Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании электроприводов манипуляторов.

Известно устройство для управления приводом робота, содержащее первый сумматор, последовательно соединенные первый блок умножения и второй сумматор, последовательно соединенные первый усилитель, электродвигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого образует вход устройства, последовательно соединенные третий сумматор, первый квадратор, второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика массы захваченного груза, четвертый сумматор, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу первого задатчика постоянного сигнала и второго квадратора, последовательно соединенные второй задатчик постоянного сигнала, пятый сумматор, третий блок умножения, шестой сумматор и четвертый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные второй датчик положения и седьмой сумматор, последовательно соединенные третий датчик положения, первый функциональный преобразователь и третий квадратор, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения и второму входу седьмого сумматора, и четвертый квадратор, последовательно соединенные третий функциональный преобразователь и пятый квадратор, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь и шестой квадратор, причем выходы третьего, четвертого, пятого и шестого квадраторов подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому входам четвертого сумматора, входы третьего и четвертого функциональных преобразователей соединены с выходом седьмого сумматора, выходы второго и четвертого функциональных преобразователей подключены соответственно к первым и вторым входам третьего и восьмого сумматоров, а выход последнего подключен ко входу второго квадратора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, девятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы и вторым входом пятого сумматора, пятый блок умножения, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу третьего блока умножения, шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего датчика скорости, и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, двенадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика положения, пятый функциональный преобразователь и седьмой блок умножения, выход которого подключен к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, тринадцатый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы, восьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя, и девятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя, а выход - с вторым входом шестого сумматора, последовательно соединенные третий усилитель, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения, и шестой функциональный преобразователь, выход которого соединен с вторым входом пятого блока умножения, причем второй вход третьего блока умножения через седьмой функциональный преобразователь подключен к выходу второго усилителя, а выход тринадцатого сумматора - к второму входу седьмого блока умножения, а также десятый и одиннадцатый блоки умножения, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам второго сумматора, релейный элемент, выход которого подключен к четвертому входу второго сумматора, а вход - к выходу первого датчика скорости, первым входам десятого и одиннадцатого блоков умножения и пятому входу второго сумматора, причем второй вход десятого блока умножения подключен к выходу одиннадцатого сумматора, первый вход первого блока умножения соединен с выходом первого сумматора, а его второй вход - с вторым входом одиннадцатого блока умножения и выходом четвертого сумматора, при этом выход второго сумматора подключен к входу первого усилителя (Патент РФ № 2063866, МПК B25J13/00, 1996 г.).

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для электропривода манипуляционного робота, имеющего меньше степеней подвижности. В результате это устройство не будет точно компенсировать все переменные нагрузочные характеристики рассматриваемого привода и обеспечивать требуемую динамическую точность его работы.

