Instytut Automatyki i Robotyki

Zakład sterowania i robotyki

Sterowanie robotów manipulacyjnych

Celem nauczania przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnorodnymi aspektami sterowania robotów manipulacyjnych a w szczególności z zagadnieniami modelowania, syntezy i analizy układów sterowania tej klasy robotów. Szczególny nacisk położono na praktyczne wykorzystanie podanych algorytmów sterowania pod kątem ich implementacji, umiejętności oceny jakości działania oraz doboru właściwej strategii sterowania.

Program przedmiotu obejmuje następujące zagadnienia:

1. Model matematyczny manipulatora i sposoby jego wyprowadzania:

  • wyprowadzenie zależności na energię kinetyczną (tensor bezwładności ogniwa) i energie potencjalna ogniwa manipulatora,
  • wyprowadzenie wzoru na całkowitą energię kinetyczną manipulatora (macierz mas manipulatora),
  •  wykorzystanie w/w zależności w równaniu Lagrange’a I rodzaju, w algorytmie rekurencyjnym Newtona-Eulera, w metodzie jakobianowej w konstrukcji równań dynamiki manipulatora,
  • właściwość pasywności układu mechanicznego
  • modele tarcia.

2. Algorytmy niezależnego sterowania ogniwami manipulatora:

  • modelowanie dynamiki układu mechaniczne ogniwa i dynamiki napędu w sterowaniu uproszczonym,
  • proste regulatory P, PD, PID ich właściwości, dobór nastaw, praktyczna realizacja tachometrycznego sprzężenia zwrotnego,
  • astatyzm względem sygnału zadanego i sygnału zakłócenia,
  • algorytm sterowania metodą sprzężenie w przód,
  • sterowanie ślizgowe.

3. Algorytmy sterowania scentralizowanego:

  • sterowanie z odprzężeniem grawitacyjnym,
  • sterowanie z dynamiką odwrotną,
  • algorytmy adaptacyjne dla manipulatora,
  • algorytmy sterowania odpornego manipulatora.

4. Zagadnienia modelowania napędu elektrycznego wykorzystującego silniki synchroniczne.

5. Algorytmy sterowania siłą i sterowanie hybrydowe pozycją/siłą.

Zalecana literatura: 
  1. Wprowadzewnie do robotyki. Mechanika i sterowanie, J.J. Craig, WNT Warszawa, 1993
  2. Dynamika i sterowanie robotów, M.W. Spong, M. Vidyasagar, WNT, Warszawa 1997
  3. Modeling and Control of Robot Manipulators, Sciavicco, B. Siciliano, Springer-Verlag, London, 2000
  4. Manipulatory i roboty mobilne. Modele, planowanie ruchu, sterowanie, K. Tchoń, A. Mazur, I. Dulęba, R. Hossa, R. Muszyński, Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2000
  5. Modelowanie I sterowanie robotów, K. Kozłowski, P. Dutkiewicz, W. Wróblewski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa,2003
Zasady zaliczenia: 

Ocena z ćwiczeń na podstawie dwóch sprawdzianów oraz aktywności na zajęciach. Egzamin pisemny/ustny z przedmiotu przeprowadzany jest po zaliczeniu ćwiczeń i laboratorium.