Реализация управления роботом на исполнительном уровне

Исполнительный уровень робототехнической системы представляет собой многоконтурную систему управления, каждый отдельный контур которой является цифровым следящим приводом (ЦСП) и имеет в общем случае структуру, показанную на рисунке 3.4

Цифровую часть привода составляет микроЭВМ или специальный микропроцессорный контролер (МК) в зависимости от выбранной общей структуры системы управления ПР. При этом микроЭВМ (или МК) выполняют функции:

Рисунок 3.4 Функциональная схема следящего привода с микропроцессорным управлением

задающего устройства, связанные с формированием законов движения привода g(t);

чувствительного элемента привода, связанные с определением рассогласования между заданием на привод g(t) и его текущего положения y(t);

цифрового регулятора (ЦР) положения или скорости, связанные с вычислением управляющего сигнала u(t), обеспечивающего отработку приводом заданного ему движения.

Аналоговая часть привода включает в себя усилительно-преобразовательный элемент (У), датчики обратной связи (ДОС) и исполнительный элемент (ИЭ), состоящий из двигателя и редуктора и приводящий в движение управляемое данным приводом кинематическое звено (КЗ) манипулятора.

Сопряжение управляющей микроЭВМ (или МК) с аналоговой частью цифрового привода осуществляется в прямом контуре с помощью преобразователя КОД-АНАЛОГ (ПКА), а в контуре обратной связи-с помощью преобразователя АНАЛОГ-КОД (ПАК).

В зависимости от вида усилительно-преобразовательного элемента ПКА наиболее часто используются:

цифровые преобразователи (ЦАП), выполняющие преобразование цифрового кода управляющего сигнала в напряжение соответствующей величины и полярности;

преобразователи КОД-ШИМ, осуществляющие формирование импульсного сигнала с постоянной амплитудой и частотой, модулированного по длительности в зависимости от кода входного сигнала;

преобразователи КОД-ЧИМ, формирующие на выходе импульсные сигналы с постоянной амплитудой, частота следования которых определяется значением входного цифрового кода.

Преобразователь АНАЛОГ-КОД необходим в случае использования в приводе аналогового датчика обратной связи. В этом случае используют аналого-цифровые преобразователи (АЦП), преобразующие напряжение, снимаемое с потенциометра в соответствующий цифровой код.

В последнее время в качестве ДОС в приводах ПР чаще используют датчики дискретного типа (импульсные и кодовые), не требующие применения ПАК в системе управления. Это не означает, что полностью отпадает необходимость в устройствах сопряжения ДОС с управляющей микроЭВМ. В этом случае они должны осуществлять согласование параметров сигнала с ДОС со стандартом шины микроЭВМ и при необходимости буферизацию данных.

Статья в тему

Электромеханический следящий привод робота
Разработать электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Рис 1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма. Основные технические требова ...