Известен также самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого образует вход устройства, последовательно соединенные третий сумматор, первый квадратор, второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика массы захваченного груза и четвертый сумматор, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу первого задатчика постоянного сигнала и второго квадратора, последовательно соединенные второй задатчик постоянного сигнала, пятый сумматор, третий блок умножения, шестой сумматор и четвертый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные второй датчик положения и седьмой сумматор последовательно соединенные третий датчик положения, первый функциональный преобразователь и третий квадратор, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения и второму входу седьмого сумматора, и четвертый квадратор, последовательно соединенные третий функциональный преобразователь и пятый квадратор, последовательно соединенные четвертый функциональный преобразователь и шестой квадратор, причем выходы третьего, четвертого, пятого и шестого квадраторов подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому входам четвертого сумматора, входы третьего и четвертого функциональных преобразователей соединены с выходом седьмого сумматора, выходы второго и четвертого функциональных преобразователей подключены соответственно к первым и вторым входам третьего и восьмого сумматоров, а выход последнего подключен ко входу второго квадратора, последовательно соединенные третий задатчик постоянного сигнала, девятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы и вторым входом пятого сумматора, пятый блок умножения, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу третьего блока умножения, шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего датчика скорости, и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, двенадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика положения, пятый функциональный преобразователь и седьмой блок умножения, выход которого подключен к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные четвертый задатчик постоянного сигнала, тринадцатый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы, восьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя, и девятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего функционального преобразователя, а выход - с вторым входом шестого сумматора, последовательно соединенные третий усилитель, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения, и шестой функциональный преобразователь, выход которого соединен с вторым входом пятого блока умножения, причем второй вход третьего блока умножения через седьмой функциональный преобразователь подключен к выходу второго усилителя, а выход тринадцатого сумматора - к второму входу седьмого блока умножения, а также десятый и одиннадцатый блоки умножения, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам второго сумматора, релейный элемент, выход которого подключен к четвертому входу второго сумматора, а вход - к выходу первого датчика скорости, первым входам десятого и одиннадцатого блоков умножения и пятому входу второго сумматора, причем второй вход десятого блока умножения подключен к выходу одиннадцатого сумматора, второй вход первого блока умножения соединен с вторым входом одиннадцатого блока умножения и выходом четвертого сумматора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные восьмой функциональный преобразователь, двенадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика ускорения, и тринадцатый блок умножения, второй вход которого через четырнадцатый сумматор подключен к выходу четырнадцатого блока умножения, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходам четвертого функционального преобразователя и тринадцатого сумматора, а выход - к шестому входу второго сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик сигнала, пятнадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и пятнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго функционального преобразователя, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора (Патент РФ № 2372638,МПК G05B13/02, 2009 г.).

Это устройство по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению.

Недостатком этого устройства является то, что в электроприводе рассматриваемого манипулятора не учтена, считаясь малой, электрическая постоянная времени. В результате это устройство не будет точно компенсировать все его переменные нагрузочные характеристики и обеспечивать требуемую динамическую точность работы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение полной инвариантности динамических свойств рассматриваемого электропривода к непрерывным и быстрым изменениям его динамических моментных нагрузочных характеристик при движении манипулятора одновременно по всем его степеням подвижности.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого технического решения, выражается в формировании дополнительного сигнала управления, подаваемого на вход электропривода, который обеспечивает получение необходимого моментного воздействия, точно компенсирующего вредные переменные моментные воздействия.

