Πειραματική Αναγνώριση Δυναμικών Παραμέτρων Ρομποτικού Βραχίονα

Abstract

Οι βιομηχανικοί βραχίονες έχουν γίνει ένα απαραίτητο μέσο αυτοματισμού για την αύξηση της ευελι-ξίας και της παραγωγικότητας. Τα αυξανόμενα πρότυπα ποιότητας και οι νέες εφαρμογές επιβάλλουναυστηρότερες απαιτήσεις για ακρίβεια, αξιοπιστία και απόδοση. Λόγω της πολύπλοκης μη γραμμικήςδυναμικής των ρομπότ, η σχεδίαση του ελέγχου πρέπει να περιλαμβάνει ακριβή δυναμικά ρομποτικάμοντέλα. Η πειραματική αναγνώριση των άγνωστων παραμέτρων αδράνειας είναι μια διαδικασία γιατην εκτίμηση τέτοιων μοντέλων χρησιμοποιώντας δεδομένα κίνησης κατά την διάρκεια καλά σχεδια-σμένων πειραμάτων.Η πειραματική αναγνώριση του ρομποτικού χειριστή είναι ο μόνος αποτελεσματικός τρόπος γιατην εύρεση δυναμικών μοντέλων ικανών να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του βραχίονα. Οι πληρο-φορίες που προσφέρουν οι εταιρείες παραγωγής των ρομπότ συνήθως είναι ανεπαρκείς ή ανακριβείς,ειδικά για θέματα όπως η τριβή και τα χαρακτηριστικά της σύζευξης των αξόνων. Η άμεση μέτρησητων φυσικών παραμέτρων δεν είναι ρεαλιστική λόγω της πολυπλοκότητας των εξαρτημάτων.Στην παρούσα εργασία ακολουθείται το βασικό πρότυπο της αναγνώρισης των ρομποτικών παρα-μέτρων όπως υπάρχει στην βιβλιογραφία, όμως σε κάθε βήμα εφαρμόζονται οι διαφορετικές τεχνικέςπου βρέθηκαν.Το ρομπότ που χρησιμοποιήθηκε είναι το Katana 450 και το λογισμικό διασύνδεσηςείναι το ROS Fuerte. Πολύ σημαντική είναι η εύρεση βέλτιστων τροχιών διέγερσης που θα μπορούννα διεγείρουν επαρκώς το βραχίονα, αυτό έγινε χρησιμοποιώντας το Global Optimization Toolboxτου Matlab. Κατά την διάρκεια του πειράματος αναγνώρισης απαραίτητη είναι η απόκτηση δεδομέ-νων για την γωνία και την ροπή των αξόνων, για αυτό έγιναν μερικές τροποποιήσεις στο λογισμικό.Χρησιμοποιώντας την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων υπολογίζεται το άγνωστο σετ παραμέτρωνκαθώς και η τυπική τους απόκλιση. Με το πείραμα της επαλήθευσης υπολογίζεται το σφάλμα πρόβλε-ψης της ροπής για μία νέα τροχιά, συγκρίνοντας διαφορετικές τεχνικές που βρέθηκαν και επιλέγεται οκαλύτερος δυνατός συνδυασμός. Σε μελλοντική εργασία τα υπάρχοντα αποτελέσματα θα μπορούσαννα χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του βραχίονα, δοκιμάζοντας αλγορίθμους adaptive control υπότην προϋπόθεση αναβάθμισης του.