SU1112341A2

SU1112341A2 - Device for controlling remote manipulator

Info

Publication number: SU1112341A2
Application number: SU823414271A
Authority: SU
Inventors: Виктор Игнатьевич Бакулев; Валерий Петрович Березкин; Евгений Николаевич Ефремов; Валерий Федорович Суслов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1097
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1984-09-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИСТАНЦИОННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ по |авт. св. № 582960, о т л и ч а ю щ. е е с тем, что, с целью повышени точности устройства, оно содержит последовательно соединенные блок коррекций, блок вьщелени модул , блок умножени и интегратор, а также последовательно включенные дифференциатор и третий сумматор, выход которого подключен ко второму входу блока умножени , а второй вход - к выходу первого сумматора и первому входу блока коррекции, соединенного вторым входом с выходом датчика давлени , вход дифференциатора подключен к выходу датчика угла исполнительного органа, а выход интегратора соединен со BTOpbw входом усилител .DEVICE FOR MANAGING THE REMOTE MANIPULATOR | St. No. 582960, about tl and h and y y. This is so that, in order to improve the accuracy of the device, it contains a series-connected correction unit, an module allocation unit, a multiplication unit and an integrator, as well as a series-connected differentiator and a third adder, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, and the second input - to the output of the first adder and the first input of the correction unit connected by the second input to the output of the pressure sensor, the input of the differentiator is connected to the output of the angle sensor of the actuator, and the output of the integrator is connected to BTOpbw amplifier input.

Description

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано при создании очувствленных манипул торов .The invention relates to robotics and can be used to create sensitive manipulators.

По основному авт. св. № 582960 известно устройство дл управлени дистанционным манипул тором, содержащее последовательно соединенные электропривод, упругий элемент и датчик момента, датчик угла задающего органа, последовательно соединенные первый сумматор, усилитель, электрогидроусилитель, гидропривод и датчик давлени , выход которого подключен к входу первого сумматора , а также последовательно соединенные датчик угла исполнительного органа и второй сумматор, выход которого через последовательно соеди-ненные электропривод и датчик угла задаюп1его органа подключен к втором входу.второго сумматора, второй выход гидропривода соединен со входом датчика угла исполнительного органа , а выход датчика момента подключен к второму входу первого сумматора lj .According to the main author. St. No. 582960, a device for controlling a remote manipulator, comprising a series-connected electric drive, an elastic element and a torque sensor, a sensor of the driver body, and a series adder, an amplifier, an electrohydraulic booster, a hydraulic drive and a pressure sensor, the output of which is connected to the input of the first adder, as well as an actuator angle sensor connected in series and a second adder, the output of which through a serially connected electric actuator and an angle sensor of the actuator ana vhodu.vtorogo connected to the second adder, the second output of the hydraulic drive is connected to the input of executive angle sensor and the torque sensor output is connected to the second input of the first adder lj.

Недостатком известного устройства вл етс невысока точность ощущени оператором нагрузочных моментов манипул тора из-за наличи сухого и в зкого трени в электроприводах исполнительного органа.A disadvantage of the known device is the low accuracy of the operator’s sensing of the loading moments of the manipulator due to the presence of dry and viscous friction in the actuators of the actuator.

Цель изобретени - повышение точности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

