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在瑣屑中樹立動(dòng)態(tài)參數(shù)、顛末AS的力矩跟蹤來界說動(dòng)態(tài)參數(shù)的辨認(rèn),并盤算出根基參數(shù)
貝加萊運(yùn)動(dòng)掌握技能中的慣量動(dòng)態(tài)前饋技能可以很好的處置處罰這一標(biāo)題,關(guān)于機(jī)器人瑣屑而言,其慣量的變革是一個(gè)動(dòng)態(tài)歷程,同時(shí)也是一個(gè)在數(shù)學(xué)上可建模的歷程,因而,可以顛末樹立動(dòng)態(tài)的慣量模子來為瑣屑的掌握提供前饋?zhàn)兞?,如下圖1所示。 圖1前饋模子
關(guān)于運(yùn)動(dòng)掌握而言,慣量婚配是一項(xiàng)非常重要的特性需求,而關(guān)于驅(qū)動(dòng)器,精良的慣量婚配本領(lǐng)發(fā)作更好的動(dòng)態(tài)服從,在理想的剛性銜接狀態(tài)下,僅需盤算出所需扭矩即可驅(qū)動(dòng)瑣屑,使其處于高動(dòng)態(tài)特性運(yùn)轉(zhuǎn),但是,由于機(jī)器瑣屑的銜接具有的彈性變形,比方加快機(jī)、皮帶、聯(lián)軸器等,使其無法完成真正意義上的高動(dòng)態(tài)掌握特性,這就帶來了慣量婚配的標(biāo)題。在驅(qū)動(dòng)器對負(fù)載的掌握歷程中,其電流環(huán)的盤算周期非常快,在慣量婚配值較大的狀態(tài)下,瑣屑需求給出一個(gè)非常大的方向本領(lǐng)在PID調(diào)治中完成輸出,但是,這一扭矩輸出會(huì)發(fā)作較大的振動(dòng)。
二、機(jī)器人機(jī)器振動(dòng)的標(biāo)題
將該附加力矩輸出給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器將在其電流環(huán)盤算中,過后給出電流值,即可完成前饋掌握,而這個(gè)附加值是顛末瑣屑時(shí)時(shí)的盤算,以微秒級的周期循環(huán)并提提供驅(qū)動(dòng)器的電流環(huán)盤算的?! D3AutomationStudio中的前饋掌握次序
當(dāng)樹立模子后,我們可以制止如下辦法:
該項(xiàng)技能代表了機(jī)器人掌握技能的zui高水平,所假想的機(jī)器人瑣屑其精度更高、運(yùn)轉(zhuǎn)歷程顛簸、轟動(dòng)較小,明白優(yōu)于同類機(jī)器人瑣屑的假想。
機(jī)器人可表征為一個(gè)顛末歐拉-拉格朗日方程樹立的空間運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,顛末MATLAB,將瑣屑的動(dòng)態(tài)參數(shù),如機(jī)器臂長度、質(zhì)量、樞紐關(guān)頭加快比等及動(dòng)態(tài)參數(shù),如旋轉(zhuǎn)角度、加快率、肇始與出發(fā)點(diǎn)職位地方等輸出到模子中,防腐熱電偶、提供了笛卡爾樞紐關(guān)頭利用空間的動(dòng)力學(xué)模子,回聲了利用力與樞紐關(guān)頭力之間的接洽,利用空間與樞紐關(guān)頭空間的速率與加快率接洽,樹立了樞紐關(guān)頭輸著力矩與輸著力矩之間的接洽。
將所盤算的根基值輸出給B&RPLC,顛末AS軟件,在PLC中樹立了一個(gè)運(yùn)動(dòng)模子,將這些根基值給出后,瑣屑將盤算出一個(gè)附加力矩輸出值。
MATLAB/Simulink是現(xiàn)在zui為盛行的建模東西,由于與Mathworks公-司的協(xié)作,貝加萊掌握瑣屑與MATLAB/Simulink建模仿真軟件樹立了接口銜接,顛末MATLAB/Simulink仿真東西建模天生的掌握器模子可以顛末代碼自動(dòng)天生技能發(fā)作掌握器的C代碼,而這一代碼無需手工重寫即可導(dǎo)入到B&R掌握器中,從而完成在環(huán)測試?! D2MATLAB/Simulink防腐熱電阻機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真歷程
慣量項(xiàng);離心式和科里奧利項(xiàng);引力項(xiàng)
