Устройство для управления электроприводом робота

Устройство для управления электроприводом робота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании промышленных роботов . В устройстве за счет соответствующего соединения второго блока сравнения, шифратора, датчика скорости и элемента ИЛИ, а также соответствующего выполнения второго блока сравнения обеспечивается повышение быстродействия. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. ю О1 | Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5р 4 G 05 В 11/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; Ql

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3854063/24-24 (22) 08.02.85 (46) 15.09.86. Бюл. 11- 34 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.П. Кузнецов, Ф.В. Фурман, А.П. Пашкевич, А.Д. Горбачев и О.Н. Жаров (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 830299, кл. С 05 В 11/14, 1979

Авторское свидетельство СССР

Р 1092462, кл. G 05 В 11/00, 1983.

„,SU„„1257608 A 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РОБОТА (57) Изобретение относится к области робототехники и.может быть использовано при создании промышленных роботов. В устройстве за счет соответствующего соединения второго блока сравнения, шифратора, датчика скорости и элемента ИЛИ, а также соответствующего выполнения второго блока сравнения обеспечивается повышение быстродействия. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании промышленных роботов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет реализации квазиоптимального алгоритма, инвариантного к изменению параметров нагрузки.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема второго блока сравнения.

Устройство содержит (фиг.1) первый ключ 1, первый блок 2 сравнения, усилитель 3, двигатель 4, датчик 5 положения, преобразователь 6 скорости, второй ключ 7, первый триггер 8, элемент И 9, второй блок 10 сравне-ния, блок 11 памяти, шифратор 12, формирователь 13 импульсов и элемент

ИЛИ 14.

Блок 10 сравнения содержит (фиг.2) дешифратор 15, элемент IIE 16, генератор 17 импульсов, второй и третий элементы И 18 и 19 соответственно, первый реверсивный счетчик 20, блок

21 совпадения, вторсй реверсивный счетчик 22, второй и третий триггеры 23 и 24 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания на выходе формирователя 13 формируется короткий импульс, устанавлива ющий триггер 8 в состояние "О". Триггеры 23 и 24 также устанавливаются в нулевое состояние, На вторые входы первого и второго ключей i и 7 подан разрешающий уровень. Первый элемент

И 9 закрыт и на второй вход блока 2 поступает нулевой код. Началу отработки кода Х соответствует появление в шинах "Пуск" и "Запись" коротких импульсов, если Х t ) Х „и появление импульса только в шине "За(((дx пись", если /Хэ Х (Х, =Х „„„+ (иа л

Х торможения

Если tX>) X импульс с шины

"Пуск" устанавливает триггер 8 в состояние "1", что соответствует подаче запрещающего сигнала на вторые входы первого и второго ключей 1 и 7.

На входы второго и третьего триггеров

23 и 24 подан нулевой сигнал. По отрицательному перепаду сигнала на третьем входе блока 10 сравнения первый реверсивный счетчик 20 обнуляется.

На втором выходе датчика 6 скорости

57608 3 на интервале разгона уровень "О", который разрешает прохождение частоты на выход генератора 17 импульсов.

В зависимости от знака Хэ импульсы поступают на суммирующий {Хэ>0) или вычитающий {ХэсО) входы первого реверсивного счетчика 20. Одновременно по импульсу в шине Запись" происходит запись входного задания Х во второй

10 реверсивный счетчик 22.

Если Хэ > О, то и1 = О, U2=О. Uэ =О, и из блока 11 памяти через элемент

И 9 на второй вход блока 2 поступает управляющий сигнал(+U ),„. При этом

15 на первом и третьем входах блока 2 нулевые уровни. Управление j+U,j,ä без изменений поступает на вход усилителя 3, осуществляющего преобразование кода (+U 1 в длительность о(.(оп

20 импульса, и в зависимости от знака открывает требуемое плечо мостовой схемы усилителя 3, обеспечивая тем .самым заданное направление вращения двигателя 4 °

Импульсы с выхода датчика 5 положения поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 22 (ХрО), уменьшая содержимое кода ошибки на его выходе.

30 При малых значениях электромагнитной постоянной времени динамика уСтройства описывается дифференциальным уравнением х()т„, +х{с)=кп{ ), и{ )l U„, 3g Тэл((Ти((((, Теса х)

Поэтому для перевода его из состо% яния Х =О в состояние Х = Х требу; ется один интервал управления, длительность которого определяется до40 стижением текущей скоростью максимального значения Х

В момент Х =- X на втором выходе датчика 6 скорости появится уровень

"1", запрещающий прохождение частоты

45 на выход генератора 17 импульсов. Это обеспечивает формирование и запоминание на интервале равномерного движения в счетчике 20 кода пути торможения (X ),(е, обеспечивающего оптимальный по быстродействию процесс торможения двигателя 4 с установившейся скоростью: Х +КН 1

Х =Т (Х -KUen "— = — — - ) т Эм ((( 5 где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 3;

Т и — электромеханическая постоян- ная времени, удовлетворяющая устанавливаются в состоянии "0". Таким образом, дальнейшая доводка двигателя 4 осуществляется под действием скоростной и позиционной обратных связей с обеспечением плавного подхода к точке позиционирования.

