1.10.3. Расчеты оценки времени

Произведем расчеты для оценки времени, необходимого для ввода данных с датчиков 6 обобщенных координат робота-манипулятора с 6-ю степенями свободы.

Время передачи одного байта по внешнему коммуникационному линку транспьютера можно оценить следующим образом: для передачи одного байта требуется 13 двоичных разрядов (битов). пусть разрядность АЦП составляет 16 бит. Следовательно, необходимо передать 2 байта информации с каждого датчика.

2 * 6 * 13 = 156 (бит) – всего требуется передать.

Время передачи этих данных составит (время передачи данных с АЦП)

С каждого АЦП принимается 2 данных: номер канала и значение самого данного.

Оценим время, необходимое для формирования данных и их записи в регистр линков.

Для формирования каждого данного с разрядностью 32 бита максимально может потребоваться 8 команд. Это будут команда Pfix и команда загрузки данных в регистры. Таких групп команд будет 12.

12 групп команд * 8 команд = 96 команд

Эти данные будут формироваться в регистра операнда.

Учитывая, что производительность транспьютера типа Т8 составляет 10 MIPS,таким образом, 12*100 мкс=1200 мкс (100мкс – время преобразование в АЦП).

15600 мкс – время передачи через линки

+ 10 мкс – время формирования данных в регистре операнда

1200 мкс – время преобразования на АЦП аналогового сигнала в цифровой код

16810 мкс

Предположим, что скорость перемещения захвата робота составляет 1 м/с, тогда расстояние, на которое переместиться захват за время ввода 6 обобщенных координат с датчиков составит:

1м/с *0,01681с = 0,01681м = 1,681см

В связи с тем, что данные вводятся с датчиков не строго в один момент времени, а с некоторым запаздыванием, захват робота-манипулятора будет позиционироваться неточно в той точке, в которой он должен находиться.

1.10.4. Выводы по оценки точности

Современные роботы-манипуляторы имеют точность позиционирования, составляющую 0,01мм, поэтому требуется добиться ввода данных со всех датчиков практически в один и тот же момент времени. С тем чтобы точность позиционирования захвата робота при его программно-управляемом режиме работы была близка к его техническим характеристикам в 0,01мм.

Возможная ошибка позиционирования захвата робота не связана с механической точностью позиционирования захвата, а зависит от организации вычислительного процесса и скорости его выполнения. Программные модули, отвечающие за ввод и вывод сигналов с датчиков робота и на моторы, состоят, в общем, из небольшого количества команд. Время их выполнения, в общем, незначительное. Однако задержки в вычислениях будут приводить к ошибкам в позиционировании.

1.11. Структурное улучшение подсистемы вывода

Робот имеет 6 датчиков положения и 6 приводов с электромоторами, поэтому целесообразно провести структурное преобразование не только с подсистемой ввода, но и с подсистемой вывода.

Система управления реализована на ПК. Часть информационной системы, отвечающая за вывод управляющих сигналов на моторы робота, реализована на транспьютере Т₂. Нулевой линк транспьютера соединен с ПК, а 1-й, 2-й и 3-й линки используются для подключения ЦАП₁, ЦАП₂, ЦАП₃. Каждый ЦАП имеет два канала преобразования для вывода аналогового сигнала на 2 мотора.

Структурное улучшение в информационной системе по вводу и выводу позволяет алгоритмически повысить точность позиционирования захвата робота за счет более быстрой работы информационной системы.