Xiamen Sinuowei Automated Science and Technology Co.,Ltd

banner

ผลิตภัณฑ์ร้อน

หุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่น 2021-11-22
ประวัติการวิจัย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์ การใช้โครงสร้างหุ่นยนต์ที่มีความเร็วสูง ความแม่นยำสูง และอัตราส่วนน้ำหนักบรรทุกต่อน้ำหนักสูง ได้รับความสนใจอย่างมากในด้านอุตสาหกรรมและการบินและอวกาศ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของผลกระทบที่ยืดหยุ่นของข้อต่อและการเชื่อมโยงในกระบวนการเคลื่อนไหว โครงสร้างจึงผิดรูป ซึ่งลดความแม่นยำของการปฏิบัติงาน ดังนั้นจึงต้องพิจารณาความยืดหยุ่นเชิงโครงสร้างของหุ่นยนต์จัดการ และต้องพิจารณาพลวัตของระบบด้วยเพื่อให้เกิดการควบคุมที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพของตัวจัดการหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่น เครื่องมือจัดการที่ยืดหยุ่นเป็นระบบไดนามิกที่ซับซ้อนมาก สมการไดนามิกของมันมีลักษณะของความไม่เชิงเส้น การมีเพศสัมพันธ์ที่รุนแรง และการแปรผันที่แท้จริง การสร้างแบบจำลองเป็นสิ่งสำคัญมากในการศึกษาพลวัตของแขนที่ยืดหยุ่นได้ เครื่องมือจัดการที่ยืดหยุ่นไม่ได้เป็นเพียงระบบไม่เชิงเส้นที่มีการมีเพศสัมพันธ์ที่ยืดหยุ่นเท่านั้น แต่ยังเป็นระบบไม่เชิงเส้นที่มีการมีเพศสัมพันธ์ทางไฟฟ้าด้วย วัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองแบบไดนามิกคือเพื่อให้เป็นพื้นฐานสำหรับคำอธิบายระบบควบคุมและการออกแบบตัวควบคุม คำอธิบายของระบบควบคุมทั่วไป (รวมถึงคำอธิบายพื้นที่ของรัฐในโดเมนเวลาและคำอธิบายฟังก์ชันการถ่ายโอนในโดเมนความถี่) มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับตำแหน่งของเซ็นเซอร์ / แอคทูเอเตอร์ การถ่ายโอนข้อมูลจากแอคทูเอเตอร์ไปยังเซ็นเซอร์ และลักษณะไดนามิกของหุ่นยนต์

ทฤษฎีการสร้างแบบจำลอง

สมการไดนามิกของตัวจัดการแบบยืดหยุ่นนั้นสร้างขึ้นโดยใช้สมการตัวแทนส่วนใหญ่สองสมการ ได้แก่ สมการลากรองจ์และสมการของนิวตันออยเลอร์ นอกจากนี้ หลักการแปรผัน หลักการการกระจัดเสมือน และสมการ Kane มักถูกนำมาใช้ คำอธิบายของการเสียรูปของร่างกายที่ยืดหยุ่นเป็นพื้นฐานของการสร้างแบบจำลองและการควบคุมระบบหุ่นยนต์ที่ยืดหยุ่น ดังนั้นจึงเลือกวิธีใดวิธีหนึ่งเพื่ออธิบายการเสียรูปของร่างกายที่ยืดหยุ่นได้ และคำอธิบายของการเสียรูปนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการแก้สมการไดนามิกของระบบ

การเสียรูปของร่างกายที่ยืดหยุ่นสามารถอธิบายได้ดังนี้:

1) วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

2) วิธีส่วน จำกัด

3) วิธีการสังเคราะห์แบบโมดอล

4) วิธีมวลเข้มข้น

สมการจลนศาสตร์

ไม่ว่าจะเป็นแบบจำลองไดนามิกแบบต่อเนื่องหรือแบบไม่ต่อเนื่อง วิธีการสร้างแบบจำลองนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการพื้นฐานสองวิธีเป็นหลัก: วิธีกลศาสตร์เวกเตอร์และวิธีกลศาสตร์การวิเคราะห์ สูตรของนิวตันออยเลอร์ สมการลากรองจ์ หลักการแปรผัน หลักการแทนที่เสมือนจริง และสมการเคน ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางและครบถ้วน

