Робот (от Чежского robota – каторжный труд, каторга) - автоматическое устройство, предназначенное для замены человека в опасных ситуациях и условиях и освобождения его от монотонных повседневных операций. Современные роботы, созданные на основе новейших достижений науки и техники, используются во всех сферах жизнедеятельности человека.
Робототехника – это прикладная наука, которая объединяет такие дисциплины, как механика, дистанционная механика, электроника, информатика, электротехника и радиотехника, искусственный интеллект и производство.
Роботизированные системы являются основой промышленной, медицинской и аэрокосмической автоматизации. Создание такого комплекса в настоящее время является неотложной задачей и требует широкого участия информационных технологий и компьютерных технологий.
Исследования в области моделирования и управления межпланетными роботами в конечном итоге направлены на полную автоматизацию этих процессов. Эта цель очень сложна, поскольку предполагает решение широкого круга теоретических и практических задач, требующих всестороннего исследования.
В частности, сенсорные системы МПРМ имеют дело с неизвестными и плохо структурированными средами. Использование систем компьютерного зрения в случае плохой видимости не обеспечивает достаточной надежности [9].
Чтобы заказать контрольную работу по экономике заполните форму заказа. Укажите все требования и мы приступим к выполнению вашей контрольной работы!
В связи с этими характеристиками внедрение МПРМ в производственный процесс требует специально разработанной системы управления (СУ). Они используются для организации взаимодействия между человеческими операторами и МПРМ и для обеспечения процессов, необходимых для автоматизации технических операций.
В настоящее время большинство СУ МПРМ, используемых в отечественной промышленности, разрабатываются за рубежом. Поскольку они являются закрытыми решениями, при их использовании поставка и техническая поддержка СУ и его компонентов зависит от иностранных компаний. Кроме того, их использование зависит от функционального решения, разработанного производителем, что ограничивает возможность их адаптации для решения конкретной задачи.
В связи с этим возникает проблема импортозамещения. Как правило, существующие отечественные разработки относятся к 70-80-м годам прошлого века, что делает их в настоящее время морально и технически устаревшими. Поэтому задача разработки современного СУ МПРМ, соответствующего зарубежным аналогам, является актуальной.
Помимо разработки самого СУ, необходимо интегрировать МПРМ с другими техническими объектами, такими как металлообрабатывающие станки. Эта задача требует внесения изменений в архитектуру СУ.
Поэтому целью работы является разработка и исследование системы управления межпланетным роботом-манипулятором на основе контроллера движения, обеспечивающего качественное управление в условиях изменения динамических параметров.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
1) Исследовать общий метод и определить требования к управлению манипулирующим роботом;
2) Исследовать кинематику и динамику робота и сформировать его математическую модель;
3) Исследовать системы управления манипуляторами роботов с различными типами регуляторов;
4) Разработка аппаратных и программных средств для СУ МПРМ;
5) Исследование развития СУ МПРМ.
6) Произвести расчет технико-экономического обоснования
Для решения этих задач использованы матрицы и арифметическое исчисление, средства передаточных функций и структурные схемы, пространственные преобразования и методы объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна данной работы зависит от разработки и внедрения новых методов решения задач с помощью межпланетных роботизированных манипуляторов и включает в себя следующее:
1) Предложена структура и принцип системы управления манипуляторами робота на основе двухпроцессорной архитектуры с использованием контроллера движения и промышленного компьютера;
2) Создана обобщенная математическая модель управления манипуляторами;
3) Разработан метод оптимизации расчета динамической модели с использованием метода Лагранжа-Эйлера;
4) Предложен вариант построения позиционного контроллера и получена интегральная оценка качества МПРМ СУ.
Практическую ценность имеют следующие результаты:
1) Аппаратная реализация, алгоритм и программное обеспечение системы управления МПРМ с использованием контроллера движения и промышленного компьютера;
2) Структура программных средств СУ МПРМ, реализованных в рамках двухпроцессорной архитектуры;
3) Метод создания системы управления МПРМ использует метод двойного стандарта, основанный на использовании различных форм тестовых сигналов и формировании заданных показателей точности и скорости для контурно-позиционного движения.
Разработанная СУ МПРМ реализована в виде макета для управления трехзвенным манипулятором МПРМ и используется в учебных процессах.
75 страниц
74% уникальность
2021 год
37 просмотров