При Х. О работа устройства аналогична. Если величина входного кода

t X ) мала1Х ) j Х, (и не обеспечивает выход на установившуюся скорость

Х„, то импульс в шине нПуск" отсутствует, благодаря чему триггер 8 удерживается в состоянии "0" и на втором входе блока 2 также будет нулевой код.

При поступлении сигнала "Запись" код (1„

Х>1А записывается во второй ревер Аоа сивный счетчик 22 и устройство работа" ет под действием обратных связей по положению и скорости, Применение устройства для управления приводами промышленных роботов, у которых электромеханическая постоянная времени изменяется в широких пределах в зависимости от расположения в пространстве последующих звеньев кинематической цепи и веса груза в хвате робота, позволяет получать близкие к оптимальным по быстродействию переходные процессы.

1. Устройство для управления электроприводом робота, содержащее последовательно соединенные первый ключ, первый блок сравнения, усилитель, двигатель, датчик положения, датчик скорости, шифратор, блок памяти и первый элемент И, а также последовательно подключенные второй блок сравнения, формирователь импульсов, первый триггер, элемент ИЛИ и второй ,ключ, второй вход которого соединен с соответствующим выходом датчика скорости, а выход — с втбрым входом первого блока сравнения, подключенного третьим входом к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом первого триггера, подключенного первым выходом к второму входу датчика скорости, а вторым входом — к первому входу устройства, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока сравнения, подключенного третьим входом к первому выходу первого триггера и первому входу первого ключа, четвер3 1257608 4 условию Т „6 (Т ", Т „) и остающаяся неизменной в процессе одного перемещения.

Учитывая, что время разгона до установившейся скорости Х 5

KU

t -t =T - 1n(--- — -)., KU-Х„ следует линейная зависимость между временем разгона t и путем тормо1 жения Х„. При этом частота генера- 10 тора 17 импульсов выбирается из условия, чтобы при Т „=Т „ реверсивеах ный счетчик 20 заполнился до значения оптимального пути торможения

X при Т э 15

Иоменту окончания разгона будут соответствовать следующие значения выходных сигналов шифратора 12, U =

=О, U =0 U =-1, что соответствует подаче с выхода блока 11 через эле- 20 мент И 9 на второй вход блока 2 кода fX ) pоо

Второй ключ 7 открыт. Таким образом, двигатель 4 работает в режиме стабилизации скорости. 25

В момент окончания равномерного движения блок 21 совпадения фиксирует выполнение равенства Х -Х = Х и импульс положительной полярности поступает на вход второго триггера 2310 переводя его в состояние "1". В соот- Ф о р м у л а и 3 о б р е т е „ и я ветствии с реализуемыми логическими функциями на выходе шифратора 12 имеем: U =1; U =1; U =О, что обеспе1 чивает подачу с выхода блока 11 через 5 элемент И 9 на второй вход блока 2 управляющего воздействия I-U ) < .

При этом на интервале торможейия обеспечивается режим Динамического торможения устройства (ключи 1 и 7 закрыты). о

Содержимое второго реверсивного счетчика 22 уменьшается под действием импульсов от датчика 5 положения.

Иомент окончания торможения определяется с помощью дешифратора 15. При 45 вхождении устройства в некоторую окрестность точки позиционирования

1Х -Х/ Х,, на выходе дешифратора

15 появляется импульс положительной полярности, устанавливающий третий триггер 24 в состояние "1". Этот перепад устанавливает триггер 8 . в состояние "О", запрещая тем самым прохождение управляющего сигнала с выхода блока 11 через элемент И 9.Клю- 55 чи 1 и 7 открываются, а первый и второй выходы блока 10, а также второй выход преобразователя 6 скорости

5 12 тым входом — к выходу датчика положения, вторым выходом — к второму входу первого ключа, а третьим выходом — к второму входу шифратора, второй выход которого соединен с соответствующим входом блока памяти, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем первый выход датчика скорости соединен с пятым входом второго блока сравнения, а третий вход и третий выход шифратора подключены соответственно к второму входу устройства и к второму входу элемента ИЛИ.

2 ° Устройство по пе 1 О T л и ч а ю щ е е с я тем, что второй блок сравнения содержит элемент НЕ, второй элемент И, последовательно соединенные генератор импульсов, третий элемент И, первый реверсивный счетчик, блок совпадения кодов и второй триггер, а также последовательно подключеннные второй реверсивный счетчик, дешифратор и третий триг57608 6 гер, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и первого реверсивного счетчика, подключенного третьим входом к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход череэ элемент НŠ— с вторым входом третьего элемента И и непосредственно с !

О первым входом второго реверсивного счетчика и второго блока сравнения, подключенного вторым входом к соответствующему входу второго реверсивного счетчика, третьим входом — к

15 второму входу первого реверсивного счетчика, четвертым входом — к третьему входу второго реверсивного счетчика, пятым входом — к входу генератора импульсов, первым выходом—

20 к выходу третьего триггера, вторым выходом — к выходу второго реверсивного счетчика и второму входу блока совпадения кодов, а третьим выходом— к выходу второго триггера.

1257608

Фиг. 2

Составитель Г. Нефедова

Техред М Ходанич

Корректор Г. Решетник

Редактор А. Лежнина

Заказ 4955/46 Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4