Оптимальное управление объектом на плоскости, закрепленной на роботе-манипуляторе RUKA
Автор: Наталья Константиновна Сафонова
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва
Рассматривается задача стабилизации шара на обратном Т-образном (в сечении) основании, закрепленном на захвате шестизвенного манипулятора RUKA. Потребное положение равновесия - основание профиля располагается вертикально, шар - в середине горизонтальной грани. Предполагается, что шар катится без проскальзывания.
В первую очередь, задача интересна с точки зрения управления неустойчивыми механическими системами в условиях дефицита количества управляемых воздействий [1,3].
В предыдущих исследованиях была успешно решена задача стабилизации шара на обратном Т-образном основании, закрепленном на захвате шестизвенного манипулятора RUKA[5]. Было синтезировано управление, обеспечивающее устойчивость системы и максимально возможную область притяжения неустойчивого положения равновесия. Экспериментальные результаты подтвердили работоспособность предложенных алгоритмов.
При создании манипулятора было решено больше количество технических, конструкторских и задач, полное перечисление которых в данной работе нецелесообразно. Тем не менее только совокупность этих примененных решений позволила подойти к экспериментальной реализации теоретической задачи. В частности, была проведена разработка и реализация алгоритма решения прямой и обратной задач кинематики в пространстве бикватернионов для шестизвенного манипулятора, которой будет использоваться для стабилизации шарика [2,4]. Реализована возможность задания траектории в пространстве собственных углов поворота звеньев в режиме произвольного количества промежуточных состояний, что позволит применять различные алгоритмы управления для стабилизации рассматриваемой системы.
Цель данной работы — оптимизировать переходный процесс системы, обеспечив монотонную и быструю сходимость к заданному положению равновесия.
Результаты эксперимента, проведенного в ходе решения задачи, могут применяться для тестирования качества применяемых технологических решений в манипуляторах, а также могут представить интерес при создании алгоритмов управления коллаборативными роботами, внедрение которых в современном мире приобретает все большую популярность и актуальность.
