Introduction:Qu'est-ce que le contrôle de position ? Le contrôle de position est une méthode de contrôle plus courante dans le domaine du contrôle industriel, généralement utilisée dans le contrôle du mouvement de position des équipements mécaniques, tels que les machines-outils et les bras robotisés, etc. Dans de nombreux équipements mécaniques haut de gamme, il est nécessaire d'utiliser le contrôle de position. Dans cet article, nous allons nous intéresser au contrôle de position du bras robotisé pour réaliser l'introduction du contenu correspondant.
Un bras robotisé est un type courant de robot de fabrication qui ressemble à un bras humain, avec plusieurs parties très similaires à l'épaule, au coude et au poignet humains, et peut être guidé pour effectuer diverses opérations comme un bras humain. Comme l'épaule humaine est fixée au corps, « l'épaule » du bras est montée sur une base fixe, tandis que le reste du bras peut être déplacé dans différentes directions.
Le contrôle de position du bras permet de garantir que le bras atteint la position souhaitée sans déviation et constitue une fonction importante du bras. Les articulations d'un bras robotisé sont généralement entraînées par des moteurs et l'opérateur peut contrôler le bras en contrôlant les moteurs des articulations via un ordinateur. Étant donné que les moteurs se déplacent par incréments contrôlés, il est possible de faire bouger le bras robotisé de manière répétitive de manière très précise, avec un degré élevé de précision et de fiabilité. Dans la section suivante, nous présenterons brièvement le principe du contrôle de position du bras robotisé et la méthode de contrôle de position du bras robotisé.
Principe du contrôle de la position du bras robotisé
Afin de contrôler la position du bras robotique, nous devons utiliser le moteur pour produire un couple électromagnétique à tout moment afin de stabiliser le moment gravitationnel du bras robotique. Lorsque le bras de commande atteint la position spécifiée, la vitesse du moteur est nulle et se trouve dans l'état de blocage, et le couple de sortie est le couple de blocage. En raison des différentes tensions d'armature, le couple de blocage du moteur est également différent, et le contrôle du couple de blocage du moteur peut être entièrement réalisé en modifiant la tension d'armature, réalisant ainsi le contrôle de la position du bras robotique.
Flux de signaux de contrôle de position du bras mécanique. Tout d'abord, l'entrée de la valeur donnée dans le système doit être effectuée via le bouton de la partie d'interaction homme-ordinateur, qui comprend les deux contenus d'information de la position spécifiée et du sens de rotation, puis le DSP calcule la quantité de contrôle d'anticipation qui doit être ajoutée au moteur en fonction de l'entrée de position spécifiée, et entre l'onde du signal PWM et le signal de direction dans le moteur pour piloter le circuit. En même temps, le disque de code détecte l'angle actuel et le renvoie au DSP, qui effectue ensuite un contrôle PID en fonction de la différence entre la position actuelle et la position spécifiée, et ajuste l'onde du signal PWM de sortie et le signal de direction. De plus, l'écran à cristaux liquides dans la partie d'interaction homme-ordinateur est responsable de l'affichage en temps réel des informations dans le processus de contrôle.
Méthodes de contrôle de la position du bras mécanique
1. Contrôle anticipé plus contrôle à trois boucles
Cette méthode de contrôle de position est basée sur le contrôle de rétroaction à trois boucles, ajoutant une valeur de commande de feed-forward. Le pilote doit généralement fonctionner en mode CSP, la méthode de génération de valeur de feed-forward a deux types, l'un est que le contrôleur envoie toujours uniquement la position de commande au bras robotique, le pilote génère la valeur de vitesse de feed-forward et la valeur d'accélération de feed-forward par la différence ; la seconde est que le contrôleur envoie non seulement la position de commande, mais envoie également la valeur de biais de vitesse de feed-forward et la valeur de biais de couple de feed-forward au pilote. Cette méthode permet au bras robotique d'avoir une capacité de réponse dynamique.
2, servocommande à rétroaction à trois boucles
Cette méthode de contrôle de position est bien connue. À l'heure actuelle, le contrôle est entièrement effectué par le pilote, qui génère un couple en fonction de la position de commande, de sorte que le bras du robot est bien suivi jusqu'à la position de commande, et le contrôleur n'est qu'un planificateur de trajectoire chargé d'envoyer la position de commande au pilote. Cette méthode a une grande précision en régime permanent et une forte capacité anti-interférence, ce qui peut assurer la précision de positionnement répétée du bras robotique, mais ses performances dynamiques sont relativement médiocres, par exemple, le délai entre la courbe de position commandée et la courbe de position réelle est important.
3, contrôle non linéaire
Les deux premières méthodes d'entraînement fonctionnent sous contrôle de position, tandis que cette méthode se situe dans le mode couple ou courant d'entraînement, appliquant une partie de la théorie de contrôle moderne des méthodes de contrôle non linéaires. Le contrôleur calcule la valeur de couple directement en fonction de la position commandée et l'envoie au variateur, ce qui affaiblit le variateur dans un module d'amplificateur de puissance, tandis que le contrôleur ne peut être considéré que comme effectuant un contrôle de mouvement. Cela peut être utilisé dans la méthode de contrôle de la méthode du couple calculé, de la linéarisation par rétroaction et de certaines méthodes de contrôle adaptatif.
En parcourant l'article ci-dessus, vous pouvez apprendre que le contrôle de position du bras robotique peut être réalisé par un contrôle à trois boucles avec anticipation, un contrôle d'asservissement à trois boucles avec rétroaction et des méthodes de contrôle non linéaires. Le contrôle de position du bras robotique vise à garantir que le bras robotique peut atteindre la position souhaitée sans déviation, mais le bras robotique est également plus couramment utilisé comme méthode de contrôle, les articulations du bras robotique sont généralement entraînées par le moteur, l'opérateur peut contrôler le bras robotique via le contrôle par ordinateur des articulations du moteur pour contrôler le bras robotique, afin d'obtenir une plus grande précision du mouvement du déplacement. Suivez Jiezhong Robotics pour en savoir plus sur les connaissances et l'application du contrôle de position du bras robotique.