4.4 Алгоритм адаптивной податливости
Адаптивная податливость включает в себя коррекцию коэффициента податливости К из уравнения регулятора податливости, а также перенастройку коэффициентов системы управления положением манипулятора.
Рассмотрение данного алгоритма требует дополнительных экспериментальных данных об отработке системы при различных коэффициентах. Известно, что при малых значениях 1 – 3 пропорционального коэффициента Кр влияние системы управления незначительно, а при коэффициенте кр=16 система становится слишком жесткой. В дальнейшем требуется уточнение настроек регуляторов в связи с механизмом податливости.
Одним из вариантов реализации отклика на воздействие ниже момента сопротивления звеньев манипулятора является представленный на анимированной картине. В статическом режиме на обмотку якоря двигателей подаётся низкочастотное синусоидальное напряжение с периодом, намного меньшим, чем электромагнитная постоянная двигателя, для исключения влияния динамических режимов на работу алгоритма. Амплитуда подаваемого напряжения на заданную величину меньше, чем напряжение, которое позволит привести к страгиванию манипулятора. Как только к манипулятору прилагается внешнее усилие, оно складывается с синусоидальным сигналом и приводит к страгиванию манипулятора и получению с помощью датчика положения и датчика тока информации о направлении и характере воздействия.
При достижении конечного положения, происходит перерасчёт величины момента страгивания с учётом изменившегося положения масс.
Недостатком такого режима является постоянная работа приводов манипулятора, что недопустимо для мобильных роботов с питанием от батареи или мощных приводов с большой величиной момента страгивания. Поэтому даннный режим рекомендуется включать лишь временно для повышения чувствительности манипулятора на возмущающие воздействия, если это неоходимо.
Более частым решением является оборудование корпуса манипулятора дополнительными датчиками давления, которые позволяют непосредственно получать всю необходимую информацию о механических воздейсвтиях, которым подвергается манипулятор.
Рисунок
9 – Модификация алгоритма податливости
для воздействий ниже момента сопротивления
сочленений робота
(анимация: 12 кадров,
7 циклов повторения, 192 килобайта)
Выводы
В процессе работы была создана полностью программируемая система для управления роботом-манипулятором на основе контроллера EPOS. А так же был рассмотрен и изучен алгоритм адаптивной податливости для робота-манипулятора.
Наиболее существенные выводы и рекомендации заключаются в следующем:
При синтезе дискретной системы управления для робота-манипулятора с обеспечениемвысокой точности отработки требуется внимание к постоянным времени всех датчиков и регуляторов, включая время итерации программного кода.
Алгоритм податливости требует усовершенствования для манипуляторов с большими величинами статического трения.
Для обеспечения податливости требуются чувствительные датчики и быстродействующая система управления.
Примечание. При написании данного реферата дипломная работа находится на стадии выполнения, поэтому приведенный реферат содержит имеющиеся на момент сдачи экзамена по дисциплине «Интернет-технологии» информацию. Конечный срок выполнения магистерской работы и дата защиты диплома – январь 2015 года.
Список источников
I.Thorson, A Variable Stiffness Actuator for Use in Passive-Dynamic Robots [Электронный ресурс]– Режим доступа:http://www.roboloco.net/research/thorson-robomec-2007-poster.pdf
A. Pashkevich, Modeling and Parameter Identification of Harmonic Drive Systems [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/58/31/67/PDF/Enhanced_stiffness_modeling_of_manipulators_with_passive_joints_v57.pdf
H.D. Taghirad, Modeling and Parameter Identification of Harmonic Drive Systems [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://saba.kntu.ac.ir/eecd/aras/papers/J5-JDSMC98-model.pdf
T.A. Dwarakanath, In-Parallel Passive Compliant Coupler for Robot Force Control [Электронныйресурс]- Режим доступа:http://cimar.mae.ufl.edu/CIMAR/pages/pubs/pccfc.pdf
В.В. Рябченко, Программно-аппаратный комплекс управления роботами-манипуляторами фирмы NEURONICS AG [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2012/etf/snegina/library/article%2022.htm
Спецификация программного обеспечения для контролеров EPOS [Электронный ресурс]- Режим доступа:http://www.maxonmotor.com/medias/sys_master/8803613540382/EPOS-Firmware-Specification-En.pdf
E. Amrollah, P. Henaff, On the role of sensory feedbacks in Rowat–Selverston CPG to improve robot legged locomotion // Frontiers in Neurosciences. Neurorobotics 4, 113, 2010. – 9 p. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov...
A. A. Melnyk, P. Henaff, S. Razakarivony, V. Ph. Borisenko, P. Gaussier, Adaptive Behavior Of An Electromechanical Arm Robot In a Case Of Physical Interaction With a Human Being [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/...