Цель достигаетс тем, что в устройство , содержащее последовательно соединенные электропривод, упругий элемент и датчик момента, датчик угла задающего органа, последователно соединенные первый сумматор, усилитель , электрогидроусилитель, гидропривод и датчик давлени , выход кторого подключен к первому входу первого сумматора, а также последовательно соединенные датчик угла исполнительного органа и второй сумматор , выход которого через последовательно соединенные электроприво и датчик угла задающего органа подключен к второму входу второго суммтора , второй выход гидропривода соединен со входом датчика угла исполнительного органа, а вькод датчика момента подключен к второму выходу первого сумматора, введены последовательно соединенные блок коррекции блок выделени модул , блок умножени и интегратор, а также последовательно включенные дифференциатор и третий сумматор, выход которого подключен ко второму входу блока умножени , а второй вход - к выходу первого сумматора и первому входу блока коррекции, соединенного вторым входом с выходом датчика давлени , вход диф(})еренциатора подключен к выходу датчика угла исполнительного органа, а выход интегратора соединен со вторым входом усилител .The goal is achieved in that a device containing a series-connected electric drive, an elastic element and a torque sensor, an angle sensor of the driver, serially connected first adder, amplifier, electrohydraulic booster, hydraulic actuator and pressure sensor, is output connected to the first input of the first adder, as well as sequentially the connected sensor of the angle of the Executive body and the second adder, the output of which through the electrically connected in series and the angle sensor of the setting body is connected to the second input the second summator, the second output of the hydraulic actuator is connected to the input of the angle sensor of the actuator, and the code of the torque sensor is connected to the second output of the first adder, serially connected correction unit module allocation unit, multiplication unit and integrator, as well as a series-connected differentiator and third adder, are entered which is connected to the second input of the multiplication unit, and the second input to the output of the first adder and the first input of the correction unit connected by the second input to the output of the pressure sensor in The differential (}) stroke of the differentiator is connected to the output of the angle sensor of the actuator, and the integrator output is connected to the second input of the amplifier.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство содержит первый сумматор 1, гидропривод 2, датчик 3 угла исполнительного органа, второй сумматор 4, электропривод 5, упругий элемент 6, датчик 7 момента, третий сумматор 8, блок 9 умножени , интегратор 10, блок 11 коррекции, блок 12 вьщелени модул , дифференциатор 13, датчик 14 давлени , датчик 15 угла задающего органа, задающий орган 16, исполнительный орган 17, электрогидроусилитель 18, усилитель 19.The device contains the first adder 1, the hydraulic actuator 2, the sensor 3 of the actuator angle, the second adder 4, the electric actuator 5, the elastic element 6, the torque sensor 7, the third adder 8, the multiplication unit 9, the integrator 10, the correction unit 11, the block module 12, differentiator 13, pressure sensor 14, sensor driver angle sensor 15, driver body 16, actuator 17, electrohydraulic amplifier 18, amplifier 19.

Устройство работает следующим об разом.The device works as follows.

Оператор через задающий орган 16 воздействует на упругий элемент 6 и создает на нем некоторый момент. Датчик 7 момента вырабатывает сигнал, пропорциональный этому моменту. Сигнал с датчика 7 поступает на первый вход первого сумматора 1, на второй вход которого подаетс сигнал с датчика 14 давлени , пропорциональный моменту, действующему на исполнительный орган 17. Разностный сигнал с первого сумматора 1 подаетс на вход усилител 19. ИсполнительныйThe operator through the setting body 16 acts on the elastic element 6 and creates some moment on it. The moment sensor 7 generates a signal proportional to this moment. The signal from sensor 7 is fed to the first input of the first adder 1, the second input of which is supplied with a signal from the pressure sensor 14, proportional to the moment acting on the actuator 17. The differential signal from the first adder 1 is fed to the input of the amplifier 19. The executive

орган 17 при этом двигаетс со скоростью , пропорциональной разности моментов, развиваемьк оператором на задающем органе 16, и моментов, действующих на исполнительном органе 17.In this case, the body 17 moves at a speed proportional to the moment difference, developed by the operator on the master body 16, and the moments acting on the executive body 17.

Электропривод 5 осуществл ет слежение задающего органа 16 за положением исполнительного органа 17, слежение происходит под действием сигнала со второго сумматора 4, сравнивающего сигналы с датчиков 3 и 15 исполнительного и задающего органовThe actuator 5 monitors the driver body 16 for the position of the actuator body 17, tracking occurs under the influence of a signal from the second adder 4, which compares the signals from sensors 3 and 15 of the actuator and driver body

5 16 и 17 соответственно.5 16 and 17 respectively.

