控制双链路SCARA机器人使用量化反馈理论

G.S.C.N.Durga Rao^一号Ch.V.N.Raja²D.Narendra Kumar³

PG学生系统EEE工程学院Visakapatnam^一号
助理教授EEE工程学院Visakapatnam²
PG学生系统EEE工程学院Visakapatnam³

抽象性

SCARA机器人主要适合选址操作,如部件处理、汇编等至今许多控制器设计(像试误,ZNPID和IMC等)控制Scara机器人实现理想位置这些控制器的主要缺陷是工厂参数自动改变系统性能变化本文中,为克服偏差量化反馈理论建议单链路和双链路SCARA机器人

关键字

SCARA、QFT、robust控制器、IMC、PID

导言

SCARA机器人手腕端垂直连接横向分解操作器机器人配置通常有一个垂直(线性)和两个复演连接点,它由日本Yamanashi大学Makino教授设计,适合垂直运动需求小于横向运动需求的业务程序集成工作从部件持有者取零件并沿近横向路径移动至集合单元Fig.1显示二链路spra机器人模型潜在问题主要因集成定位错误而产生适应型模型控制策略无法克服机器人系统不确定性结构动态机器人操纵者模型由高度非线性并发二阶微分方程组成非线性参数变异实系统防止普通线性时变控制机制实现令人满意的控制性能线性化技术强控不确定机器人一直是多项研究的主题举例说,见[1],Kawabata等Takayanagi等(1993年)(1993年)研究强定位控制器双链操作器Tern等[2] 展示SCARA机器人动态建模和线性化技术CH.V.N Raja使用IMCPID控制器控制双链路Scara机器人

SCARA机器人用于清洁机应用,例如电子行业的rafer和磁盘处理多任务执行小段时间它需要人搭建复杂的东西,如计算机背板或大型推车,如18轮半货车框架,工具有助于增产并降低成本,因为效率高

多实用系统开放循环函数高度不确定性,难于创造合适的稳定边际和良好命令性能并解决闭环系统问题系统内单固定控制器量化反馈理论是一种强健反馈控制系统设计技术,它允许直接设计闭环强性能和稳定性规范[4]

QFT不仅使用函数传递法,而且在设计过程也考虑相位信息QFT独有特征是性能规范表示频域响应界满足这些界点意味着对应近似闭环实现时域响应界对特定输入类别和特定链式集所有不确定性级

参数不确定系统工厂模板必须在QFT设计前生成(固定频率,工厂频率响应集称模板)。基于工厂模板,QFT转换闭环级规范为最小开环函数量约束值(这些被称为QFT边框)。面值开路函数设计同时满足约束并实现面值闭路稳定在二度自由设计中,预过滤器设计后循环闭合后控制器设计)[5]

scaraROBOT

导言SCARA机器人广泛用于选址操作、工厂自动化装配产品机器人、焊接机器人等

考虑Fig.2.系统显示反馈结构二度自由中图P不确定工厂归定Ps++++++++++QQP}向量不确定取值Gs表示固定结构反馈控制器Fs表示预滤器Ds表示厂输出扰动

链接矩阵显示机器人对基坐标系的位置和方向

P向量定位R向量向量机器人机器人构造空间有六维性,因为每个机器人位置都能找到坐标(Px、Py、Pz)和yaw方向特征、droot和滚动反向运动学问题可被视为:对机器人的P和R查找空间变异值满足方程(1)

SCARA机器人动态牛顿-欧拉方程对操作者进行符号评价时,产生动态方程,可写成表单

中位数为nxn质量矩阵

系统线性化QFT法中非线性工厂转换成线性不确定过程组文献中报告了两种技术实现这种转换:非线性植物线性时异等技术和非线性等效技术[6]本文使用LitIE方法.Tagriad和Afshar[7]和Gharib等8建议线性化技术预测工作空间实非线性系统行为每一链路都被视为连接电机的负载系统忽略方程2中所有非线性术语后,便有可能为每一链路写出简单管式方程

角速度何在加速度和所需托盘线性传输函数

链接 1 eff = [0.75 5.2],Jeff = [0.20.5]

控制器设计

本节使用QFT方法[9,10]设计SCARA机器人控制器非线性工厂需要转换成线性不确定过程组,第2节引进技术需要实施本节的目标是合成合适的控制器和预滤器,以便:

闭环系统稳定化;

(b) 它可以跟踪期望输入量;

可使用适当的强压拒绝界法研究交叉效果

稳定边框可定义

跟踪规范超标20%和沉积时间0.2秒,所有工厂不确定性可用二阶系统描述

中下界和上界T(j)表示输入R(s)对输出Y(s)之间的输入输出关系适配强扰动拒绝界

第一步必须定义工厂不确定性(模板),Fig显示工厂链路模板计算边界3级强差边框用Fig.4表示,强扰阻塞和参考跟踪边框分别用Figs5和6显示。交叉界或强性能界见Fig7.Figs.8和9显示循环构造和预过滤结果图11显示步态响应所有参数不确定性系统

模组结晶

链接1:

图3显示工厂模板边界链接1开环相 X轴和开环相Y轴

Fig 4显示链路1稳定边框 X轴开环相和Y轴开环相

图5显示输出扰动规范边界链接1 X轴开环相和Y轴开环相

Fig 6显示链接1参考跟踪边界x轴开环相

图7显示链路1交叉边界x轴开环相

图8显示开环相 X轴和开环增益y轴之间的控制器设计图

控制器链接1

图9显示X轴频率与Y轴数值间预滤器设计图

网络化

四控件阶梯响应比较

Fig 13显示相位响应比较IMC、QFT、试误ZNPID连接控制器

Fig 14显示相位响应比较IMC、QFT、试误ZNPID连接2

结论

本文中我们建议QFT控制器单连通所需时间域规范从模拟结果中,我们得出结论,QFT提供参数不确定性系统所需响应,而常规控制方法则有试误,ZNPID和IMC控制器

图一览


图1	图2	图3	图4	图5

图6	图7	图8	图9	图10

图11	图12	图13	图14

引用

康市B Chai TY大岛K杨JM和Fujii强震控scra控制Eng实践,1997年5(7),907-917
田南市J.BejeiKLotdorl和Chen非线性反馈强链接控制记录IEE控制会议,纽约,1984年,pp38-51(IEE,Piscaway新泽西州)
Ch.V.N Raja.使用IMCPID控制器控制双链路Scara机器人
霍洛维茨 IM.和西迪M反馈系统合成大植物对规定时域容内注J.控件1972年16年287-309
O.线性非线性控制系统量化反馈设计,1998年(KluwerAcademic Publits,Norwell和Massachussets)。
耐采法特塞佩里市强力控制器设计电水驱动器非线性模型EEE机器人自动化会议记录Detroit,MI,1999年5月10日至15日,pp200-206(IEE,Piscaway新泽西州)
塔吉拉德市和AfsharPID线性SCARA控制器设计第八次国际电气工程会议记录,Isfahan,1999年5月,pp161-168
GharibM.Amyi Moghadam.和Moavenian机器人技术应用建设自动化机器人国际专题讨论会,2007年9月19-21日,印度喀拉拉
霍洛维茨 I量化反馈理论调查内注J.控制 1991 53 255-291
胡比斯市H.Rasmussen S.J.和Garcia-Sanz量化反馈理论、基础知识和应用,第二版,2005年(Marcel Dekker,纽约)。

控制双链路SCARA机器人使用量化反馈理论

抽象性

关键字

导 言

scaraROBOT

控制器设计

模组结晶

网络化

结论

图一览

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