СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Синтез системы управления роботом

Понятие воспроизводства роботов объяснить можно довольно просто. Идея заключается в том, что роботы воспроизводят себе подобных и создают завод, который автоматически выпускает продукцию в виде роботов. Процесс воспроизводства роботов изображён на рис. 7.33. Чтобы создать быстродействующую и высокоточную систему управления робо­том, важно обеспечить жёсткость и в то же время малую массу руки робота.

Синтез системы управления роботом

Рис. 7.33

Процесс

воспроизводства

роботов

Система управления движением руки робота должна удовлетворять следующим тре­бованиям: (1) время установления (по критерию 2%) должно быть не более 2 с, (2) перере­гулирование при ступенчатом входном сигнале допускается не более 10%, и (3) устано­вившаяся ошибка должна быть равна нулю.

В структурной схеме системы управления рукой робота, изображенной на рис. 7.34, кроме регулятора Gc(s) предусмотрена также обратная связь по скорости. Если рука робо­та является очень лёгкой и тонкой, то её передаточная функция

С{=)- +4^+Ю004 )(s2 +12^+90036)

(5+10)(52 +25+2501Х. Г +65+22509)

Таким образом, комплексные нули находятся в точках

5 = -2 ± >100 и 5 = - 6 ± >300 , а комплексные полюсы в точках

5 = - 1 ± >50 и 5 = - 3 ± >150.

ад

Положение

руки

Синтез системы управления роботом

т +

Желаемое положение

Синтез системы управления роботом

Рис. 7.35. Корневой годограф системы на рис. 7.34 при Gc(s) = Кх, /<2 = 0 и изменении КХ от 0 ДО го

Рис. 7.36. Корневой годограф системы на рис. 7.34 при Gc (s) = Ку после введения нуля в точку s = -0,2

КХК2 s+

К

1

(s

(7.121)

52(5+10)(52 +2s + 2501)(52 +6у+22509)

где — коэффициент усиления регулятора Gc(s). Теперь мы можем варьировать два пара­метра, Кх и К2. Выберем 5 < К2 < 10, чтобы разместить нуль близко к началу координат.

При К2 = 5 и изменении параметра Кх корневой годограф имеет вид рис. 7.36. Если Кх = 0,8 иЛ:, = 5, то переходная характеристика системы имеет перерегулирование 12% и время установления 1,8 с. Это — наиболее оптимальный вариант. Если попытаться взять К2 = 1 или К2 = 4, то перерегулирование будет больше допустимого. Следовательно, в сис­теме данной конфигурации мы добились наилучшего качества. Если продолжить процесс синтеза, то можно попытаться, сохранив обратную связь по скорости с коэффициентом К2 = 5, применить регулятор, передаточная функция которого имеет полюс и нуль. Одним из возможных решений является

Kx(s+z)

При К2 = 0 и регуляторе, представленном коэффициентом усиления, Gc(s) = Кх, кор­невой годограф в зависимости от параметра К, изображён на рис. 7.35. Поскольку два корня характеристического уравнения при Кх > 0 всегда находятся в правой полуплоско­сти, то замкнутая система неустойчива.

Ясно, что в данном случае принципиально необходима обратная связь по скорости, К2 > 0. Тогда мы получим H(s) = 1 + K2s, и разомкнутая система будет иметь передаточ­ную функцию

(s + p)

Если теперь выбрать z = 1 и р = 5, то при Кх = 5 мы получим переходную характери­стику с перерегулированием 8% и временем установления 1,6 с.

Cr +4s+10004 )(s2 + 12s+ 90036)

Gc(s) =

s2 J

2 У

СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Требования к качеству системы в частотной области

Мы постоянно должны задавать себе вопрос: какая связь существует между частотными характеристиками системы и ожидаемым видом её переходной характеристики? Другими словами, если задан набор требований к поведению системы во временной …

Измерение частотных характеристик

Синусоидальный сигнал можно использовать для измерения частотных характеристик ра­зомкнутой системы управления. На практике это связано с получением графиков зависи­мости амплитуды и фазового сдвига выходного сигнала от частоты. Затем по этим …

Пример построения диаграммы Боде

Диаграмма Боде для передаточной функции G(s), содержащий несколько нулей и полюсов, строится путём суммирования частотных характеристик, соответствующих каждому отде­льно взятому полюсу и нулю. Простоту и удобство данного метода мы проиллюстрируем …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай