МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИКА
УДК 681.5.015
С. Л. К р у т и к о в
БАЗОВЫЕ ИНЕРЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ
МАНИПУЛЯЦИОННЫХ РОБОТОВ
Приведен краткий обзор существующих методов решения задачи
получения базовых инерционных параметров, даны основные по-
нятия и определения и предложен новый метод поиска базовых
инерционных параметров для произвольного манипулятора с кине-
матической схемой без ветвлений. Рассмотрены примеры исполь-
зования предлагаемого метода для простейших механизмов.
E-mail:
Ключевые слова
:
параметрическая идентификация, динамическая мо-
дель манипулятора, динамическое управление манипулятором, базовые
инерционные параметры, уравнение движения в форме Лагранжа.
В современных системах управления манипуляционными робота-
ми, как правило, учитывается динамика всего механизма. Это позво-
ляет компенсировать динамическое взаимовлияние звеньев и нелиней-
ность системы и добиться высокой точности позиционирования при
больших ускорениях и работе со значительными нагрузками. Такие
способы управления называются динамическими и в отличие от кине-
матических способов основываются на уравнении движения робота.
Кроме того, знание динамической модели необходимо для математи-
ческого моделирования движений манипулятора, что особенно акту-
ально при создании программных имитаторов реальных механизмов
(тренажеров).
Уравнение динамики манипулятора полностью определяется его
кинематической схемой и инерционными параметрами. Кинемати-
ческие характеристики манипулятора (в виде параметров Денавита–
Хартенберга) обычно известны с достаточной точностью из конструк-
торской документации или данных САПР. Что же касается инерци-
онных параметров, их также можно определить с помощью пакетов
САПР, но такой способ дает довольно грубые результаты [1], которых
недостаточно для реализации алгоритмов динамического управле-
ния. В связи с этим возникает задача идентификации инерционных
параметров на основе данных о реальном движении манипулятора
(положения, скорости, ускорения, силы и моменты в сочленениях).
Проиллюстрируем постановку задачи идентификации на примере
плоского двухзвенного манипулятора, кинематическая схема которого
приведена на рис. 1. Известными полагаются геометрические пара-
метры механизма — длины звеньев
a
1
и
a
2
. Оценке подлежат массы
28 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 1