Нейтрализаци вли ни сухого и в зкого трени достигаетс путем организации нелинейного контура управ3 лени скоростью движени гидропривода 2 с астатизмом первого пор дка Контур замыкаетс по выходному сигналу с дифференциатора 13, пропорци нальному управл емой скорости, посредством последовательно соединенных третьего сумматора 8, вл ющегос элементом сравнени , блока 9 умножени и интегратора 10, обеспечивающего астатизм контура. Выходной сигнал интегратора 10 подаетс на второй вход усилител 19. Блок 9 умножени обеспечивает изм н емый, в зависимости от сигнала, по даваемого на его первый вход, коэффициент передачи контура, т.е. измен емую добротность контура. Управл ющий коэффициентом передачи сигналом вл етс выходной сигнал с блока 12, который пропорционален абсолютному значению сигнала на его входе, что необходимо дл неизменности знака обратнойсв зи организуемого контура управлени скоростью. Выходной сигнал блока 11 коррекции пропорционален линейной комбинации выходного сигнала первог сумматора 1 и пе)вой производной выходного сигнсгла датчика 1А. Таким образом, коэффициент передачи контура управлени скоростью измен етс в зависимости -от уровн входного воздействи с первого сумматора 1, т.е. задаваемой скорости, и временных характеристик сигнала с датчика 14 давлени , несущего инфор мацию о величине действующего на ис полнительный орган 17 момента нагру ки и величине момента сухого .трени в гидроприводе 2. Наличие в законе 414 управлени коэффициентом передачи контура составл ющей, пропорциональной первой производной выходного сигнала датчика 14 обеспечивает возможность в момент изменени знака скорости выходного вала гидропривода 2, когда имеет место резкий перепад момента сухого трени , получить значение коэффициента передачи контура, достаточное дл компенсации вли ни этого перепада. Преодоление гидроприводам 2 перепада момента сухого трени при высокой в этот момент добротности контура управлени скоростью происходит благодар выходному Сигналу с интегратора 10 при незначительном сигнале с первого сумматора 1, т.е. оператор не почувствует процесс преодолени этого момента. После преодолени перепада момента сухого трени возможность изменени выходного сигнала интегратора 10 определ етс составл ющей в законе управлени коэффициентом контура, пропорциональный сигналу с первого сумматора 1, т.е. скорости движени гидроприпода 2 или в соответствующем масштабе в зкому трению. Таким образом, выходной сигнал интегратора 10 вл етс сигналом компенсации сухого и в зкого трени гидропривода 2, а процесс управлени движением исполнительного органа 17 осущес вл етс оператором без преодолени моментов сухого и в зкого трений . Применение изобретени позвол ет за счет компенсации сухого и в зкого трени в гидроприводе повысить точность устройства.Neutralization of the effect of dry and viscous friction is achieved by organizing a nonlinear control loop of the speed of movement of the hydraulic actuator 2 with first-order astatism. The contour is closed by the output signal from the differentiator 13, proportional to the controlled speed by means of series-connected third adder 8, which is an element of comparison , block 9 multiply and integrator 10, providing loop astatism. The output signal of the integrator 10 is fed to the second input of the amplifier 19. The multiplication unit 9 provides a contour transfer coefficient, i.e., depending on the signal, on its input to the first input. the variable quality of the contour. The control signal transmission coefficient is the output signal from block 12, which is proportional to the absolute value of the signal at its input, which is necessary to ensure that the feedback sign of the organized speed control loop does not change. The output signal of the correction unit 11 is proportional to the linear combination of the output signal of the first adder 1 and the ne derivative of the output signal of the sensor 1A. Thus, the transfer coefficient of the speed control loop varies depending on the level of the input action from the first adder 1, i.e. set speed, and temporal characteristics of the signal from the pressure sensor 14, carrying information about the value of the loading moment acting on the executive body 17 and the value of the dry moment in the hydraulic actuator 2. The presence in the 414 transfer rate control law is proportional to the first derivative the output signal of the sensor 14 provides the opportunity at the moment of changing the sign of the speed of the output shaft of the hydraulic actuator 2, when there is a sharp drop in the moment of dry friction, to obtain the value of the coefficient f edachi circuit, sufficient to compensate for the effect of this difference. Overcoming the dry friction torque by hydraulic actuators 2 at this moment high Q-factor of the speed control loop occurs due to the output Signal from integrator 10 with a small signal from the first adder 1, i.e. the operator will not feel the process of overcoming this moment. After overcoming the difference in the moment of dry friction, the possibility of changing the output signal of the integrator 10 is determined by the component in the control law of the contour coefficient proportional to the signal from the first adder 1, i.e. the speed of movement of the hydraulic pattern 2 or at a suitable scale viscous friction. Thus, the output signal of the integrator 10 is a signal to compensate for the dry and viscous friction of the hydraulic drive 2, and the process of controlling the movement of the actuator 17 is realized by the operator without overcoming the moments of dry and viscous friction. The application of the invention allows, by compensating for dry and viscous friction in hydraulic drive, to increase the accuracy of the device.

Claims

DEVICE FOR MANAGEMENT

REMOTE MANIPULATOR by jaBT. St. No. 582960, with the proviso that, in order to improve the accuracy of the device, it contains a series-connected correction unit, a module selection unit, a multiplication unit and an integrator, as well as a differentiator and a third adder connected in series the output of which is connected to the second input of the multiplication unit, and the second input to the output of the first adder and the first input of the correction unit connected by the second input to the output of the pressure sensor, the input of the differentiator is connected to the output of the angle sensor of the actuator, and the output of the integrator with one with vtorm amplifier input.

>

1 112341