在這個(gè)模子中,當(dāng)設(shè)定職位地方、防爆熱電偶、設(shè)定速率及加快率值給出后,則將依據(jù)以后值和機(jī)器常數(shù)來盤算出整個(gè)運(yùn)動(dòng)歷程的慣質(zhì)變革,并盤算著力矩輸出的前饋值給電機(jī),該值與掌握器給定值在電流環(huán)中的掌握輸出制止疊加,使得扭矩輸出可以疾速的完成穩(wěn)態(tài)調(diào)解,從而升高扭矩輸出的方向。
四、基于MATLAB/Simulink的前饋模子假想
2.激活前饋掌握
三、貝加萊動(dòng)態(tài)慣量前饋技能
1.樹立未知參數(shù)的辨認(rèn)
圖3為在AutomationStudio中前饋掌握的模子和,TrqFF為前饋周期寫入,6AxATrqFF是接納C代碼寫出的前饋完成代碼段。
媒介
這是機(jī)器人瑣屑現(xiàn)在具有的一個(gè)廣泛標(biāo)題,但是,貝加萊的瑣屑所具有的建模、算法假想、高速扭矩掌握等技能的組合組成了一種處置處罰這一標(biāo)題的要領(lǐng)。
這個(gè)模子是一個(gè)二次微分方程,可以顛末歐拉-拉格朗日法制止剖析,可剖析得出以下值:
拉格朗日方程刻畫了機(jī)器人在整個(gè)運(yùn)動(dòng)歷程中的動(dòng)力學(xué)能量標(biāo)題,動(dòng)能與勢能的發(fā)作影響了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)歷程中的力矩、職位地方等參數(shù)的變革,比方機(jī)器人運(yùn)動(dòng)歷程中由于機(jī)器臂職位地方變革而發(fā)作的勢能變革。
貝加萊提供一種力矩前饋掌握的模子用于處置處罰這一標(biāo)題,顛末疾速給出慣量則能完成動(dòng)搖的掌握。但是,關(guān)于機(jī)器人瑣屑而言,其樞紐關(guān)頭銜接處于多個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)形態(tài),其慣量的變革是多-維的,怎樣施以精良的慣量婚配以確保機(jī)器人瑣屑的高速運(yùn)轉(zhuǎn)呢?
該前饋輸出需求在方向發(fā)作之前即給出,而且以每50uS的周期時(shí)時(shí)地革新,由于其高速革新,確保了扭矩輸出值高速與高精度,并可以同陣勢追隨機(jī)器慣量的變革,到達(dá)較好的掌握形態(tài)。
機(jī)器人慣量前饋技能是貝加萊公-司的一項(xiàng)非常重要的技能,即便在整個(gè)業(yè)界也是一項(xiàng)前沿的技能,它能處置處罰機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)歷程中轟動(dòng)的標(biāo)題,提升機(jī)器人瑣屑的精度和服從?,F(xiàn)在該項(xiàng)技能僅為業(yè)內(nèi)多數(shù)公-司具有。
在機(jī)器人瑣屑中,由于機(jī)器人的各個(gè)樞紐關(guān)頭的機(jī)器特性隨著運(yùn)動(dòng)歷程的變革,其慣量也發(fā)作了變革,比方,當(dāng)機(jī)器臂處于X軸方向伸永劫,則沿著Y軸方向的旋轉(zhuǎn)在0~90度領(lǐng)域內(nèi),其慣量也發(fā)作了變革,從zui大慣質(zhì)變到zui小慣量;而當(dāng)這個(gè)熱電阻臂旋轉(zhuǎn)逾越90度~180度領(lǐng)域時(shí),則其慣量又開端變大。由于這種慣量所發(fā)作的變革,會(huì)對驅(qū)動(dòng)器整個(gè)掌握歷程發(fā)作調(diào)制振動(dòng),這也是現(xiàn)在機(jī)器人掌握中廣泛具有的標(biāo)題。
五、掌握結(jié)果
圖4是實(shí)踐顛末B&RAutomationStudio的軸監(jiān)測的示波器服從對整個(gè)輸出制止采樣失失的扭矩掌握歷程變革曲線,此中藍(lán)色曲線為關(guān)閉前饋掌握的狀態(tài),可以看到,其扭矩變革的動(dòng)搖較大;而白色曲線則標(biāo)明白接納了前饋掌握后的結(jié)果,明白地前進(jìn)了力矩輸出的動(dòng)搖性?!?/p>
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