Устройство для управления приводом робота

СООЭ СОЩТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ 6 ЛИН 09) И А 1 5 . 3/00 ЕНИЯ 9 27 олитехнич Куйбышева ернов и М.Д. Ч .8)етельство СССРВ 1/00, .985, ельство СССРВ 11/О, 1983.УПРАПЕНИ 5 ЦРИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭО 6 РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4347918/31-08 (22) 21.12.87 (46) 23.07.90. Бюл. (71) Дальневосточны кий институт им, В, (72) В,Ф, Филаретов (53) 621-229.72(088 (56) Авторское свид )ф 1142810, кл. С 05Авторское свидет Р 1352450, кл. С 05 (54) УСТРОЙСТВО ДЧЧ ВОДОИ РОБОТА Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано присоздании электроприводов промышленны роботов,Целью изобретения является повышение точности работы устройстваза счет компенсации влияния реальнойэлектрической постоянной времениэлектродвигателяНа Лиг. 1 представлена Аункциональная схема устройства; на Ьиг, 2 - кинематическая схема исполнительногооргана,Устройство содержит первый сумматор 1, первое инерционное диф 4 еренцируищее звено 2, апериодическое звено 3, первый блок 4 умножения, второй сумматор 5, второй блок 6 умножения, первый усилитель 7, электродви. - .гатель 8, объект 9 управлениятретий сумматор 1 О, апериодическое звено 11 второго чорядка, второе инерционное диФФеренцирующее звено 12,третий блок 13 умножения, первый блок(57) Изобретение относится .к робототехнике, Целью изобретения является повышение точности работы устройства за счет компенсации влияния реальной электрической постоянной временидвигателя, Для обеспечения укаэаннойинвариантности электропривода промышленного робота в устройство, содержащее блок коррекции, вычислительныйблок, блоки умножения, блок деленияи усилитель, дополнительно введеныдва сумматора, датчик положения, блокумножения и блок деления. 2 ил. 14 деления, четвертый сумматор 15, первый квадратор 6, четвертый блок 17 умножения, пятый сумматор 18, второй квадратор 19, шестой сумматор 20, седьмой сумматор 21, восьмой сум матор 22, пятый блок 23 умножения, шестой блок 24 умножения, второй усилитель 25, датчик 26 положения, второй блок 27 деления и блок 28 кор рекции.На чертежах приняты следующие обозначения: 88 ,д д - обобщенные коор динаты, 1 з - расстояние от центра масс горизонтального звена, 1 - исходное расстояние от оси вращения го риэонтального звена до его центра масс, н - масса захваченного груза, 8 - момент инерции ротора двигателя и редуктора, 8 э - момент инерции вертикального звена, Б- момент инерции горизонтального звена, б -сигнал ошибки,Устройство работает следующим образом.приводо апьной о обота, с 1 род йстви ранжа е воз вид и =Н(8,В,+(а й где Н=Н(Яэ)-ш э(1 э+К э)к,шг(1,"+1 э+На вход подается управляющее воздействие св, обеспечивающее требуемый закон управления объектом. На выходе сумматора 5 вырабатывается сигнал ошибки Ф, который после коррекциив блоках 2,3,46,11,12,13, усиливаясь,поступает на электродвигатель 8 с редуктором, приводя его вал во вращательное движение с нацравлением и.скоростью (ускорение , зависящий отвеличины поступающего сигнала .н внеш-.него моментного воздействия М 8 напривод,Электроцривод при работе с различными грузами, а также за счет взаимовлияния степеней подвижности исполнительного органа обладает переменными моментными характеристиками,которые могут меняться в широких пре, делах. Это снижает качественные показатели электропривода и даже приводитк потере устойчивости его работы; Брезультате возникает задача, связанная с обеспечением инвариантности динамических свойств электропривода кизменениям его моментных нагрузочныххарактеркстик, что позволяет обеспечить стабильность заданного качествасист емы,30Б изобретении рассматривается устройство для управления м робота относительно вертик си исполнительного органа р хема,которого представлена на фиг.2, Этотпривод управляет, обобщенной координатой р , Данная конструкция исполнительного органа позволяет осуществ.лять вертикальное прямолинейное перемещение груза (обобщенная координатаг) и его горизонтальное прямолинейное перемещение (обобщенная координата Р ) .Для разработки устройства управления приводом поворота, обеспечивающего инвариантность этого. привода кизменяющимся параметрам нагрузки,определяют характеристики моментноговоздействия на этот привод со стороны перемещающихся масс исполнительно 50го органа.Из уравнений 11 аг1 а определяются моменФны де яна поворотный привод, которые имеют5(3) эффициен риведеннь моментныи кдвигателя,к валу нагркоэффициентприведенный отивоЭ валу нгрузки;момент инерции ротордвигателя и редукторприведенный к валу.грузки;передаточные отноше1редуктора;К, - коэффициент усиленияпервого усилителя;Р. - символ дифференцировния;,К - активное=11 г. а.