Поставленная задача решается тем, что в самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый блок умножения, второй сумматор, первый усилитель и электродвигатель, связанный с первым датчиком скорости непосредственно и через редуктор с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого образует вход устройства, последовательно соединенные третий сумматор, первый квадратор, второй блок умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика массы захваченного груза, и четвертый сумматор, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу первого задатчика сигнала и второго квадратора, последовательно соединенные второй задатчик сигнала, пятый сумматор, третий блок умножения, шестой сумматор и четвертый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости, последовательно соединенные второй датчик положения и седьмой сумматор, последовательно соединенные третий датчик положения, первый синусный функциональный преобразователь и третий квадратор, последовательно соединенные второй косинусный функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения и второму входу седьмого сумматора, и четвертый квадратор, последовательно соединенные третий синусный функциональный преобразователь и пятый квадратор, последовательно соединенные четвертый косинусный функциональный преобразователь и шестой квадратор, причем выходы третьего, четвертого, пятого и шестого квадраторов подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому входам четвертого сумматора, входы третьего синусного и четвертого косинусного функциональных преобразователей соединены с выходом седьмого сумматора, выходы второго и четвертого косинусных функциональных преобразователей подключены соответственно к первым и вторым входам третьего и восьмого сумматоров, а выход последнего подключен ко входу второго квадратора, последовательно соединенные третий задатчик сигнала, девятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы и вторым входом пятого сумматора, пятый блок умножения, десятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу третьего блока умножения, шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего датчика скорости, и одиннадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, последовательно соединенные второй усилитель, вход которого соединен с выходом седьмого сумматора, двенадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго датчика положения, пятый синусный функциональный преобразователь и седьмой блок умножения, выход которого подключен к третьему входу десятого сумматора, последовательно соединенные четвертый задатчик сигнала, тринадцатый сумматор, второй вход которого соединен с выходом датчика массы, восьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго косинусного функционального преобразователя, и девятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего синусного функционального преобразователя, а выход - с вторым входом шестого сумматора, последовательно соединенные третий усилитель, вход которого подключен к выходу третьего датчика положения, и шестой синусный функциональный преобразователь, выход которого соединен с вторым входом пятого блока умножения, причем второй вход третьего блока умножения через седьмой синусный функциональный преобразователь подключен к выходу второго усилителя, а выход тринадцатого сумматора - к второму входу седьмого блока умножения, а также десятый и одиннадцатый блоки умножения, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам второго сумматора, релейный элемент, выход которого подключен к четвертому входу второго сумматора, а вход - к выходу первого датчика скорости, первым входам десятого и одиннадцатого блоков умножения и пятому входу второго сумматора, причем второй вход десятого блока умножения подключен к выходу одиннадцатого сумматора, второй вход первого блока умножения соединен с вторым входом одиннадцатого блока умножения и выходом четвертого сумматора, последовательно соединенные восьмой синусный функциональный преобразователь, двенадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого датчика ускорения, и тринадцатый блок умножения, второй вход которого через четырнадцатый сумматор подключен к выходу четырнадцатого блока умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам четвертого косинусного функционального преобразователя и тринадцатого сумматора, а выход - к шестому входу второго сумматора, последовательно соединенные пятый задатчик сигнала, пятнадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу датчика массы, и пятнадцатый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу второго косинусного функционального преобразователя, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора, дополнительно вводятся последовательно соединенные шестнадцатый блок умножения, первый вход которого подключен к выходу первого синусного функционального преобразователя, семнадцатый и восемнадцатый блоки умножения, шестнадцатый сумматор, девятнадцатый блок умножения, семнадцатый сумматор, второй вход которого подключен к выходу двадцатого блока умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам шестого сумматора и второго датчика ускорения, двадцать первый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу первого датчика 6 скорости, а выход - к седьмому входу второго сумматора, последовательно соединенные восемнадцатый сумматор, двадцать второй блок умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого блока умножения, двадцать третий блок умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого косинусного функционально преобразователя, последовательно соединенные девятый косинусный функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу двенадцатого сумматора, двадцать четвертый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу тринадцатого сумматора, ко второму входу восемнадцатого блока умножения и к первому входу двадцать пятого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу третьего синусного функционального преобразователя и второму входу семнадцатого блока умножения, двадцать шестой блок умножения, девятнадцатый сумматор, двадцать седьмой блок умножения, выход которого подключен к третьему входу семнадцатого сумматора, четвертый вход которого подключен к выходу двадцать восьмого блока умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам десятого сумматора и третьего датчика ускорения, последовательно соединенные десятый косинусный функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу второго усилителя, двадцать девятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу пятого сумматора, тридцатый блок умножения, выход которого подключен ко второму входу девятнадцатого сумматора и второму входу шестнадцатого сумматора, третий вход которого подключен к выходу двадцать третьего блока умножения, а его второй вход - к выходу восемнадцатого сумматора и к первому входу тридцать первого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу двадцать пятого блока умножения, последовательно соединенные одиннадцатый косинусный функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу третьего усилителя, тридцать второй блок умножения, второй вход которого подключен к выходу девятого сумматора, и тридцать третий блок умножения, выход которого подключен к третьему входу девятнадцатого сумматора, второй вход - к выходу третьего датчика скорости, ко вторым входам шестнадцатого и двадцать седьмого блоков умножения, а также к первому входу восемнадцатого сумматора и к первому входу двадцатого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика скорости и ко вторым входам девятнадцатого блока умножения и восемнадцатого сумматора, а выход - ко второму входу двадцать шестого блока умножения, последовательно соединенные тридцать четвертый блок умножения, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к выходам шестнадцатого блока умножения и пятнадцатого сумматора, двадцать первый сумматор, второй вход которого подключен к выходу тридцать первого блока умножения, тридцать пятый блок умножения, второй вход которого подключен к выходу двенадцатого блока умножения, а выход - к восьмому входу второго сумматора, последовательно соединенные дифференциатор, тридцать шестой блок умножения, тридцать седьмой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого синусного функционального преобразователя, а выход - к девятому входу второго сумматора, последовательно соединенные тридцать восьмой блок умножения, первый вход которого подключен к выходу первого датчика ускорения и ко входу дифференциатора, а второй - к выходу четырнадцатого сумматора и к второму входу тридцать шестого блока умножения, тридцать девятый блок умножения, второй вход которого через двенадцатый косинусный функциональный преобразователь подключен к выходу первого датчика положения и входу восьмого синусного функционального преобразователя, сороковой блок умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого датчика скорости, а выход - к десятому входу второго сумматора, последовательно соединенные четвертый датчик ускорения, установленный на выходном валу редуктора и подключенный выходом к одиннадцатому входу второго сумматора и к первому входу сорок первого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора, а выход - к двенадцатому входу второго сумматора.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с его аналогами и прототипом свидетельствует о его соответствии критерию «Новизна».

