Устройство для управления приводом робота
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е 928298
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Соеэ Советскни
Социалистических
Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12. 09. 80 (21) 2982724/18-24 (51)M. Кл. с присоединением заявки Рй6 05 В 11/00
В 25 J 13/00
5Ьеударстееииый комитет
СССР ио делам иаобретеиий и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.05 82 ° Бюллетень,яв18 (53) Уд К 62- 50 (088. 8) Дата опубликования описания 15.05.82 (72) Автор изобретения
В.Ф. Филаретов
Дальневосточный ордена Трудового Кр сного Знамени политехнический институт им. В.В. уйбьйева(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОИ
РОБОТА
Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании устройств управления приводами роторов.
Известно устройство для управления приводом робота, содержащее сумматоры, S блок деления, блок коррекции, регулятор тока, тиристорный преобразователь, блок дифференцирования, блоки выделения модуля., блоки памяти, блок то формирования сигнала управления и электродвигатель Ã11.
Однако устройство сложно и имеет низкую надежность.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устрой3S ство, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, блок коррекции, первый усилитель, электродвигатель и датчик тока, У 20 причем вал электродвигателя связан с исполнительным механизмом, датчиком положения и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу блока деления, а выход датчика положения .соединен с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного ко входу устройства (2).
Недостатками, этого устройства являются его низкая точность и устойчивость при изменении момента инерции нагрузки в широких пределах.
Цель изобретения - повышение точности и устойчивости устройства.
Для достижения цели устройство содержит источник опорного напряжения, последовательно соединенные датчик момента и второй сумматор, а также последовательно соединенные второй усилитель и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выходко второму входу блока умножения, выход датчика тока соединен со вторым входом второго сумматора, выходом подключенного ко второму входу блока деления, выход которого соединен со входом второго усилителя.
3 92829
На чертеже представлена функцио" нальная схема устройства.
Устройство содержит первый сумматор 1, блок 2 умножения, блок 3 кор" рекции, первый усилитель 4, электро" двигатель 5; датчик 6 тока, блок 7 деления, датчик 8 скорости, датчик 9 положения, исполнительный механизм
10, второй усилитель 11, второй и третий сумматоры 12 и 13 соответственно, о источник 14 опорного напряжения и датчик 15 момента. На чертеже обозначены dg),- сигнал задающего воздействия; d" - рассогласование (ошибка) электропривода; М моментное воздействие на электропривод; с, aL — соотs òñòâåHHo угол и скорость вращения вала электродвигателя; i - выходной сигнал датчика тока; i - выходной сигнал датчика момента; U - сигнал управления двигателем.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал ошибки электропривода d" с первого сумматора 1 после коррекции в блоке 3, усиливаясь, поступает на электродвигатель 5, приводя его вал во вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от знака и величины поступающего сигнала U и внешнего моментного воздействия M. Электропривод робота за счет переменного груза, изменения конфигурации исполнительного органа и эа счет взаимного влияния степеней подвижности друг на друга обладает переменным моментом инерции I, который может, меняться . e широких пределах. Это, как правило, вызывает существенное снижение качественных показателей электропривода, приводит к неустойчивости его работы. В результате возникает задача, связанная с обеспечением инвариантности динамических свойств электропривода к изменениям момента инерции нагрузки. Кроме того, для повышения быстродействия электропривода целесообразным является полная компенсация влияния электромеханической постоянной времени системы, влияние которой на быстродействие системы увеличивается при увеличении момента инерции нагрузки на выходном валу двигателя.
Для реализации поставленных задач И в известном устройстве предлагается в прямую цепь электропривода вводить сигнал, пропорциональный моменту
4 инерции I, .:риведенному к валу электродвигателя. Этот сигнал с точностью до Я на некоторых частотах компенсирует влияние переменного I на динамические свойства системы. Однако известное устройство не позволяет точно компенсировать переменный момент инерции I, так. как в прямую цепь электропривода с помощью блока 2 умножения вводится лишь сигнал, пропорциональный величине I à электродвигатель 5. достаточно точно описывается передаточной функцией
Х (Р) = k(t)/U(t)=KAt/(KKKÐ+1) х х (" Р+ 1). (1) Компенсация переменного I-в известном устройстве осуществляется лишь
Ч а тех слукаах, когда вЂ,(— Р ууа ° фЯ остальных случаях компенсация I осуществляется достаточно приближенно.
Кроме того величина I в известном устройстве перед введением ее с помощью блока 2 умножения в прямую цепь привода определяется с большой погрешностью. Дпя типовых электродвигателей 5 справедливо равенство (n,„-)/Р = ° (Z) где i - якорный ток электродвигателя 5;
К - электромагнитная постоянная, Из выражения (2) следует
= К (1-М/К „ /- йР. (3)
Однако слагаемым М/К при определении I пренебрегается, что и приводит к существенному искажению ее величины, а следовательно, к снижению устойчивости и точности работы скорректированного электропривода.
Для более точной компенсации переменного момента инерции I воспользуемся выражением (1). Исходя из этого выражения следует, что в прямую цепь электропривода необходимо ввести сигнал, равный IR Ð/К +1. Этот сигнал в прямую цепь вводится с помощью блока 2 умножения. Для его получения необходимо поделить сигнал i с выхода датчика 6 тока за вычетом величины
К с датчика 15 момента, равной М/К м, на сигнал, полученный с датчика
8 скорости, получаем сигнал, равный
IP/K >. Затеи необходимо пропустить полученный после деления сигнал через
98 формула изобретения
Составитель Е. Политов
Редактор Т.Парфенова Техред С. Мигунова Корректор ". Иуска
Заказ 3237/59 Тираж 908 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 9282 второй усилитель 11 с коэффициентом усиления К = Rg/К м получаем сигнал, равный ?В Р/К, и прибавляем к полученному сигналу единичный сигнал с источника 14 опорного напряжения.
Применение изобретения позволяет повысить точность и устойчивость устройства для управления приводом, робота за счет коспенсации влияния переменного момента инерции, изменяю- 10 щегося в широких пределах.
Устройство для управления приво- 15 дом робота, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, блок умножения, блок коррекции, первый усилитель, электродвигатель и датчик тока, причем вал электродви- о гателя связан с исполнительным механизмом, датчиком положения и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу блока деления, а выход датчика положения соединен с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного ко входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и устойчивости устройства, оно содержит источник опорного напряжения, последовательно соединенные датчик момента и второй сумматор, а также последовательно соединенные второй усилитель и третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - ко второму входу блока умножения, выход датчика тока соединен со вторым входом второго сумматора, выходом подключенного ко второму входу блока деления, выход которого соединен со входом второго усилителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Н á81415, ten. G 05 В 13/02, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2799555/18-24, кл. В 25 I 13/00, 1979 (прототип) .