Программные связи и обеспечение устойчивости движения электромеханического манипулятора

Для теоретического изучения динамики манипуляционных роботов, определения конструктивных параметров и законов управления необходимо иметь расчётные механические модели, с достаточной точностью описывающие свойства реальных роботов. Выбор расчётной модели в каждом конкретном случае определяется кинематической схемой манипулятора, механическими свойствами (инерционными, упругими, диссипативными и т.п.) его деталей и узлов, типом и характеристиками приводов, а также необходимойточностью производимых расчётов. Задачей управления является обеспечение движения механической системы согласно некоторым требованиям, которые составляют её программу. Программное движение системы может быть осуществлено приложением к системе управляющих сил, изменением параметров системы в процессе движения, построением специальных управляющих устройств (регуляторов) или сочетанием этих возможностей. Исходными задачами теории управления являются обратные задачи классической динамики. С математической точки зрения расчётная модель манипуляционного робота представляет собой систему дифференциальных уравнений. Эта модель может содержать уравнения, описывающие также явления немеханической природы, например электрические процессы в цепях электродвигателей приводов. В данной статье автором исследуются вопросы обеспечения условий асимптотической устойчивости программного движения механических и электромеханических систем с голономными и неголономными связями. На примере модели трёхзвенного управляемого электромеханического манипулятора обеспечиваются условия асимптотической устойчивости заданного движения. Описываемые подходы к обеспечению условий асимптотической устойчивости электромеханических систем могут быть использованы при исследовании устойчивости движения несвободных механических систем, в механике управляемого движения, при решении задач управления роботами-манипуляторами, транспортными и космическими системами.

Program Constraints and Ensuring Stability of Movement of the Electromechanical Manipulator

For the theoretical study of the dynamics of manipulation robots, define design parameters and control laws, you must have a current mechanical models that accurately describe the properties of real robots. The choice of the computational model in each case is determined by the kinematic scheme of the manipulator, mechanical properties (inertial, elastic, dissipative, and the like) parts and assemblies, type and characteristics of the drives, as well as the required accuracy of the calculation. The objective of the control is to ensure the motion of the mechanical system under some requirements that make up its program. Program motion of the system can be performed by the application to the system of control of forces, the system settings change in the process, building of special control devices (controllers) or a combination of these. The original objectives of the control theory are inverse problems of classical dynamics. From the mathematical point of view, calculation model manipulation robot is a system of differential equations. This model may include equations describing the phenomena non-mechanical nature, for example, electrical processes in the circuits of the motors of the actuators. In this article the author examines the issues of ensuring conditions of the asymptotic stability software movement mechanical and electromechanical systems with holonomic and nonholonomic constraints. For example, the three-tier model controllable electromechanical manipulator conditions of the asymptotic stability of a given movement. The described approaches to ensuring the asymptotic stability of electromechanical systems can be used in the study of stability of motion proprietary mechanical systems, mechanics of controlled motion in the solution of management tasks manipulators, transport and space systems.