Лабораторная работа 4 Моделирование интеллектуальной системы манипулятора 1 Цель работы
![]()
|
Лабораторная работа № 4 Моделирование интеллектуальной системы манипулятора 4.1 Цель работы Расчет параметров и моделирование интеллектуальной системы манипулятора. 4.2 Краткие сведения об объекте моделирования Функциональная схема системы управления движением звеньев манипулятора показана на рис. 4.1. ![]() Рис. 4.1. Функциональная схема управления манипулятором Математическая модель манипулятора учитывает кинематические связи, динамические взаимодействия инерционных, центробежных, кориолисовых и гравитационных моментов, внешние моменты исполнительных механизмов. В исполнительных устройствах используются двигатели постоянного и переменного токов. При построении математической модели приняты следующие допущения: отсутствуют люфты между валами двигателей и звеньями манипулятора; отсутствуют упругие деформации в приводах, передаточных механизмах и звеньях манипулятора; ошибки квантования на выходе цифровых систем управления электроприводами незначительны. Динамика механической части манипулятора описывается нелинейным векторно-матричным уравнением 2-го порядка:
где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() В развернутом виде система уравнений (4.1) приведена в [5] и в [6]. Подробный вывод уравнений дан в [6]. Динамические характеристики манипулятора зависят от его текущей пространственной конфигурации и изменяются в процессе манипулирования. Исходное расположение звеньев задается соответствующими начальными условиями для системы (4.1). При исследовании замкнутой системы управления манипулятором по координатам ![]() ![]() Расчет параметров звеньев выполняется в Mathcad по следующим формулам: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет параметров регуляторов выполняется в Mathcad по следующим формулам: 1. Регулятор тока: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рис. 4.2. Структурная схема системы управления трехзвенным манипулятором 2. Регулятор скорости: ![]() ![]() ![]() 3. Регулятор положения: ![]() ![]() 4.3 Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с техническим описанием интеллектуальной системы робота. 2. Составить математическую модель интеллектуальной системы робота. 3. Рассчитать систему управления в соответствии с вариантом задания (табл. 4.1, 4.2). Табл. 4.1. Параметры звеньев и передаточных механизмов манипулятора
Табл. 4.2. Параметры элементов систем управления движением звеньев манипулятора
4. Выполнить исследование динамических характеристик системы управления при заданных управляющих и возмущающих воздействиях, видах регуляторов, номерах звеньев манипулятора. 5. Выполнить исследования взаимодействия сепаратных систем управления звеньями манипулятора. |