КтКлл )+KijKa,KtKll) + KijKa,
-ЫЦН:)-Wry :)
R«(h +K,)R "(h + k,)
где р - символ дифференцировани , и без учета взаимовли ни и в зкогоwhere p is a symbol of differentiation, and without taking into account the mutual and viscous
Поскольку электропривод с посто м- трени описьшаетс передаточной функ- ными нагрузочными характеристиками цией вида Since the electric drive is constantly described by the transfer functional load characteristics of the type
flfl
5five
(9)(9)
Kjj-/K оэKjj- / K oe
bii-p i bii-p i
нормальное значение момента то дл обеспечени инвариэлектропривода поворота к мс параметрам нагрузки не14050236the normal value of the moment is then to ensure the electric actuator's turn to ms load parameters is not 13050236
обходимо, чтобы он всегда описьшал- с только выражением вида (9) независимо от значени М„. Дл этого вit is necessary that it always be described, with only an expression of the form (9), regardless of the value of Mn. For this in
оabout
пр мую цепь реальной системы, описываемой передаточной функцией (8), достаточно ввести последовательное корректирующее звено видаthe direct chain of the real system described by the transfer function (8), it is enough to introduce a sequential correction link of the form
Т - W гр)T - W g)
(bK.j:b-(h .iKeK. .Riihl+ii(bK.j: b- (h .iKeK. .iihl + ii
wiEl- Ьк - „КА;К«+Е ь; +Кв11 .wiEl-bk - „KA; K« + Eb; + Square 11.
К 1нK 1n
кГк kgk
p+lp + l
Из выражений (2) и (10) видно, что 15С учетом равенства (11) соотношепараметры корректирующего устройствание (4) может быть представлено вFrom expressions (2) and (10) it can be seen that, taking into account equality (11), the correlation parameters of the corrective device (4) can be represented in
видеthe form
П (Р) (h Н ) необходимо непрерывно подстраивать под их текущие значени , так как , m,), а (g, gj m).P (P) (hH) must be continuously adjusted to their current values, since, m,), and (g, gj m).
ix : . d(I-fH ) ix:. d (i-fH)
dt dt
Oi +Kf,a +Oi + Kf, a +
° ,,p/sign;. liliHli ii к,ы . ° ,, p / sign ;. liliHli ii k, s.
Из соотношени (2) очевидно равенство h . (11)From relation (2), the equality h is obvious. (eleven)
ip/McTp/,ip / McTp /,
вы..„ 1 -iP/%/ you .. „1 -iP /% /
ЧгChg
0.0
и на выходе сумматора 16 формируетс сигнал, равныйand at the output of the adder 16 a signal is generated equal to
1р(Млв-Кь 51о-/М /sign n) ,-„ (у+н:1ы) Р1p (Mlv-Kb 51- / M / sign n), - „(y + n: 1s) P
ipip
dtdt
а наand on
На выходе интегратора 17 имеем сигнал ip(I+H )ci (Ii +Н) , - выходе первого блока 18 делени - сигнал Up +Н, После перемножени этого сигнала (в блоке 21 умножени на сигнал oi имеем (Ii р +Н) о , а на выходе п того сумматора 22 согласноAt the output of the integrator 17, we have a signal ip (I + H) ci (Ii + H), - the output of the first dividing unit 18 is the signal Up + H. After multiplying this signal (in block 21 multiplying by the signal oi we have (Ii p + H) Oh, and at the output of the p of the adder 22 according to
ho6 . Поделивho6. Divided
в блоке 25in block 25
делени на его выходе получим сигнал, равный h. Сложив этот сигнал на п том сумматоре с коэффициентом, равным Rfl, с сигналом источника 20 опорного напр жени , равным- (,,+R,,К )ip dividing it, we get a signal equal to h. By adding this signal on the fifth adder with the coefficient equal to Rfl, with the signal of the source 20 of the reference voltage equal to- (,, + R ,, К) ip
выражению (4) iphu/Q последний сигнал на oiexpression (4) iphu / Q last signal on oi
на выходе п того сумматора 2 получим сигнал (Kgip+h) . Пропустив этот сигнал через четвертый усилитель 23 с коэффициентом усилени 1/(К K..jip), на его выходе получим сигнал, равный коэффициенту усилени последовательного корректирующего at the output of the fifth adder 2, we get a signal (Kgip + h). By passing this signal through the fourth amplifier 23 with a gain of 1 / (K K ... jip), at its output we get a signal equal to the gain of the successive corrective
„КА;К«+Е ь; +Кв11 "KA; K" + Eb; + Square 11
К 1нK 1n
кГк kgk
p+lp + l
ix : . d(I-fH ) ix:. d (i-fH)
dt dt
Oi +Kf,a +Oi + Kf, a +
° ,,p/sign;. liliHli ii к,ы . ° ,, p / sign ;. liliHli ii k, s.
