Introdução:O que é controle de posição, o controle de posição é um método de controle mais comum no campo do controle industrial, geralmente usado na posição de controle de movimento de equipamentos mecânicos, como máquinas-ferramentas e braços robóticos, etc., em muitos equipamentos mecânicos de ponta, precisam usar o controle de posição. Neste artigo, levaremos o controle de posição do braço do robô para realizar a introdução do conteúdo relevante.
Um braço robótico é um tipo comum de robô de fabricação que se assemelha a um braço humano, com várias partes que são muito semelhantes ao ombro, cotovelo e pulso humanos, e pode ser guiado para executar várias operações, assim como um braço humano. Como o ombro humano é fixo ao corpo, o "ombro" do braço é montado em uma base estacionária, enquanto o resto do braço pode ser movido em diferentes direções.
O controle de posição do braço é para garantir que o braço alcance a posição desejada sem desvio, e é uma função importante do braço. As articulações do braço robótico são geralmente controladas por motores, e o operador pode controlar a polícia robótica controlando os motores nas articulações por meio de um computador. Como os motores se movem em incrementos controlados, o braço pode ser feito para se mover repetidamente de uma forma muito precisa, com um alto grau de exatidão e confiabilidade. Na próxima seção, apresentaremos brevemente o princípio do controle de posição do braço robótico e o método de controle de posição do braço robótico.
Princípio do controle de posição do braço robótico
Para controlar a posição do braço robótico, precisamos usar o motor para emitir torque eletromagnético a qualquer momento para estabilizar o momento gravitacional do braço robótico. Quando o braço de controle atinge a posição especificada, a velocidade de rotação do motor é zero e está no estado de bloqueio, e a saída de torque é o torque de bloqueio. Devido às diferentes tensões de armadura, o torque de bloqueio do motor também é diferente, e o controle do torque de bloqueio do motor pode ser completamente realizado alterando a tensão de armadura, realizando assim o controle de posição do braço robótico.
Fluxo de sinal do controle de posição do braço mecânico. Primeiro, a entrada do valor fornecido no sistema precisa ser concluída pelo botão da parte de interação humano-computador, que inclui os dois conteúdos de informação da posição especificada e a direção de rotação, e então o DSP calcula a quantidade de controle de feed-forward que deve ser adicionada ao motor de acordo com a entrada da posição especificada e insere a onda de sinal PWM e o sinal de direção no motor para acionar o circuito. Ao mesmo tempo, o disco de código detecta o ângulo atual e realimenta o DSP, que então realiza o controle PID de acordo com a diferença entre a posição atual e a posição especificada, e ajusta a onda de sinal PWM de saída e o sinal de direção. Além disso, o display de cristal líquido na parte de interação humano-computador é responsável pela exibição em tempo real das informações no processo de controle.
Métodos de controle de posição do braço robótico
1. Feedforward mais controle de três loops
Este método de controle de posição é baseado no controle de feedback de três loops, adicionando um valor de comando feed-forward. O driver geralmente precisa ser executado no modo CSP, o método de geração de valor feedforward tem dois tipos, um é o controlador ainda envia apenas a posição de comando para o braço robótico, o driver através da geração diferencial do valor de velocidade feedforward e valor de aceleração feedforward; o segundo é o controlador não apenas envia a posição de comando, mas também envia o valor de polarização de velocidade feedforward e o valor de polarização de torque feedforward para o driver. Este método permite que o braço robótico tenha capacidade de resposta dinâmica.
2.controle servo de feedback de três loops
Este método de controle de posição é um dos mais familiares. Neste momento, o controle é todo feito no driver, que gera torque de acordo com a posição de comando, de modo que o braço do robô rastreie bem a posição de comando, e o controlador é apenas um planejador de trajetória responsável por enviar a posição de comando para o driver. Este método tem alta precisão no estado estável e forte capacidade anti-interferência, o que pode garantir a precisão de posicionamento repetido do braço robótico, mas seu desempenho dinâmico é relativamente ruim, por exemplo, o atraso de tempo entre a curva de posição comandada e a curva de posição real é grande.
3.Controle não linear
Os drives dos dois métodos anteriores são operados sob controle de posição, enquanto este método é para localizar o drive em modo de torque ou corrente, aplicando alguns métodos de controle não lineares na teoria de controle moderna. O controlador calcula o valor de torque diretamente de acordo com a posição comandada e o envia para o drive, o que enfraquece o drive em um módulo amplificador de potência, enquanto o controlador só pode ser considerado como fazendo controle de movimento. Isso pode ser usado no método de controle do método de torque calculado, linearização de feedback e alguns métodos de controle adaptativos.
Navegando pelo artigo acima, você pode aprender que o controle de posição do braço robótico pode ser realizado por feed-forward mais controle de três loops, controle servo de feedback de três loops e métodos de controle não linear. O controle de posição do braço robótico é para garantir que o braço robótico possa atingir a posição desejada sem desvio, mas também o braço robótico é mais comumente usado como um método de controle, as articulações do braço robótico são geralmente acionadas pelo motor, o operador pode controlar o braço robótico através do controle do computador das articulações do motor para controlar o braço robótico, a fim de obter uma maior precisão do movimento do deslocamento. Siga a Jiezhong Robotics para aprender mais sobre o conhecimento e a aplicação do controle de posição do braço robótico.