3.4.Робот как оу системой управления пр

ПР как ОУ представляет собой многозвенный механизм с большим количеством степеней свободы. Движение по каждой координате осуществляется электроприводом, в который, как правило, входят: исполнительный элемент (вращательный или линейный ЭД); преобразователь; датчики ОС по току, скорости и углу; регуляторы тока, скорости и положения. Исполнительный элемент и связанные с ним датчики скорости, момента и положения конструктивно встраиваются непосредственно в ПР. Остальные элементы электропривода входят в стойку управления роботом. Механизм захвата робота может оснащаться датчиками усилий.

Динамика ПР описывается в общем случае нелинейными дифференциальными уравнениями высокого порядка и характеризуются переменной нагрузкой и наличием деформаций. Управление таким объектом сводится к синтезу алгоритмов разделения движения по степеням подвижности манипуляционной системы, уравнения, описывающие поведение системы линеаризуются. Полученные линейные уравнения, связывающие приращение координат звеньев, их скорости и силы, приложенные к подвижным звеньям сложного механизма, представляют собой линеаризованную модель (динамическую) ОУ.

3.5.Обобщенная функциональная схема локальной су пр

АСУ ПР любой сложности можно представить обобщенной функциональной схемой.

Задающий элемент 1 формирует задание, поступающее в СУ и одновременно может служить преобразователем одного типа энергии в другой. Он может также реализован в виде программы или на элементах памяти ЭВМ. Элементы сравнения 2 и 5 служат для алгебраического сложения двух и более сигналов непрерывного или цифрового вида. В функциональной схеме представлены две обратные связи: местная (внутренняя) и главная (внешняя). Внутренний контур является более быстродействующим и с помощью параллельного корректирующего звена 12 формирует качественные показатели системы управления. Последовательный корректирующий элемент 4 включен в прямую цепь СУ.

Усилители 3 и 8 кроме функции усиления сигнала если необходимо, осуществляют его преобразование. Усилитель 3 осуществляет, как правило, усиление по напряжению сигнала, поступающего с измерительного элемента, а усилитель 8, управляющим элементом 9 – усиление сигнала по мощности.

Исполнительный элемент 9 перемещает рабочие органы робота 10, т.е. преобразовывает электрический сигнал, поступающий с усилителя 8 в механическую энергию поворота вала двигателя, или поступательное движение.

Элементы 11 и 13 – измерительные; один из них может быть датчиком скорости, второй датчиком угла поворота манипуляционного механизма.

Вспомогательные элементы 6, 7, 12, 14 отсутствуют в СУ непрерывного действия. В импульсных системах они включают импульсный элемент 7 для преобразования непрерывного сигнала в последовательность импульсов, смодулированных по амплитуде, частоте и длительности этим сигналом. В цифровых системах управления роль задающего элемента (хранение программы), элемента сравнения (вычитание требуемых кодов требуемого и истинного значений управляемой координаты), корректирующего элемента (формирование оптимального закона управления), усилительного элемента (умножения на постоянный коэффициент) или некоторые из этих функций выполняет ЭВМ. Кроме того ЭВМ может выполнить ряд других арифметических и логических операций (косвенное определение параметров, не подвергающихся косвенному измерению, осреднение результатов измерений). В такой системе элемент 6 – цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), а элементы 12, 14 – аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), предназначенные для преобразования непрерывных величин в цифровой код, необходимый для использования его в цифровой ЭВМ.

В следящих системах непрерывного типа элементы 1 и 2 образуют так называемый датчик рассогласования. Например, в системе слежения за углом поворота задающей оси (система дистанционного вала) задающий элемент 1 осуществляет изменение и преобразование в электрическую величину угла поворота задающего вала, датчик угла 13 измеряет угол поворота исполнительной оси, а также преобразует его в электрическую величину. Элемент сравнения 2 выделяет электрический сигнал в виде разности входных сигналов, являясь управляющим.

Приведенная на рис. обобщенная функциональная схема СУ является достаточно универсальной и позволяет построить СУ любой сложности. При составлении структуры АСУ и выборе элементов необходимо оценить те их характерные особенности и свойства, которые позволяют достичь общую цель управления.