Sterowanie ruchem trójczłonowego manipulatora płaskiego typu "underactuated

Adam Szewczyk

Abstract

The aim of this thesis is to analyze tracking of a derived trajectory by a 3dof manipulator end effectors. The manipulator is of the "underactuated" type and it can work in a horizontal and vertical planes. The manipulator is "underactuated" when the number of control inputs is less than the number of degrees of freedom. The aim of the work s analyze control of manipulator when one of the drives breaks down. The aim could goal is to complete tracking a trajectory by the end effector. Subsequent chapters present description of the physical and mathematical model of the manipulator. An important part of the work is to generate a mathematical model of the manipulator dynamics. A solution to the forward and inverse kinematic problem is described in details. Also dynamics equation using Lagrang'e method are derived. To control the manipulator in the vertical and horizontal planes the PD control algorithm is used. Numerical studies illustrate experiments for the manipulator. To control the underactuated manipulator with the one engine broken the two methods were developed. The thesis present and discusses the results of simulation of studies the developed methods for motion control
Diploma typeMaster of Science
Author Adam Szewczyk WMEiL
Adam Szewczyk,,
- Faculty of Power and Aeronautical Engineering
Supervisor Elżbieta Jarzębowska ITLMS
Elżbieta Jarzębowska,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Certifying unitFaculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unitThe Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (IAAM)
Study subject / specializationMechanika i Budowa Maszyn
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date27-06-2013
Issue date (year)2013
Pages98
Internal identifierMEL; PD-2247
Reviewers Elżbieta Jarzębowska ITLMS
Elżbieta Jarzębowska,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
, Marcin Żugaj ITLMS
Marcin Żugaj,,
- The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics
Keywords in Polishmanipulatory, modele matematyczne, sterowanie ruchem robotów
Abstract in PolishCelem pracy jest analiza zadania śledzenia końcówki trójczłonowego manipulatora płaskiego (TMP). typu "underactuated". Manipulator jest typu "underactuated" gdy liczba wejść sterujących jest mniejsza od liczby stopni swobody, czyli jeden lub więcej silników uległ awarii. Celem pracy jest więc analiza ruchu sterowanego TMP po awarii jednego z silników. Celem sterowania jest dokończenie śledzenia zadanej trajektorii przez końcówkę roboczą. Kolejne rozdziały pracy przedstawiają opis modelu fizycznego i matematycznego TMP. Istotnym elementem pracy jest zbudowanie matematycznego modelu dynamiki manipulatora. Dokładnie opisane zostaje rozwiązanie zadania prostego i odwrotnego kinematyki oraz wyprowadzenie równań dynamiki za pomocą równań Lagrang'e drugiego rodzaju. Do sterowania ruchem TMP w płaszczyźnie pionowej i poziomej wykorzystano algorytm PD z korekcją. Eksperymenty numeryczne przeprowadzono dla sterowania TMP z trzema sprawnymi napędami i w trybie awaryjnym czyli po awarii jednego z silników. Do sterowania ruchem TMP w stanie awaryjnym opracowano dwie metody wyznaczania pozycji niesterowanego członu i "kierowania nim" przez pozostałe napędy tak aby jak najlepiej ukończyć zadanie śledzenia zadanej trajektorii. Przedstawiono i omówiono wyniki symulacji ruchu według opracowanych metod sterowania. manipulatorem wykorzystano pętlę sprzężenia zwrotnego z regulatorem PD. Możliwości tak dobranego modelu sterowania zostają przedstawione na przykładzie manipulatora płaskiego z trzema sprawnymi napędami. Następnie opisano metody awaryjnego sterowania manipulatorem płaskim, zaprezentowano wyniki symulacji ruchu oraz dokonano weryfikacji i krytycznej oceny metod
File
Sterowanie ruchem trójczłonowego manipulatora płaskiego typu underactuated - Adam Szewczyk.pdf (file archived - login or check accessibility on faculty) Sterowanie ruchem trójczłonowego manipulatora płaskiego typu underactuated - Adam Szewczyk.pdf 2.49 MB


Back