Моделирование контактных операций для манипуляторов, управляемых по скорости

Abstract

Внедрение робототехники во всё более разнообразные сферы промышленности ставит новые задачи перед исследователями и инженерами в данной области. Контактные операции являются одной из наиболее актуальных и сложных задач, так как любая полезная деятельность, производимая робототехнической системой связана с взаимодействием с окружающими объектами. Сложность данной задачи связана с разнообразием объектов и типов контактов, а также отсутствием универсальных математических методов для описания упругих тел. Промышленные манипуляторы большинства известных производителей поставляются с контуром управления, принимающим угловые скорости сочленений как управляющие сигналы. Поэтому для инженеров, работающих с манипуляторами, становится актуальной задача разработки законов управления для манипуляторов, управляемых по скорости, тогда как большая часть теории управления написана для механических систем, управляемых по моменту силы в сочленениях. В настоящей работе предлагается метод моделирования регулятора, выполняющего контроль за контактной операцией, на основе комбинации модели объекта управления – манипулятора, управляемого по скорости, а также модели двумерного непрерывного упругого тела на основе дискретной модели Кельвина-Фойгта. Данный подход может использоваться для быстрого прототипирования регуляторов, без необходимости частого повторения натурного эксперимента. Производится сравнение результатов моделирования и эксперимента, по которым можно утверждать адекватность предложенного метода моделирования для качественной оценки работы регулятора.