+ /M,,p/signuZ.(12)+ /M,p / psignuZ.(12)
Выходной сигнал релейного элемен- 25.та 19 формируетс по законуThe output signal of the relay element is 25.t19 is formed according to the law
uio 0uio 0
при oio оwith oio o
6 О ( const;)6 O (const;)
звенаthe link
п(р) . ,ihl) etc) . ihl)
выyou
ражение (10),razheniye (10),
5 Поделив сигнал с выхода блока 18 делени , равный Iiр +Н, на сигнал с выхода сумматора 24, равный + +R(Kgi|+h), на выходе первого блока 14 делени будем иметь сигнал (1+Н )5 Dividing the signal from the output of dividing unit 18, equal to Iir + H, to the signal from the output of adder 24, equal to + + R (Kgi | + h), at the output of the first dividing unit 14 we will have a signal (1 + H)
0 (K Kjj+Rj,(Kg+h )). Учитыва , что передаточна функци апериодического0 (K Kjj + Rj, (Kg + h)). Considering that the transfer function of an aperiodic
звена 5 имеет вид W(p) l/(р+1 ), аlink 5 has the form W (p) l / (p + 1), and
Км хзKm xs
передаточна функци дифференциатора 2 - W2.(p)R,,p/(), нетрудноthe transfer function of the differentiator 2 is W2. (p) R ,, p / () is not difficult
видеть, что на выходе первого блока 3see that at the output of the first block 3
умножени будем иметь сигналmultiply we will have a signal
tg 6vb ti;- tg 6vb ti; -
а на выходе первого сумматора 4 - сигналand the output of the first adder 4 - signal
55 ((„.RilHliiL-p i)/ (5 Ьр+,) )§. XvR,(Vh )P ЧС55 ((„.RilHliiL-p i) / (5 lp +,)) §. XvR, (Vh) P Emergency
4545
00
Перемножив с помощью второго блока 6 умножени этот сигнал и сигнал с вы71 .405Q238Multiply with the help of the second block 6 multiplying this signal and the signal from you71 .405Q238
хода второго усилител 23, на выходе сигнал второго блока 6 умножени будем иметьthe progress of the second amplifier 23, the output signal of the second block 6 multiplication will have
(КаКи1Я 1Ы+к в1 (.Rf UiHllр,)(KAKIYYA 1Y + to v1 (.Rf UiHllр,)
и (t) JSal ipKjjKj iBjibliK and (t) JSal ipKjjKj iBjibliK
p+1p + 1
Из выражени (13) видно, что параметры последовательно корректирующего устройства непрерывно подстраиваютс в процессе изменени нагрузочны параметров системы.From expression (13), it can be seen that the parameters of the successive correction device are continuously adjusted during the process of changing the load parameters of the system.
Использование предлагаемого вычислительного блока позвол ет уменьшить число блоков, вход щих в его состав, а также число источников опорного напр жени , что приводит к упрощению вычислительного блока и всего устройства в целом, а, следовательно , повышает надежность работы всей системыThe use of the proposed computing unit allows to reduce the number of units included in its composition, as well as the number of sources of reference voltage, which leads to a simplification of the computing unit and the device as a whole, and, consequently, increases the reliability of the entire system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853882323A SU1405023A1 (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Robot drive control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853882323A SU1405023A1 (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Robot drive control apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1405023A1 true SU1405023A1 (en) | 1988-06-23 |
Family
ID=21172432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853882323A SU1405023A1 (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Robot drive control apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1405023A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5081593A (en) * | 1989-08-16 | 1992-01-14 | Megamation Incorporated | Method and apparatus for monitoring and controlling linear motor robot apparatus and the like |
-
1985
- 1985-04-08 SU SU853882323A patent/SU1405023A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1142810, кл. G 05 В 11/01, 1983. Авторское свидетельство СССР 1352450, кл. G 05 В 11/01, 1983. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5081593A (en) * | 1989-08-16 | 1992-01-14 | Megamation Incorporated | Method and apparatus for monitoring and controlling linear motor robot apparatus and the like |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394674C2 (en) | Self-adaptive electric drive of robot | |
SU1405023A1 (en) | Robot drive control apparatus | |
RU2181660C2 (en) | Apparatus for controlling drive mechanism of robot | |
RU2028931C1 (en) | Device for controlling the robot drive | |
RU2054350C1 (en) | Device for controlling robot drive | |
RU2079867C1 (en) | Device for control of robot drive | |
RU2063867C1 (en) | Self-tuning electric motor drive of robot | |
RU2608005C1 (en) | Self-adjusting electric drive of manipulator | |
RU2325268C1 (en) | Control of robotic machine drive | |
RU2066626C1 (en) | Robot drive control device | |
RU2359306C2 (en) | Self-adapting electric drive of robot | |
RU2163190C1 (en) | Device for control of robot drive | |
SU1579770A1 (en) | Apparatus for controlling robot drive | |
RU2037173C1 (en) | Self-tuning drive system of robot | |
RU2164859C2 (en) | Apparatus for controlling robot drive mechanism | |
RU2041054C1 (en) | Robot drive control device | |
RU2606372C1 (en) | Self-adjusting electric drive of manipulator | |
RU2363972C2 (en) | Robot self-adaptive electric drive | |
RU2115539C1 (en) | Robot drive control device | |
RU2214327C1 (en) | Apparatus for controlling drive system of robot | |
RU2162792C1 (en) | Gear controlling drive of robot | |
RU2443543C1 (en) | Manipulator electric drive | |
RU2189306C2 (en) | Apparatus for controlling drive mechanism of robot | |
RU2063866C1 (en) | Device to control drive of robot | |
RU1798179C (en) | Self-tuning electric drive of robot |