מָבוֹא:מהי בקרת מיקום, בקרת מיקום היא שיטת בקרה נפוצה יותר בתחום הבקרה התעשייתית, המשמשת בדרך כלל בעמדה של בקרת תנועת ציוד מכני, כגון כלי מכונות וזרועות רובוטיות וכו', בהרבה ציוד מכני מתקדם, צריך להשתמש בבקרת מיקום. במאמר זה, ניקח את בקרת מיקום זרוע הרובוט כדי לבצע את ההקדמה של התוכן הרלוונטי.
זרוע רובוטית היא סוג נפוץ של רובוט ייצור הדומה לזרוע אנושית, עם מספר חלקים הדומים מאוד לכתף, למרפק ולפרק כף היד של האדם, וניתן להנחות אותם לבצע פעולות שונות ממש כמו זרוע אנושית. מכיוון שהכתף האנושית מקובעת לגוף, ה"כתף" של הזרוע מותקנת על בסיס נייח, כאשר שאר הזרוע ניתנת להזזה לכיוונים שונים.
בקרת המיקום של הזרוע היא להבטיח שהזרוע תגיע למצב הרצוי ללא סטייה, והיא פונקציה חשובה של הזרוע. המפרקים של הזרוע הרובוטית רתומים בדרך כלל על ידי מנועים, והמפעיל יכול לשלוט במשטרה הרובוטית על ידי שליטה במנועים במפרקים באמצעות מחשב. מכיוון שהמנועים נעים במרווחים מבוקרים, ניתן לגרום לזרוע לנוע שוב ושוב בצורה מדויקת מאוד, ברמת דיוק ואמינות גבוהה. בחלק הבא נציג בקצרה את עקרון בקרת המיקום של הזרוע הרובוטית, ואת שיטת בקרת המיקום של הזרוע הרובוטית.
עקרון בקרת מיקום זרוע רובוטית
על מנת לשלוט במיקום הזרוע הרובוטית, עלינו להשתמש במנוע כדי להוציא מומנט אלקטרומגנטי בכל עת כדי לייצב את מומנט הכבידה של הזרוע הרובוטית. כאשר זרוע הבקרה מגיעה למצב שצוין, מהירות הסיבוב של המנוע היא אפס והוא במצב חסימה, ופלט המומנט הוא מומנט החסימה. בשל מתחי האבזור השונים, גם מומנט החסימה של המנוע שונה, וניתן לממש לחלוטין את השליטה במומנט החסימה של המנוע על ידי שינוי מתח האבזור, ובכך מימוש בקרת המיקום של הזרוע הרובוטית.
זרימת אות של בקרת מיקום זרוע מכנית. קודם כל, יש להשלים את קלט הערך הנתון למערכת על ידי הכפתור של חלק האינטראקציה בין אדם למחשב, הכולל את שני תכני המידע של המיקום שצוין וכיוון הסיבוב, ואז ה-DSP מחשב את כמות בקרת הזנה קדימה שיש להוסיף למנוע בהתאם לכניסת המיקום שצוין ומכניסה את גל האות PWM ואת אות הכיוון למנוע כדי להניע את המעגל. במקביל, דיסק הקוד מזהה את זווית הזרם ומזין את ה-DSP, אשר לאחר מכן מבצע בקרת PID בהתאם להבדל בין המיקום הנוכחי למיקום המצוין, ומתאים את גל אות PWM פלט ואות כיוון. בנוסף, תצוגת הגביש הנוזלי בחלק האינטראקציה בין אדם למחשב אחראית לתצוגה בזמן אמת של המידע בתהליך הבקרה.
שיטות לבקרת תנוחת זרוע רובוטית
1. Feedforward פלוס בקרת שלוש לולאות
שיטת בקרת מיקום זו מבוססת על בקרת משוב עם שלוש לולאות, ומוסיפה ערך פקודת הזנה קדימה. הנהג בדרך כלל צריך לרוץ במצב CSP, לשיטת יצירת ערך ההזנה קדימה יש שני סוגים, האחד הוא שהבקר עדיין שולח רק את עמדת הפקודה לזרוע הרובוטית, הנהג דרך יצירת ההפרש של ערך מהירות ההזנה קדימה וערך האצת ההזנה; השני הוא שהבקר לא רק שולח את עמדת הפקודה, אלא גם שולח את ערך הטיית מהירות ההזנה קדימה וערך הטיית המומנט ההזנה קדימה לנהג. שיטה זו מאפשרת לזרוע הרובוטית יכולת תגובה דינמית.
בקרת סרוו משוב שלוש לולאות
שיטת בקרת עמדה זו היא אחת המוכרות יותר. בשלב זה, השליטה מתבצעת כולה בנהג, אשר מייצר מומנט בהתאם לעמדת הפיקוד, כך שזרוע הרובוט עוקבת היטב לעמדת הפיקוד, והבקר הוא רק מתכנן מסלול שאחראי על שליחת עמדת הפיקוד ל- נֶהָג. לשיטה זו יש דיוק גבוה במצב יציב, ויכולת אנטי-הפרעות חזקה, שיכולה להבטיח את דיוק המיקום החוזר של הזרוע הרובוטית, אך הביצועים הדינמיים שלה גרועים יחסית, למשל, עיכוב הזמן בין עקומת המיקום המצויה ל- עקומת המיקום בפועל גדולה.
3.שליטה לא ליניארית
הכוננים של שתי השיטות הקודמות מופעלים תחת בקרת מיקום, בעוד שיטה זו היא לאתר את הכונן במצב מומנט או זרם, תוך יישום כמה שיטות בקרה לא ליניאריות בתורת הבקרה המודרנית. הבקר מחשב את ערך המומנט ישירות לפי המיקום המצוין ושולח אותו לכונן, מה שמחליש את הכונן למודול מגבר הספק, בעוד שהבקר יכול להיחשב רק כמבצע בקרת תנועה. זה יכול לשמש בשיטת הבקרה של שיטת מומנט מחושב, ליניאריזציה של משוב וכמה שיטות בקרה אדפטיביות.
עיון במאמר שלעיל, אתה יכול ללמוד שניתן לממש את בקרת המיקום של הזרוע הרובוטית על ידי בקרת הזנה קדימה פלוס שלוש לולאות, בקרת סרוו משוב עם שלוש לולאות ושיטות בקרה לא ליניאריות. בקרת המיקום של הזרוע הרובוטית היא להבטיח שהזרוע הרובוטית תוכל להגיע למצב הרצוי ללא סטייה, אך גם הזרוע הרובוטית משמשת יותר כשיטת בקרה, המפרקים של הזרוע הרובוטית מונעים בדרך כלל על ידי המנוע, המפעיל יכול לשלוט בזרוע הרובוטית באמצעות בקרת המחשב של מפרקי המנוע כדי לשלוט בזרוע הרובוטית, על מנת להשיג דיוק גבוה יותר של תנועת העקירה. עקוב אחר Jiezhong Robotics כדי ללמוד עוד על הידע והיישום של בקרת מיקום זרוע רובוטית.