а,ния сагротивле ниеепи;ость якорной. индуктивнцепи. Для обеспечения инвариантности электропривода поворота к изменяющимся параметрам нагрузки необходимо, чтобы он всегда описывался передаточной функцией с постоянными параметрами. Для этого в прямую цепь электро- привода достаточно включить корректирующее устройство, параметры которого допускали бы требуемую непрерывную подстройку при изменении параметров нагрузки Н и Ь.На первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы вычислительного блока соответственно поступает информация о величинах5 -ф "э Г 83 ф "мфКМф аф 8 э (Т +Т +ТОчевидно, что на выходе блока 24 умножения формируется сигнал 1/2 Ь(Яэ,Я э) (соотношение 2), Этот сигнал получается при помощи блоков 5, 20,21,23 и 24, причем суммирование по первому входу четвертого сумматора 20производится с коэффициентом усиления, равным шэ,1 т ИВэаэ)=21 ш,(1"+В )++шг(1 э+1 з+8 э) Й эС учетом соотношений (1) и (2) электропривод поворота на базе электродвигателя 8 постоянного тока независимого возбуждения или с постоянными магнитами достаточно точно (в отличие от прототипа) можно описать передаточной функцией вида Я (Р)= 8"):(Н+1 ) К+В К+ЬКР/(Т,Р+1)(Т,Р+1)М апера 11 передаточная функ звена второго пор скольческовна: Д едаточная ф олагая, первого о го дийфеое рцион а 2 равна 1,( н вь цирующег Т Р+о инерсиг я второ(Т Р+1) располож имеет в енного меж передаточная фу ающегося последовлоками 5 и Таки ия сам ельног з астраи коррек(Р) с Т, Р+ ии (3) ии (4) С учето постояннь50 кения па теристик ависяРи нагрузо от измех харакпередаточнои фун передаточной фун ьно корректирующ даточная функция нутого привода при двигателя ипоследователройства перцепи разомкЯ(Р 1-:цР о я ни яиводоьновый ет в(5 втотель исли Просуммировав с коэффицинтом усиле-.1ния, равным 21 , сигнал, 2 Ь(8 ,К )1 з в сумматоре 22 с входным сигналомсК К и усилив полученную сумму в усилителе 25 1 имеющем коэффициент усиления 1/КК, на первом выходе вычислительного блока (на выходе усилителя 25), получают сигнал, равный (Ы+КК)/К К. Очевидно также, что на выходе сумматора 18 формирует ся сигнал (Н+1) (соотношение 2), который получается с помощью блоков 5-21, причем суммирование по третье му входу сумматора 18 производится с коэффициентом усиления, равным ш Поделив в блоке 14 деления сигнал Н+1 с выхода сумматора на сигнал КМК+ЬК с выхода сумматора 22, на выходе блока 4 деления, имеют сигнал, равный (Н+1)/(КК +ЬК,). а передаточная функциционного дифференцирующего12 -Р 1. яИ Т,Р+ножения имеют сигналПросуммиропения К сиги Из выражения (5) видно,. что парметры передаточной функции являютс тора и с коэффициентом усиления 21.1 сигнал - Ь(8 1 р ) с выхода блока 24 умножения, на выходе сумматора 26 имеют (Н+1)К+Ы с. Поделив этот сигнал в блоке 27 деления на сигнал К К +Ы с выхода сумматора 22, на выходе блока 27 деления имеют сигнал, равный(Н+1 с)Р, +Я,Учитывая, что передаточная функцериодического звена 3 равна Ч (Р1на выходе блока 3 умнож1(Т Р+1)(Т Р+1)ходе первого сумматора имею Перемножив этот сигнал с помощьюблока 6 умножения с сигналом с выхода усилителя 25, на выходе блока 6умножения имеют сигнал Т Р+1) тМИ 1 НЕ З мираметров чнь Формула изобрете Устройство для управления п робота, содержащее последователсоединенные блок коррекции, пе блок умножения, первый суммато рой блок умножения, первый усил и электродвигатель, а также выч(орректор М,Пожо едакто каз 1983 Тираж 689 ПодписноеИИПИ Государственн ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР1130 а, .Ж, Раушская наб д, 4/5 ого комит 35, Москв енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 Произ тельный блок, семь входов которого подключены к семи входам устройства, первый выход - к второму входу второго блока умножения а второй и треФ5 тий выходы - соответственно к первому и второму входам первого блока деления, соединенного выходом с вторым входомпервого блока умножения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, оно содержит последовательно соединенные датчик положения и второй сумматор,а также лдсждовательно подключенные третий сумматорвторой блок деленияМи третий блок мнвжения, второй входЪ которого соединен с вторым выходом бллока коррекции, а выход - с вторым входом первого сумматора, подключенного третьим входом к третьему выходу лока коррекции, вход которого соебдинен с выходом второго сумматора, подключенного вторым входом к восьмому входу устройства, датчик положения кинематически связан с валом электродвигателя, второй вход второго блока деления содеинен с четвертым выходом вычислительного блока, пятый и шестой выходы которого подключены к первому и второму входам третьего сумматора соответственно.