Заявленная совокупность признаков, приведенная в отличительной части формулы изобретения, позволяет добиться повышения динамической точности управления рассматриваемым электроприводом манипуляционного робота в условиях существенного и быстрого изменения параметров нагрузки, обусловленного полным эффектом взаимовлияния между всеми степенями подвижности работающего манипулятора.

Блок-схема предлагаемого самонастраивающегося электропривода манипуляционного робота представлена на фиг.1. На фиг.2 представлена кинематическая схема манипулятора.

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота, содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, первый блок 2 умножения, второй сумматор 3, первый усилитель 4 и электродвигатель 5, связанный с первым датчиком скорости 6 непосредственно и через редуктор 7 с первым датчиком 8 положения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 1, второй вход которого образует вход устройства, последовательно соединенные третий сумматор 9, первый квадратор 10, второй блок 11 умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика 12 массы захваченного груза, и четвертый сумматор 13, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу первого задатчика 14 сигнала и второго квадратора 15, последовательно соединенные второй задатчик 16 сигнала, пятый сумматор 17, третий блок 18 умножения, шестой сумматор 19 и четвертый блок 20 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 21 скорости, последовательно соединенные второй датчик 22 положения и седьмой сумматор 23, последовательно соединенные третий датчик 24 положения, первый синусный функциональный преобразователь 25 и третий квадратор 26, последовательно соединенные второй косинусный функциональный преобразователь 27, вход которого подключен к выходу третьего датчика 24 положения и второму входу седьмого сумматора 23, и четвертый квадратор 28, последовательно соединенные третий синусный функциональный преобразователь 29 и пятый квадратор 30, последовательно соединенные четвертый косинусный функциональный преобразователь 31 и шестой квадратор 32, причем выходы третьего 26, четвертого 28, пятого 30 и шестого 32 квадраторов подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому входам четвертого сумматора 13, входы третьего синусного 29 и четвертого косинусного 31 функциональных преобразователей соединены с выходом седьмого сумматора 23, выходы второго 27 и четвертого 31 косинусных функциональных преобразователей подключены соответственно к первым и вторым входам третьего 9 и восьмого 33 сумматоров, а выход последнего подключен ко входу второго квадратора 15, последовательно соединенные третий задатчик 34 сигнала, девятый сумматор 35, второй вход которого соединен с выходом датчика 12 массы и вторым входом пятого сумматора 17, пятый блок 36 умножения, десятый сумматор 37, второй вход которого подключен к выходу третьего блока 18 умножения, шестой блок 38 умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего датчика 39 скорости, и одиннадцатый сумматор 40, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока 20 умножения, последовательно соединенные второй усилитель 41, вход которого соединен с выходом седьмого сумматора 23, двенадцатый сумматор 42, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 22 положения, пятый синусный функциональный преобразователь 43 и седьмой блок 44 умножения, выход которого подключен к третьему входу десятого сумматора 37, последовательно соединенные четвертый задатчик 45 сигнала, тринадцатый сумматор 46, второй вход которого соединен с выходом датчика 12 массы, восьмой блок 47 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго косинусного функционального преобразователя 27, и девятый блок 48 умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего синусного функционального преобразователя 29, а выход - с вторым входом шестого сумматора 19, последовательно соединенные третий усилитель 49, вход которого подключен к выходу третьего датчика 24 положения, и шестой синусный функциональный преобразователь 50, выход которого соединен с вторым входом пятого блока 36 умножения, причем второй вход третьего блока 18 умножения через седьмой синусный функциональный преобразователь 51 подключен к выходу второго усилителя 41, а выход тринадцатого сумматора 46 - к второму входу седьмого блока 44 умножения, а также десятый 52 и одиннадцатый 53 блоки умножения, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему входам второго сумматора 3, релейный элемент 54, выход которого подключен к четвертому входу второго сумматора 3, а вход - к выходу первого датчика 6 скорости, первым входам десятого 52 и одиннадцатого 53 блоков умножения и пятому входу второго сумматора 3, причем второй вход десятого блока 52 умножения подключен к выходу одиннадцатого сумматора 40, второй вход первого блока 2 умножения соединен с вторым входом одиннадцатого блока 53 умножения и выходом четвертого сумматора 13, последовательно соединенные восьмой синусный функциональный преобразователь 55, двенадцатый блок 56 умножения, второй вход которого подключен к выходу первого датчика 57 ускорения, и тринадцатый блок 58 умножения, второй вход которого через четырнадцатый сумматор 59 подключен к выходу четырнадцатого блока 60 умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам четвертого косинусного функционального