Динамические характеристики манипулятора МП-9С
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ование позволяет проводить долговременные эксперименты путем сжатия временной шкалы;
результаты имитационного моделирования наглядны и легко интерпретируемы;
имитация поведения объекта дает представление о том, какие переменные системы наиболее существенны и как они взаимодействия, практические еще до создания самого объекта.
Далее рассматривается построением имитационной модели дискретно-позиционной системы управления робота. Разработка модели дискретно-позиционного управления. Сущность дискретно-позиционного управления роботом, как было отмечено ранее, сводится к следующему:
сигнал с аналогового датчика, "пропорциональный" текущей координате (позиции) нахождения рабочего органа робота, через определенный промежуток времени (период опроса) поступает на устройство сравнения;
устройство сравнения сигналов производит анализ рассогласования поступившего сигнала (текущей координаты) со значением конечной точки позиционирования (конечной координаты);
если рассогласование значительно (выше разрешающей способности устройства сравнения), то на исполнительный орган робота (привод) выдается управляющий сигнал, направленный на ликвидацию рассогласования двух величин - т.е. на перемещение рабочего органа в сторону конечной координаты; по прошествии времени, равному периоду дискретизации, последовательность повторяется;
если рассогласование не значительно (не регистрируется устройством сравнения), то сигнал на перемещение рабочего органа не выдается, а управление передается следующему контуру (например, управляющему движением по другой степени свободы).
Помимо указанных сигналов с системе существует и общий сигнал управление, отвечающий за включение робота. Общая схема-модель системы управления показана на рис. 4.1.
Рис. 4.1 - Схема-модель дискретно-позиционной системы управления движе-нием рабочего органа робота по i-ой степени свободы
Рассмотренную схему работы можно описать и математически: Тогда уравнения движений рабочего органа по 1-ой координате x1(t), и сигналов управления u1(t) и u1s(t) будут выглядеть следующим образом:
где t1, tj, tj-1 - значение дискретного времени в первый, текущий и предыдущий мо-менты соответственно; ?t - период опроса датчика; u1(tj), u1s(tj) - значения управляющих сигналов внутри системы управления пер-вой степенью свободы и между 1-ой и s-ой, соответственно; x1(t1), x1(tj-1), x1(tj) - положение рабочего органа робота в соответствующие моменты времени; x1 0, x1 k - начальное положение рабочего органа робота и терминальная точка позиционирования; ?- точность измерения (точность сравнения); k1 - скорость перемещения рабочего органа по 1-ой степени подвижности. Первые уравнения описывают начальное состояние системы, а последующие - поведение системы во времени в зависимости о показаний позиционного датчика. Описание системы имитационного моделирования Simulink. Система имитационного моделирования Simulink является компонентом интегрированной среды инженерных расчетов MatLab компании The MathWorks. Simulink сочетает в себе наглядность аналоговых машин и точность цифровых вычислительных машин. Simulink обеспечивает пользователю доступ ко всем возмож-ностям пакета MatLab, в том числе к большой библиотеке численных методов.
Рис. 4.2 - Дерево библиотек Simulink
При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования1, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. На рис. 4.2 показано дерево стандартных библиотек системы Simulink, а также некоторые пакеты расширения. Simulink обеспечивают интерактивную среду для моделирования, при этом поведение модели и результаты ее функционирования отображаются в процессе работы, и существует возможность изменять параметры модели даже в тот момент, когда она выполняется. Simulink позволяет создавать собственные блоки и библиотеки блоков с доступом из программ на MatLab, Fortran или C, связывать блоки с разработанными ранее программами на Fortran и C, содержащими уже проверенные модели. Этапы построения модели в системе Simulink. Перед построением модели необходимо предварительно загрузить систему Matlab и запустить подсистему Simulink. В том и другом случае откроется окно Simulink Library Browser (система просмотра библиотек Simulink), изображённое на рис. 4.2. В верхней части этого окна две крайние левые кнопки служат, соответственно, для создания новой и открытия существующей модели. После нажатия левой кнопки на экране появится окно для построения новой модели (рис. 4.3,а).
Рис. 4.3 - Рабочие окна подсистемы Simulink при создании модели
Процесс построения модели Simulink включает в себя компоновку модели и задание необходимых параметров. Компоновка заключается в выборе из библиотек Simulink необходимых блоков, их размещение в открывшемся окне (рис. 4.3,б) и соединение между собой (рис. 4.3,г). Далее для каждого блока устанавливаются соответствующие параметры (рис. 4.3,в), отвечающие требованиям моделируемой системы. Для того, чтобы построить модель Simulink, необходимо знать, какие типы блоков предоставляются пользователю. Процедура поиска и перемещения блоков из библиотек Simulink в окно модели во многом напоминает операции копирования и перемещения файлов в среде Windows. Для этого в окне Simulink Library Browser необходимо выбрать пункт Simulink, затем выбрать соответствующий пункт в открывшемся списке библиотек и раскрыть его. Для перемещения курсор мышки уста