ロボットのダイナミクスの概要

言及したダイナミクス、私たちの第一印象は、実際には、運動興味の友人のほとんどは、このように失速して、多くの場合、式数行または百さえも数行で、ダイナミクスのより純粋な生き生きとした豊かな式そしてより多くの。直感的なコントローラのダイナミクスと作者の包括的な理解を読者のためにのみ模式的側面を含めた定義、アプリケーション、モデリング、展開、および特定の評価基準、などのダイナミクスをまとめました。

定義されたダイナミクス

ダイナミクス(ダイナミクス)は、2つの基本的な問題を含む、特に産業用ロボットに、オブジェクトのオブジェクトの動きと力との間の一般的な関係の研究に適用されます。

1)ロボットの各関節の力の既知の効果は、軌跡を求める対応ジョイントは、すなわち加速度、速度及び位置を見つけます。

2)これは、現在のロボットの関節加速度、速度及び位置することが知られている、力の大きさは、この時点でジョイントを必要としました。

単にロボットの動きを算出することができ、運動力の関係が解決され、話す力の大きさが知られており、一方、それを移動させることにより、ロボットの各関節の大きさは、力の大きさに応じた移動の既知の特性を得ることができ特性。

動的モデル/式

反応速度を計算する多くの方法、などがあるラグランジュ、ニュートン・オイラー、GAUSS、ケイン、ネジ、ロバーソン-からヴィッテンベルクが。その中でも、ラグランジュ、ニュートン・オイラーは、最も一般的に使用されます。実際には、これらの方法の動的モデルは、最終的にお互いに変換することができます。私たちは、垂直面に2つのリンクロボットの動きは、例えば、反応速度を視覚的に理解した上で、どの項目組成によって一般的な力学モデルを観察しました。垂直面内で観察された運動の2台のリンクロボットの動的モデルはラグランジュ力学モデル確立された方法を用いて、求めることができ、最終的な形は、以下の基準で表すことができます。

、力の形で慣性、遠心力、コリオリ力(また、コリオリ力としても知られる)、粘性摩擦、静摩擦、重力、外部の力、すなわち力を発現した場合、標準的に純粋な動力学モデル(例えば、マニュアルアプリケーション又は式関節トルクのシリーズからなる)環境との接触。+粘性摩擦クーロン摩擦、異なるモデルの摩擦、上記の式のみ不変残りの摩擦が異なる:摩擦モデルである、ここで留意すべきです。

コリオリ力に加えて、いくつかの他の力を理解することは比較的容易です。だから、私たちの生活の中でどのようなコリオリ力性能がありますか?注意深い読者は生活の中で、川の両側に矛盾が川を精練されたかもしれません。もう一つは、コリオリ力の影響を受けて、「物理学で最も美しい実験の一つ、」フーコーの振り子と呼ばれています。地球の回転速度にコリオリ力の原因の性質は異なる次元内の異なる場所にありますが、ロボット、その異なる関節異なる速度のため、それはまた、コリオリの現象が発生します。

添付ファイル:フーコー振り子

地球上のスイングは、地球の回転によって影響を受けることになります。振り子平面回転が発生するようであれば、地球の回転の振り子平面方向の角速度の方向と一定の角度があるように、それは、地球の回転トルクと反対の方向を生成する、顔コリオリ効果に配置されることになります。1851年フランスの物理学者フーコーは、この現象の存在を予測し、この現象は、彼はバランスにぶら下がって、ロープの67メートルと金属ボールの27キロの長さと振り子を構成することをショーを実験します教会のドームの上に吊るさこの巨大な振り子へのポインタ象嵌、実験はゆっくりと右に回転します北半球でスイングプレーンを確認しました。

力学方程式の自然

展開ダイナミクスコントローラ

動的モデルベースのコントローラ、変化によってシステム構成の具体的な実装。運動を計算する(??フォワード、リバース)によって、および分散制御構造のためのシステム・バスに、アーキテクチャのいずれかを作動させるための制御装置、我々は、制御モード「計算トルク(計算トルク)」を使用することができモーメントフィードフォワード方法は、現在のコントローラの速度の設計を完了するために、サーボ制御ループに追加され、トルクフィードフォワード方法の前部以下ダイナミクス制御装置。サーボフィードフォワードトルクをサポートしていない人のために、ダイナミックスコントローラはスピードの前にフィードしても位置フィードフォワードの手段によって実施することができることに留意すべきです。

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制御モード

モーションコントロール

ロボットのタスク:ワークスペース内の特定の動きや接触力を実行します。

運動制御の目的:アクチュエータによって形成された関節によって決定一般化力、過渡及び定常状態所定の要件を満たすために、それを確実にするために、タスクを達成しつつ。

二つの制御方式:関節空間と制御空間制御操作。各関節の逆運動学の運動によって関節空間を制御するためのソリューションを計算し、次に基準入力を追跡するために実際の運動です。試験は、空間、より複雑な計算を使用して発見するための操作方法を制御し、操作の終了の位置及び姿勢を直接測定することは困難です。

力制御

前提:机械手与外部环境有交互力。在交互作用中,环境会对末端执行器的路径产生约束。 背景:在任务准确规划的前提下,才能通过运动控制实现与环境的交互任务。这需要机械手(运动学和动力学)和环境(几何特征、机械特性)的准确建模。对环境建模十分困难。 在力控制中,如果关节没有柔性,可能破坏机械臂执行元件或与机械手接触的环境。

阻抗控制:建立一个期望的机器人位置和接触力的动态响应关系。将外界环境系统视为对机器人系统的一种“干扰”,并给机器人在受外界力而偏离既定运动时具有阻抗形式的扰动响应。通过改变上述阻抗,就可以调节机器人与外界的动态作用。

原文:大专栏  机器人动力学概述


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転載: www.cnblogs.com/petewell/p/11611540.html