กลยุทธ์การควบคุม

โดยทั่วไปแล้วตัวจัดการแบบยืดหยุ่นจะถูกควบคุมด้วยวิธีต่อไปนี้:

1) การรักษาที่เข้มงวด อิทธิพลของการเสียรูปยืดหยุ่นของโครงสร้างต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายที่แข็งกระด้างจะถูกละเลยโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปที่ยืดหยุ่นมากเกินไปซึ่งทำลายความเสถียรและความแม่นยำของตำแหน่งสิ้นสุดของตัวจัดการแบบยืดหยุ่น ความเร็วเชิงมุมสูงสุดของยานอวกาศที่ควบคุมด้วยรีโมทของ NASA คือ 0.5deg/s

2) วิธีการชดเชย Feedforward การสั่นสะเทือนทางกลที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปแบบที่ยืดหยุ่นของตัวจัดการถือเป็นการรบกวนที่กำหนดขึ้นเพื่อการเคลื่อนไหวที่แข็งกระด้าง และใช้วิธีการชดเชยการป้อนกลับเพื่อต่อต้านการรบกวนนี้ Bernd gebler แห่งเยอรมนีศึกษาการควบคุมฟีดฟอร์เวิร์ดของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมด้วยแท่งยางยืดและข้อต่อแบบยืดหยุ่น Zhang Tiemin ศึกษาวิธีการกำจัดเสาหลักและความไม่เสถียรของระบบโดยการเพิ่มศูนย์ และออกแบบตัวควบคุมการป้อนกลับด้วยการหน่วงเวลา เมื่อเทียบกับตัวควบคุม PID สามารถขจัดการสั่นสะเทือนที่เหลือของระบบได้ชัดเจนยิ่งขึ้น Seering Warren P. และนักวิชาการคนอื่นๆ ได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับเทคโนโลยีการชดเชย feedforward

3) การควบคุมการตอบสนองการเร่งความเร็ว Khorrami farshad และ Jain Sandeep ศึกษาการควบคุมวิถีปลายของตัวจัดการที่ยืดหยุ่นโดยใช้ผลป้อนกลับการเร่งความเร็วที่สิ้นสุด

4) การควบคุมการทำให้หมาด ๆ แบบพาสซีฟ เพื่อลดอิทธิพลของการเปลี่ยนรูปยางยืดแบบสัมพัทธ์ของตัวกล้องที่ยืดหยุ่นได้ จึงเลือกใช้วัสดุที่ใช้พลังงานหรือวัสดุกักเก็บพลังงานต่างๆ เพื่อออกแบบโครงสร้างของแขนเพื่อควบคุมการสั่นสะเทือน หรือการใช้โช้คอัพหน่วง วัสดุหน่วง แผ่นโลหะหน่วงคอมโพสิต โลหะผสมหน่วง หรือวัสดุหน่วงขนาดใหญ่ viscoelastic เพื่อสร้างโครงสร้างการหน่วงเพิ่มเติมบนลำแสงที่ยืดหยุ่นเป็นการควบคุมการหน่วงแฝงแบบพาสซีฟ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้วัสดุลดแรงสั่นสะท้านขนาดใหญ่ที่มีความหนืดในการควบคุมการสั่นสะเทือนของตัวจัดการแบบยืดหยุ่นได้ดึงดูดความสนใจอย่างมาก Rossi Mauro และ Wang David ได้ศึกษาการควบคุมแบบพาสซีฟของหุ่นยนต์ที่มีความยืดหยุ่น

5) วิธีการควบคุมการป้อนกลับแบบบังคับ การควบคุมแรงสะท้อนกลับของการสั่นสะเทือนของหุ่นยนต์ควบคุมที่ยืดหยุ่นนั้นแท้จริงแล้วเป็นวิธีการควบคุมโดยอิงจากการวิเคราะห์ไดนามิกผกผัน กล่าวคือ ตามการวิเคราะห์ไดนามิกผกผัน แรงบิดที่ใช้กับปลายขับจะได้รับผ่านการเคลื่อนไหวที่กำหนดที่ปลายแขน และ แรงบิดในการขับขี่จะได้รับการชดเชยด้วยการตรวจจับการเคลื่อนไหวหรือแรง