преобразователя 31 и тринадцатого сумматора 46, а выход - к шестому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные пятый задатчик 61 сигнала, пятнадцатый сумматор 62, второй вход которого подключен к выходу датчика 12 массы, и пятнадцатый блок 63 умножения, второй вход которого подключен к выходу второго косинусного функционального преобразователя 27, а выход - ко второму входу четырнадцатого сумматора 59, последовательно соединенные шестнадцатый блок 64 умножения, первый вход которого подключен к выходу первого синусного функционального преобразователя 25, семнадцатый 65 и восемнадцатый 66 блоки умножения, шестнадцатый сумматор 67, девятнадцатый блок 68 умножения, семнадцатый сумматор 69, второй вход которого подключен к выходу двадцатого блока 70 умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам шестого сумматора 19 и второго датчика 71 ускорения, двадцать первый блок 72 умножения, второй вход которого подключен к выходу первого датчика 6 скорости, а выход - к седьмому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные восемнадцатый сумматор 73, двадцать второй блок 74 умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого блока 47 умножения, двадцать третий блок 75 умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого косинусного функционально преобразователя 31, последовательно соединенные девятый косинусный функциональный преобразователь 76, вход которого подключен к выходу двенадцатого сумматора 42, двадцать четвертый блок 77 умножения, второй вход которого подключен к выходу тринадцатого сумматора 46, ко второму входу восемнадцатого блока 66 умножения и к первому входу двадцать пятого блока 78 умножения, второй вход которого подключен к выходу третьего синусного функционального преобразователя 29 и второму входу семнадцатого блока 65 умножения, двадцать шестой блок 79 умножения, девятнадцатый сумматор 80, двадцать седьмой блок 81 умножения, выход которого подключен к третьему входу семнадцатого сумматора 69, четвертый вход которого подключен к выходу двадцать восьмого блока 82 умножения, первый и второй входы которого, соответственно, подключены к выходам десятого сумматора 37 и третьего датчика 83 ускорения, последовательно соединенные десятый косинусный функциональный преобразователь 84, вход которого подключен к выходу второго усилителя 41, двадцать девятый блок 85 умножения, второй вход которого подключен к выходу пятого сумматора 17, тридцатый блок 86 умножения, выход которого подключен ко второму входу девятнадцатого сумматора 80 и второму входу шестнадцатого сумматора 67, третий вход которого подключен к выходу двадцать третьего блока 75 умножения, а его второй вход - к выходу восемнадцатого сумматора 73 и к первому входу тридцать первого блока 87 умножения, второй вход которого подключен к выходу двадцать пятого блока 78 умножения, последовательно соединенные одиннадцатый косинусный функциональный преобразователь 88, вход которого подключен к выходу третьего усилителя 49, тридцать второй блок 89 умножения, второй вход которого подключен к выходу девятого сумматора 35, и тридцать третий блок 90 умножения, выход которого подключен к третьему входу девятнадцатого сумматора 80, второй вход - к выходу третьего датчика 39 скорости, ко вторым входам шестнадцатого 64 и двадцать седьмого 81 блоков умножения, а также к первому входу восемнадцатого 73 сумматора и к первому входу двадцатого 91 сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика 21 скорости и ко вторым входам девятнадцатого блока 68 умножения и восемнадцатого 73 сумматора, а выход - ко второму входу двадцать шестого блока 79 умножения, последовательно соединенные тридцать четвертый блок 92 умножения, первый и второй входы которого подключены, соответственно, к выходам шестнадцатого блока 64 умножения и пятнадцатого сумматора 62, двадцать первый сумматор 93, второй вход которого подключен к выходу тридцать первого блока 87 умножения, тридцать пятый блок 94 умножения, второй вход которого подключен к выходу двенадцатого блока 56 умножения, а выход - к восьмому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные дифференциатор 95, тридцать шестой блок 96 умножения, тридцать седьмой блок 97 умножения, второй вход которого подключен к выходу восьмого синусного функционального преобразователя 55, а выход - к девятому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные тридцать восьмой блок 98 умножения, первый вход которого подключен к выходу первого датчика ускорения 57 и ко входу дифференциатора 95, а второй - к выходу четырнадцатого сумматора 59 и к второму входу тридцать шестого блока 96 умножения, тридцать девятый блок 99 умножения, второй вход которого через двенадцатый косинусный функциональный преобразователь 100 подключен к выходу первого датчика 8 положения и входу восьмого синусного функционального преобразователя 55, сороковой блок 101 умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого датчика 102 скорости, а выход - к десятому входу второго сумматора 3, последовательно соединенные четвертый датчик 103 ускорения, установленный на выходном валу редуктора 7 и подключенный выходом к одиннадцатому входу второго сумматора 3 и к первому входу сорок первого блока 104 умножения, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого сумматора 40, а выход - к двенадцатому входу второго сумматора 3, объект управления 105.

