Исследование динамики системы управления манипуляционными роботами двустороннего действия

Рассмотрены системы управления манипуляционными роботами двустороннего действия. В составе манипуляционного робота два манипулятора, каждый из которых оснащен шестикомпонентным силомоментным датчиком, размещенным на запястье. Векторы управляющих воздействий на входах систем управления каждого манипулятора формируются в виде разности интегралов сигналов силомоментного датчика. Система управления манипуляторами является системой симметричного типа. Представлены математические модели системы двустороннего действия как многомерной динамической системы с учетом взаимовлияния приводов. Предложен способ исследования и обеспечения устойчивости таких систем на основе рассмотрения функции Найквиста. Приведены соотношения для функции Найквиста при движении манипуляторов в свободной зоне, взаимодействии одного или обоих манипуляторов с внешней средой. Обоснована возможность исследования устойчивости системы двустороннего действия на основе рассмотрения свойств годографа функции Найквиста только для одного манипулятора. Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие теоретические положения. Эксперименты выполнены на полунатурном моделирующем стенде, построенном на базе двух промышленных роботов.

Литература

[1] Кулешов В.С., Лакота Н.А. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы. М.: Машиностроение, 1986.

[2] Лесков А.Г., Илларионов В.В., Лескова С.М., Полухин В.И. Разработка функционально-моделирующих стендов для подготовки операторов космических манипуляционных роботов // Тез. докл. 6-й МНТК "Пилотируемые полеты в космос", Звездный городок, 2005. С. 179–180.

[3] Медведев В.С., Лесков А.Г., Ющенко А.С. Системы управления манипуляционных роботов. М.: Наука, 1978.

[4] Егоров И.Н., Жигалов Б.А., Кулешов В.С. Проектирование следящих систем двустороннего действия. М.: Машиностроение, 1980.

[5] Nohmi M., Bock T. Contact task by force feedback teleoperation under communication time delay. Human-robot interaction. Ed. by Nilanjan Sarkar, Itech Education and Publishing, Vienna, Austria, 2007. Р. 522.

[6] Алферов Г.В., Кулаков Ф.М., Нечаев А.И., Чернакова С.Э. Информационные системы виртуальной реальности в мехатронике и робототехнике. СПб.: СОЛО, 2006.

[7] Казмиренко В.Ф., Лесков А.Г., Введенский В.А. Системы следящих приводов. М.: Энергоатомиздат, 1993.

[8] Лесков А.Г., Калеватых И.А. Экспериментальные исследования алгоритмов управления связанным движением двурукого манипуляционного робота // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. № 4. 2012. С. 33–43.