Синтез самонастраивающего корректирующего устройства, стабилизирующего параметры двигателя электропривода манипуляторной системы. Обеспечение заданной точности работы методом аналитического конструирования регулятора по квадратичному критерию качества.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный федеральный университет Синтез корректирующих устройств для двигателя в заданной степени подвижности манипулятораСУ - система управления, РТК - робототехнический комплекс, МС - манипуляторная система, СНС - самонастраивающаяся система, СКУ - самонастраивающееся корректирующее устройство, АКОР - аналитическое конструирование регулятора, ПЗК - прямая задача кинематики, ДПТ - двигатель постоянного тока, ОР - оптимальный регулятор.Однако в указанных режимах работы манипулятора возникают взаимовлияния между его степенями подвижности, приводящие к резкому изменению параметров нагрузки используемых приводов. Значительные вариации параметров нагрузки приводов могут происходить и при малых скоростях движения МС за счет изменения их конфигурации, а также массы (габаритов) захваченного груза или рабочего органа. Во всех перечисленных случаях качественные показатели работы МС могут существенно ухудшатся при использовании только традиционных средств коррекции.На рисунке 2.1 представлена схема манипулятора. В таблице 1 представлены параметры электропривода. Далее перечислены необходимые параметры звеньев манипулятора: , , , , , , , , , , q4=0. Выражения под номером 1 описывают потенциальную энергию манипулятора. Кинетическая энергия манипулятора описывается выражением под номером 4 и является суммой кинетической энергии поступательного движения центра масс и вращательной относительно центра масс.Прямая задача кинематики решается путем применения представления Денавита-Хартенберга для описания поступательных и вращательных связей между звеньями. На рисунке 3.1 представлена схема манипулятора, на которой изображены системы координат звеньев, сформированные исходя из определенных правил.Выражением 6 описано дифференциальное уравнение электропривода постоянного тока, значение момента развиваемого электроприводом находится из выражения 7.На Рисунке 5.1 представлена схема электропривода постоянного тока после введения СКУ. В качестве Фазовых координат для метода АКОР выбраны положение вала электропривода его скорость вращения и ток обмотки якоря. Используя схему на рисунке 5.1 выразим фазовые координаты в систему уравнений в форме Коши(11), где: Рисунок 5.1 схема электропривода после введения СКУ Запишем систему 11 в форме пространства состояния матрицы А и В под номером 12. В основе метода лежит предположение о том, что максимально допустимые отклонения всех фазовых координат в каждый момент времени вносят в функционал (17) одинаковый вклад, а их полный вклад равен суммарному вкладу управляющих сигналов, каждый из которых также вносит одинаковый вклад в указанный функционал.На рисунке 6.1 представлена схема оптимального самонастраивающегося привода, собранная в приложении Simulink пакета MATLAB. На рисунках 6.2 и 6.3 представлены графики реакции ДПТ, замкнутого единичной обратной связью, на первом графике реакция на единичное ступенчатое изменение входного сигнала, на втором графике представлена установившаяся ошибка системы при единичном гармоническом входном сигнале. Рисунки 6.4, 6.5 и 6.6, 6.7 представляют графики реакции на ступенчатый входной сигнал и установившейся ошибки системы при введении СКУ и ОР.В ходе выполнения данного курсового проекта была успешно решена ПЗК, результатом ее решения стали уравнения кинематики, описывающие положение и ориентацию схвата манипулятора в абсолютной системе координат. Используя уравнение Лагранжа второго рода (5) были успешно получены обобщенные моменты заданной степени подвижности манипулятора, они были успешно использованы при синтезе СКУ.