Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск

ЦИФРОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГЕКСАПОДОМ НА ОСНОВЕ ОБРАТНОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ С РЕАЛИЗАЦИЕЙ НА РАДИАЦИОННО СТОЙКОМ ARM-МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

https://doi.org/10.21778/2218-5453-2018-7-103-110

Полный текст:

Аннотация

Данные исследования являются частью актуальных работ, проводимых БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации по проектированию и созданию прецизионного механизма с параллельной кинематикой типа «гексапод». В современных разработках систем управления роботами наиболее популярен подход к регулированию, основанный на обратной модели динамики. В настоящей статье исследуется качество управления и реализуемость указанного подхода в системе управления гексаподом на основе отечественного радиационно стойкого микроконтроллера. Дано математическое описание модели динамики гексапода и алгоритма управления. Описывается модель цифровой системы управления, реализованной в среде MATLAB Simulink. Получены оценки качества регулирования гексаподом в контурном режиме управления. Оценивается программная реализация алгоритма управления в операционной системе реального времени Keil RTX на языке программирования C++. Определяется период квантования, необходимый для воплощения исследуемого алгоритма.

Об авторах

Д. Й. Джукич
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

инженер

190005, Санкт‑Петербург, ул. 1‑я Красноармейская, д. 1, тел.: 8 (921) 983‑03‑87



Ю. А. Жуков
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

старший  преподаватель

190005,  Санкт‑Петербург,  ул.  1‑я  Красноармейская,  д. 1,  тел.:  8 (911) 235‑42‑01



Е. Б. Коротков
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

к. т. н., доцент, главный научный сотрудник, научно‑исследовательская лаборатория робототехнических и мехатронных систем

190005, Санкт‑Петербург, ул. 1‑я Красноармейская, д. 1, тел.: 8 (921) 938‑15‑11



А. В. Мороз
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

старший  преподаватель

190005, Санкт‑Петербург, ул. 1‑я Красноармейская, д. 1, тел.: 8 (906) 266‑44‑77



Н. С. Слободзян
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова
Россия

ведущий инженер, научно‑исследовательская лаборатория робототехнических и мехатронных  систем

190005,  Санкт‑Петербург, ул. 1‑я Красноармейская, д. 1, тел.: 8 (953) 345‑38‑27



Список литературы

1. Коротков Е. Б., Матвеев С. А., Яковенко Н. Г. Пути повышения качественных показателей системы управления механизмом с параллельной структурой (гексапод, трипод) на базе российских и мировых доступных электронных компонентов // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 8. С. 85–91.

2. Merlet J.-P. Parallel Robots. Springer, 2006, 402 p.

3. Stewart D. A platform with six degrees of freedom. Proceedings of the Institution of mechanical engineers. 1965, vol. 180, рt. 1, no. 15, pp. 371–385.

4. Жуков Ю. А., Коротков Е. Б., Слободзян Н. С. Система управления механизмом с параллельной кинематикой для перемещения бортовых приборов КЛА на базе современного отечественного радиационно стойкого микроконтроллера с процессорным ядром Cortex-M4F // Вопросы радиоэлектроники. 2017. № 7. С. 48–54.

5. Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480 c.

6. Lewis F., Dawson D., Abdallah C. Robot Manipulator Control Theory and Practice. Marcel Dekker, 2004, 614 p.

7. Liu K., Fitzgerald J., Lewis F. Kinematic Analysis of a Stewart Platform Manipulator. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1993, vol. 40, no. 2, pp. 282–293.

8. Оценка решения задач кинематики в системе управления механизмом с параллельной кинематикой космического назначения на базе гексапода / Ю. А. Жуков, Е. Б. Коротков, Н. С. Слободзян, Н. Г. Яковенко // Оборонная техника. 2017. № 9. С. 29–37/

9. Lebret G., Liu K., Lewis F. Dynamic analysis and control of a Stewart platform manipulator. Journal of Robotic System, 1993, vol. 10, iss. 5, pp. 629–655.

10. Cardona M. N. A new Approach for the Forward Kinematics of General Stewart-Gough Platforms, 2015 Proc. of the 2015 IEEE Thirty Fifth Central American and Panama Convention, pp. 1–6.

11. Davliakos I., Papadopoulos E. Model-based control of a 6-dof electrohydraulic Stewart-Gough platform. Mechanism and Machine Theory, 2008, vol. 43, iss. 11, pp. 1385–1400.

12. Lopes A. Dynamic modeling of a Stewart platform using the generalized momentum approach. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, vol. 14, pp. 3389–3401.

13. Wang J., Wu J., Wang L., You Z. Dynamic feed-forward control of a parallel kinematic machine. Mechatronics, 2009, vol. 19, iss. 3, pp. 313–324.

14. Bellakehal S., Andreff N., Mezouar Y., Tadjine M. Vision/force control of parallel robots. Mechanism and Machine Theory, 2011, vol. 46, iss. 10, pp. 1376–1395.

15. Zubizarreta A., Marcos M., Cabanes I., Pinto C. A procedure to evaluate Extended Computed Torque Control configurations in the Stewart-Gough platform. Robotics and Autonomous Systems, 2011, vol. 59, iss. 10, pp. 770–781.

16. Lee S.-H., Song J.-B., Choi W.-C., Hong D. Position control of a Stewart platform using inverse dynamics control with approximate dynamics. Mechatronics, 2003, vol. 13, pp. 605–619.

17. Fu K. S., Gonzalez R. C., Lee C. S. Robotics. Control, Sensing, Vision, and Intelligence. New York, McGraw-Hill, 1987, 580 p.

18. Жуков Ю. А., Коротков Е. Б., Мороз А. В. Имитационная модель цифровой системы управления гексаподом с линейными приводами на базе шаговых двигателей // Вопросы радиоэлектроники. 2017. № 7. С. 35–41.

19. Микроконтроллер 1986ВЕ8Т [Электронный ресурс]. Сайт АО «ПКК Миландр», 2017. URL: http://ic.milandr.ru/products/mikrokontrollery_i_protsessory/ (дата обращения: 28.02.2018)

20. Пакет Simscape Multibody MATLAB [Электронный ресурс]. Сайт центра компетенций MathWorks, 2018. URL: https://matlab.ru/products/simmechanics/ (дата обращения: 28.02.2018)


Для цитирования:


Джукич Д.Й., Жуков Ю.А., Коротков Е.Б., Мороз А.В., Слободзян Н.С. ЦИФРОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГЕКСАПОДОМ НА ОСНОВЕ ОБРАТНОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ С РЕАЛИЗАЦИЕЙ НА РАДИАЦИОННО СТОЙКОМ ARM-МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ. Вопросы радиоэлектроники. 2018;(7):103-110. https://doi.org/10.21778/2218-5453-2018-7-103-110

For citation:


Djukic D.J., Zhukov Yu.A., Korotkov E.B., Moroz A.V., Slobodzyan N.S. HEXAPOD DIGITAL CONTROL USING THE INVERSE DYNAMICS AND IT IMPLEMENTATION ON THE RADIATION-RESISTANT ARM-MICROCONTROLLER. Issues of radio electronics. 2018;(7):103-110. (In Russ.) https://doi.org/10.21778/2218-5453-2018-7-103-110

Просмотров: 90


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


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