На указанных фигурах введены следующие обозначения:

α в х - сигнал с выхода программного устройства;

ε - сигнал ошибки;

U * , U - соответственно, усиливаемый сигнал и сигнал управления двигателем;

q i - обобщенные координаты соответствующих степеней подвижности манипулятора ( i  = 1 ,     4 ¯ );

m i , m г - массы соответствующих звеньев манипулятора и груза ( i  = 1 ,     3 ¯ );

l 2 , l 3 - длины соответствующих звеньев;

l 2 * , l 3 ∗ - расстояния от осей вращения соответствующих звеньев манипулятора до их центров масс;

q ˙ 2 , q ˙ 3 - скорости изменения соответствующих обобщенных координат манипулятора;

α ˙ 1 - скорость вращения ротора электродвигателя первой степени подвижности манипулятора;

α ¨ 1 - ускорение вращения ротора электродвигателя первой степени подвижности манипулятора;

, , - ускорения соответствующих степеней подвижности манипулятора.

Кроме того, полагается, что J s i - моменты инерции соответствующих звеньев манипулятора относительно их продольных осей ( i   =   1 ,     3 ¯ ) ;

J N i - моменты инерции соответствующих звеньев манипулятора относительно поперечных осей, проходящих через их центры масс ( i   =   2 ,     3 ) .

Рассматриваемый электропривод при работе с различными грузами, а также за счет взаимовлияния между всеми степенями подвижности манипулятора обладает переменными моментными нагрузочными характеристиками, которые могут меняться