6) การควบคุมแบบปรับได้ ระบบนี้แบ่งออกเป็นระบบย่อยร่วมและระบบย่อยที่ยืดหยุ่นโดยใช้การควบคุมแบบปรับตัวร่วมกัน วิธีการทำให้เป็นเชิงเส้นของพารามิเตอร์ใช้เพื่อออกแบบกฎการควบคุมแบบปรับตัวเพื่อระบุพารามิเตอร์ที่ไม่แน่นอนของตัวจัดการแบบยืดหยุ่น ตัวควบคุมการติดตามของตัวจัดการแบบยืดหยุ่นที่มีความไม่เชิงเส้นและความไม่แน่นอนของพารามิเตอร์ได้รับการออกแบบ การออกแบบตัวควบคุมขึ้นอยู่กับการออกแบบการควบคุมที่แข็งแกร่งและปรับเปลี่ยนได้ของวิธี Lyapunov ระบบแบ่งออกเป็นสองระบบย่อยผ่านการเปลี่ยนสถานะ การควบคุมแบบปรับได้และการควบคุมที่แข็งแกร่งใช้เพื่อควบคุมระบบย่อยทั้งสองตามลำดับ

7) การควบคุม PID ในฐานะที่เป็นตัวควบคุมที่ได้รับความนิยมและใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวควบคุม PID ถูกใช้อย่างกว้างขวางในการควบคุมของตัวจัดการที่เข้มงวด เนื่องจากความเรียบง่าย ประสิทธิภาพ และความสามารถในการปฏิบัติได้ มักจะสร้างตัวควบคุม PID ที่ปรับตัวเองได้ด้วยการปรับเกนของตัวควบคุมหรือระบบควบคุมแบบผสมรวมกับวิธีการควบคุมอื่นๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวควบคุม PID

8) การควบคุมโครงสร้างตัวแปร ระบบควบคุมโครงสร้างแบบแปรผันคือระบบควบคุมป้อนกลับแบบต่อเนื่อง ซึ่งการควบคุมโหมดการเลื่อนเป็นการควบคุมโครงสร้างแบบแปรผันที่ใช้บ่อยที่สุด ลักษณะของมัน: บนพื้นผิวสวิตช์มีโหมดเลื่อนที่เรียกว่า ในโหมดเลื่อน ระบบยังคงไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์และการรบกวน ในเวลาเดียวกันวิถีของมันตั้งอยู่บนผิวทางสวิตชิ่ง ปรากฏการณ์เลื่อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของระบบและมีคุณสมบัติที่เสถียร การออกแบบตัวควบคุมโครงสร้างตัวแปรไม่ต้องการแบบจำลองไดนามิกที่แม่นยำของตัวจัดการ และขอบเขตของพารามิเตอร์แบบจำลองก็เพียงพอแล้วที่จะสร้างตัวควบคุม

9) การควบคุมเครือข่ายคลุมเครือและประสาท เป็นตัวควบคุมภาษาซึ่งสามารถสะท้อนลักษณะการคิดของคนในกิจกรรมการควบคุมได้ ลักษณะสำคัญประการหนึ่งคือการออกแบบระบบควบคุมไม่ต้องการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุควบคุมในความหมายทั่วไป แต่ต้องใช้ความรู้จากประสบการณ์และข้อมูลการทำงานของผู้ปฏิบัติงานหรือผู้เชี่ยวชาญ
ได้รับการติดต่อ

ได้รับการติดต่อ

    ถ้าคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ของเราและต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมกรุณาฝากข้อความที่นี่เราจะตอบคุณโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้

  • รีเฟรชภาพ

บ้าน

ผลิตภัณฑ์

เกี่ยวกับ

ติดต่อ

ด้านบน