Реализация управления роботом на исполнительном уровне

Исполнительный уровень робототехнической системы представляет собой многоконтурную систему управления, каждый отдельный контур которой является цифровым следящим приводом (ЦСП) и имеет в общем случае структуру, показанную на рисунке 3.4

Цифровую часть привода составляет микроЭВМ или специальный микропроцессорный контролер (МК) в зависимости от выбранной общей структуры системы управления ПР. При этом микроЭВМ (или МК) выполняют функции:

Рисунок 3.4 Функциональная схема следящего привода с микропроцессорным управлением

задающего устройства, связанные с формированием законов движения привода g(t);

чувствительного элемента привода, связанные с определением рассогласования между заданием на привод g(t) и его текущего положения y(t);

цифрового регулятора (ЦР) положения или скорости, связанные с вычислением управляющего сигнала u(t), обеспечивающего отработку приводом заданного ему движения.

Аналоговая часть привода включает в себя усилительно-преобразовательный элемент (У), датчики обратной связи (ДОС) и исполнительный элемент (ИЭ), состоящий из двигателя и редуктора и приводящий в движение управляемое данным приводом кинематическое звено (КЗ) манипулятора.

Сопряжение управляющей микроЭВМ (или МК) с аналоговой частью цифрового привода осуществляется в прямом контуре с помощью преобразователя КОД-АНАЛОГ (ПКА), а в контуре обратной связи-с помощью преобразователя АНАЛОГ-КОД (ПАК).

В зависимости от вида усилительно-преобразовательного элемента ПКА наиболее часто используются:

цифровые преобразователи (ЦАП), выполняющие преобразование цифрового кода управляющего сигнала в напряжение соответствующей величины и полярности;

преобразователи КОД-ШИМ, осуществляющие формирование импульсного сигнала с постоянной амплитудой и частотой, модулированного по длительности в зависимости от кода входного сигнала;

преобразователи КОД-ЧИМ, формирующие на выходе импульсные сигналы с постоянной амплитудой, частота следования которых определяется значением входного цифрового кода.

Преобразователь АНАЛОГ-КОД необходим в случае использования в приводе аналогового датчика обратной связи. В этом случае используют аналого-цифровые преобразователи (АЦП), преобразующие напряжение, снимаемое с потенциометра в соответствующий цифровой код.

В последнее время в качестве ДОС в приводах ПР чаще используют датчики дискретного типа (импульсные и кодовые), не требующие применения ПАК в системе управления. Это не означает, что полностью отпадает необходимость в устройствах сопряжения ДОС с управляющей микроЭВМ. В этом случае они должны осуществлять согласование параметров сигнала с ДОС со стандартом шины микроЭВМ и при необходимости буферизацию данных.

Статья в тему

Оценка конструкторских и технологических параметров системы многослойных металлических межсоединений при разработке БИС
Транзистор - одно из важнейших изобретений ХХ столетия, повлекшее за собой появление полупроводниковых приборов и микросхем. Эти устройства стали основой электронных систем и привели к проникновению электроники во все важнейшие для жизнедеятельности человека отрасли - энергетик ...