Giới thiệu:Điều khiển vị trí là gì, điều khiển vị trí là phương pháp điều khiển phổ biến hơn trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp, thường được sử dụng trong điều khiển chuyển động của thiết bị cơ khí, chẳng hạn như máy công cụ và cánh tay robot, v.v., trong nhiều thiết bị cơ khí cao cấp, cần sử dụng điều khiển vị trí. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ lấy điều khiển vị trí cánh tay robot để thực hiện giới thiệu nội dung có liên quan.
Cánh tay robot là một loại robot sản xuất phổ biến trông giống như cánh tay của con người, với một số bộ phận rất giống với vai, khuỷu tay và cổ tay của con người, và có thể được hướng dẫn để thực hiện nhiều thao tác khác nhau giống như cánh tay của con người. Vì vai của con người được cố định vào cơ thể, nên "vai" của cánh tay được gắn trên một đế cố định, trong khi phần còn lại của cánh tay có thể di chuyển theo các hướng khác nhau.
Điều khiển vị trí của cánh tay là để đảm bảo cánh tay đạt đến vị trí mong muốn mà không bị lệch, và là một chức năng quan trọng của cánh tay. Các khớp của cánh tay robot thường được điều khiển bởi động cơ, và người vận hành có thể điều khiển cảnh sát robot bằng cách điều khiển các động cơ trong các khớp thông qua máy tính. Vì các động cơ di chuyển theo các bước tăng dần được kiểm soát, nên cánh tay có thể được điều khiển di chuyển nhiều lần theo cách rất chính xác, với độ chính xác và độ tin cậy cao. Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ giới thiệu tóm tắt về nguyên lý điều khiển vị trí của cánh tay robot và phương pháp điều khiển vị trí của cánh tay robot.
Nguyên lý điều khiển vị trí cánh tay robot
Để điều khiển vị trí của cánh tay robot, chúng ta cần sử dụng động cơ để tạo ra mô men điện từ bất cứ lúc nào để ổn định mô men hấp dẫn của cánh tay robot. Khi cánh tay điều khiển đạt đến vị trí đã chỉ định, tốc độ quay của động cơ bằng không và ở trạng thái chặn, và mô men đầu ra là mô men chặn. Do điện áp phần ứng khác nhau, mô men chặn của động cơ cũng khác nhau và việc điều khiển mô men chặn của động cơ có thể được thực hiện hoàn toàn bằng cách thay đổi điện áp phần ứng, do đó thực hiện được việc điều khiển vị trí của cánh tay robot.
Dòng tín hiệu điều khiển vị trí cánh tay cơ học. Trước hết, đầu vào giá trị đã cho cho hệ thống cần được hoàn thành bằng nút của phần tương tác giữa người và máy tính, bao gồm hai nội dung thông tin của vị trí đã chỉ định và hướng quay, sau đó DSP tính toán lượng điều khiển truyền thẳng cần thêm vào động cơ theo đầu vào của vị trí đã chỉ định và đưa sóng tín hiệu PWM và tín hiệu hướng vào động cơ để điều khiển mạch. Đồng thời, đĩa mã phát hiện góc dòng điện và phản hồi về DSP, sau đó thực hiện điều khiển PID theo sự khác biệt giữa vị trí hiện tại và vị trí đã chỉ định, và điều chỉnh sóng tín hiệu PWM đầu ra và tín hiệu hướng. Ngoài ra, màn hình tinh thể lỏng trong phần tương tác giữa người và máy tính có nhiệm vụ hiển thị thông tin theo thời gian thực trong quá trình điều khiển.
Phương pháp điều khiển vị trí cánh tay robot
1. Điều khiển phản hồi cộng với ba vòng lặp
Phương pháp điều khiển vị trí này dựa trên điều khiển phản hồi ba vòng, thêm giá trị lệnh truyền thẳng. Trình điều khiển thường cần chạy ở chế độ CSP, phương pháp tạo giá trị truyền thẳng có hai loại, một là bộ điều khiển vẫn chỉ gửi vị trí lệnh đến cánh tay rô bốt, trình điều khiển thông qua việc tạo ra giá trị tốc độ truyền thẳng và giá trị gia tốc truyền thẳng khác biệt; thứ hai là bộ điều khiển không chỉ gửi vị trí lệnh mà còn gửi giá trị độ lệch tốc độ truyền thẳng và giá trị độ lệch mô men truyền thẳng đến trình điều khiển. Phương pháp này cho phép cánh tay rô bốt có khả năng phản ứng động.
2.Điều khiển servo phản hồi ba vòng
Phương pháp điều khiển vị trí này là một trong những phương pháp quen thuộc hơn. Lúc này, toàn bộ quá trình điều khiển được thực hiện trong bộ điều khiển, tạo ra mô-men xoắn theo vị trí lệnh, do đó cánh tay robot theo dõi tốt đến vị trí lệnh và bộ điều khiển chỉ là một bộ lập kế hoạch quỹ đạo chịu trách nhiệm gửi vị trí lệnh đến bộ điều khiển. Phương pháp này có độ chính xác cao ở trạng thái ổn định và khả năng chống nhiễu mạnh, có thể đảm bảo độ chính xác định vị lặp lại của cánh tay robot, nhưng hiệu suất động của nó tương đối kém, ví dụ, độ trễ thời gian giữa đường cong vị trí được lệnh và đường cong vị trí thực tế là lớn.
3. Điều khiển phi tuyến tính
Các ổ đĩa của hai phương pháp trước được vận hành dưới sự kiểm soát vị trí, trong khi phương pháp này là định vị ổ đĩa ở chế độ mô-men xoắn hoặc chế độ dòng điện, áp dụng một số phương pháp điều khiển phi tuyến tính trong lý thuyết điều khiển hiện đại. Bộ điều khiển tính toán giá trị mô-men xoắn trực tiếp theo vị trí được chỉ huy và gửi nó đến ổ đĩa, làm yếu ổ đĩa thành mô-đun bộ khuếch đại công suất, trong khi bộ điều khiển chỉ có thể được coi là đang thực hiện điều khiển chuyển động. Điều này có thể được sử dụng trong phương pháp điều khiển mô-men xoắn được tính toán, tuyến tính hóa phản hồi và một số phương pháp điều khiển thích ứng.
Duyệt qua bài viết trên, bạn có thể biết rằng điều khiển vị trí của cánh tay robot có thể được thực hiện bằng điều khiển tiến cộng với điều khiển ba vòng, điều khiển servo phản hồi ba vòng và các phương pháp điều khiển phi tuyến tính. Điều khiển vị trí của cánh tay robot là để đảm bảo rằng cánh tay robot có thể đạt được vị trí mong muốn mà không bị lệch, nhưng cánh tay robot cũng thường được sử dụng như một phương pháp điều khiển, các khớp của cánh tay robot thường được điều khiển bởi động cơ, người vận hành có thể điều khiển cánh tay robot thông qua điều khiển máy tính của các khớp của động cơ để điều khiển cánh tay robot, để đạt được độ chính xác cao hơn của chuyển động dịch chuyển. Hãy theo dõi Jiezhong Robotics để tìm hiểu thêm về kiến thức và ứng dụng của điều khiển vị trí cánh tay robot.