Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск

Позиционное управление линейным приводом мехатронного устройства с параллельной кинематикой

https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-9-6-13

Полный текст:

Аннотация

В настоящей статье представлены результаты актуальных работ по проектированию и исследованию прецизионных исполнительных механизмов с параллельной кинематикой, предназначенных для наведения и ориентации различных объектов. Для защиты чувствительной нагрузки и несущей платформы от нежелательных возмущений, превышающих допустимые, а также для ограничения времени переходных процессов и затрачиваемой мощности предложен способ планирования траектории перемещения штока линейного привода при работе в позиционном режиме. Описан алгоритм расчета параметров траектории движения объекта при заданных ограничениях на скорость, ускорение и производную ускорения, а также предложен алгоритм реализации управления по спланированной траектории для современной микропроцессорной системы, реализующий зависимость скорости от перемещения. Достоинством предложенного способа управления является исключение накопительного эффекта статической ошибки перемещения при соблюдении динамических ограничений, а также возможность применения алгоритмов как в замкнутых обратной связью, так и в разомкнутых приводах на основе различных типов электродвигателей. Приведены результаты имитационного компьютерного моделирования разомкнутого привода, работающего по предложенному алгоритму, отмечены достоинства и недостатки такого подхода.

Об авторе

Н. С. Слободзян
БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова
Россия

Слободзян Никита Сергеевич, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Робототехнические и мехатронные системы»

190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1

тел.: 8 (953) 345-38-27



Список литературы

1. Космическая обсерватория «Миллиметрон» [Электронный ресурс]. URL: http://millimetron.ru/ru (дата обращения: 13.04.2020).

2. Дубаренко В. В., Артеменко Ю. Н., Кучмин А. Ю. Управление динамическими объектами на основе гексаподов. ХI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. 2015. С. 1229–1231.

3. Саяпин С. Н., Артеменко Ю. Н., Мышонкова Н. В. Проблемы прецизионности криогенного космического телескопа обсерватории «Миллиметрон» // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Естественные науки. 2014. № 2 (53). С. 50–76.

4. Жуков Ю. А., Лычагин Ю. В., Слободзян Н. С. Решение задач кинематики гексапода в реальном времени. Интеллектуальные системы, управление и мехатроника-2017: материалы III Всероссийской научно-технической конференции. 2017. С. 87–91.

5. Slobodzyan N. S. Methods of improving hexapod’ linear actuators accuracy in space application // Extreme Robotics. 2019. Vol. 1. No. 1. P. 373–381.

6. Слободзян Н. С. Оценка точности разомкнутого линейного привода, достижимой методом калибровки и компенсации линейного теплового расширения // Радиопромышленность. 2019. № 2. С. 54–61.

7. Lambrechts P., Boerlage M., Steinbuch M. Trajectory planning and feedforward design for electromechanical motion systems // Control Engineering Practice. 2005. Vol. 13. No. 2. P. 145–157.

8. Групповое управление актуаторами контррефлектора радиотелескопа / Ю. Н. Артеменко, В. А. Агапов, В. В. Дубаренко, А. Ю. Кучмин // Информационно-управляющие системы. 2012. № 4 (59). С. 2–9.

9. Жуков Ю. А., Коротков Е. Б., Мороз А. В. Кинематическое управление гексаподом космического назначения. Интеллектуальные системы, управление и мехатроника-2018: материалы Всероссийской научно-технической конференции. 2018. С. 67–71.

10. Beiki M., Irani-Rahaghi M. Optimal trajectory planning of a six DOF parallel stewart manipulator. 6th RSI International Conference on Robotics and Mechatronics (IcRoM). 2018. P. 120–125.

11. Жуков Ю. А., Коротков Е. Б., Слободзян Н. С. Режимы работы шаговых приводов прецизионной системы позиционирования и ориентации космического назначения на базе гексапода // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. 2018. Т. 18. № 4. С. 18–21.

12. Mahmaud S., Elsheri M., et al. Field orientation control of stepper motors // Engineering Research Journal. 2012. Vol. 35. No. 1. P. 25–31.

13. Khalil W., Ibrahim O. General solution for the dynamic modeling of parallel robots. IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2004. P. 3665–3670.

14. Zhanli Zh., Shijun G., et al. A New acceleration and deceleration algorithm and applications. Second International Conference on Intelligent System Design and Engineering Application. 2012. P. 121–124.

15. Радиационно стойкий микроконтроллер 1986ВЕ8Т [Электронный ресурс]. URL: https://ic.milandr.ru/products/radiatsionno_stoykie_mikroskhemy/1986ve8t (дата обращения: 13.04.2020).

16. Zhang D., Wang J., et al. Stepper motor open-loop control system modeling and control strategy optimization // Archives of Electrical Engineering. 2019. Vol. 68. P. 63–75.


Для цитирования:


Слободзян Н.С. Позиционное управление линейным приводом мехатронного устройства с параллельной кинематикой. Вопросы радиоэлектроники. 2020;49(9):6-13. https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-9-6-13

For citation:


Slobodzyan N.S. Positional control of a parallel kinematics mechatronic manipulator linear drive. Issues of radio electronics. 2020;49(9):6-13. (In Russ.) https://doi.org/10.21778/2218-5453-2020-9-6-13

Просмотров: 69


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2218-5453 (Print)
ISSN 2686-7680 (Online)