Динамика и синтез управляющих сигналов манипулятора параллельно-последовательной структуры

Выполнен синтез динамического алгоритма формирования управляющих сигналов исполнительных электродвигателей, обеспечивающих реализацию требуемых траекторий и законов движения рабочего органа манипулятора параллельно-последовательной структуры. Получены аналитические выражения для управляющих сигналов приводных электродвигателей. Алгоритм построен с помощью нелинейных уравнений динамики механизма манипулятора параллельно-последовательной структуры и характеристик его приводов. Предложенный алгоритм вычисления управляющих усилий относится к алгоритмам компенсирующего типа. Приведен численный пример реализации, полученных законов управления.

Литература

[1] Liu N., Wu J. Kinematics and application of a hybrid industrial robot Delta-RST. Sens. Transducers, 2014, vol. 169, no. 4, pp. 186–192.

[2] Tanev T.K. Kinematics of a hybrid (parallel-serial) robot manipulator. Mech. Mach. Theory, 2000, vol. 35, no. 9, pp. 1183–1196, doi: https://doi.org/10.1016/S0094-114X(99)00073-7

[3] Tsai L.-W., Joshi S. Kinematics analysis of 3-DOF position mechanisms for use in hybrid kinematic machines. J. Mech. Des., 2002, vol. 124, no. 2, pp. 245–253, doi: https://doi.org/10.1115/1.1468860

[4] Ibrahim O., Khalil W. Inverse and direct dynamic models of hybrid robots. Mech. Mach. Theory, 2010, vol. 45, no. 4, pp. 627–640, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2009.11.007

[5] Staicu S. Dynamics modelling of a Stewart-based hybrid parallel robot. Adv. Robot., 2015, vol. 29, no. 14, pp. 929–938, doi: https://doi.org/10.1080/01691864.2015.1023219

[6] Li Y., Xu Q. Kinematics and inverse dynamics analysis for a general 3-PRS spatial parallel mechanism. Robotica, 2005, vol. 23, no. 2, pp. 219–229, doi: https://doi.org/10.1017/S0263574704000797

[7] Жога В.В., Дяшкин-Титов В.В., Дяшкин А.В. и др. Манипулятор-трипод промышленного назначения. Патент РФ 2651781. Заявл. 12.04.2017, опубл. 23.04.2018.

[8] Жога В.В., Дяшкин-Титов В.В., Несмиянов И.А. и др. Задача позиционирования манипулятора параллельно-последовательной структуры с управляемым захватным устройством. Мехатроника, автоматизация, управление, 2016, т. 17, № 8, с. 525–530, doi: https://doi.org/10.17587/mau.17.525-530

[9] Лурье А.И. Аналитическая механика. Москва, Физматгиз, 1961. 824 с.

[10] Коловский М.З., Слоущ А.В. Основы динамики промышленных роботов. Москва, Наука, 1988. 240 с.

[11] Nesmiyanov I., Zhoga V., Skakunov V. et al. Synthesis of control algorithm and computer simulation of robotic manipulator-tripod. In: Creativity in intelligent technologies and data science. Springer, 2015, pp. 391–403.

[12] Dyashkin-Titov V.V., Zhoga V.V., Nesmiyanov I.A. et al. Dynamics of the manipulator parallel-serial structure. In: Advances in mechanical engineering. lecture notes in mechanical engineering. Springer, 2018, pp. 33–43.

[13] Zhoga V., Dyashkin-Titov V., Nesmiyanov I. et al. Algorithm to synthesize control force for tripod manipulator drives. In: Proc. 14th Int. Conf on Electromechanics and Robotics “Zavalishin’s Readings”. Springer, 2020, pp. 223–235.

[14] Zhoga V.V., Gerasun V.M., Nesmiyanov I.A. et al. Dynamic creation of the optimum program motion of a manipulator-tripod. J. Mach. Manuf. Reliab., 2015, vol. 44, no. 2, pp. 180–185, doi: https://doi.org/10.3103/S1052618815020168

[15] Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики. Москва, Физматлит, 2001. 320 с.

[16] Хейло С.В., Глазунов В.А., Палочкин С.В. Манипуляционные механизмы параллельной структуры. Москва, МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011. 153 с.

[17] Хапкина И.К. Алгоритм управления манипуляционными роботами, построенный на уравнениях динамики. Известия ТулГУ. Технические науки, 2016, № 2, с. 296–304.