Tato práce se zabývá problematikou řízení robotických manipulátorů a identifikací jejich dynamického modelu. Nejprve je provedeno odvození kinematického a dynamického modelu víceosého sériového manipulátoru AGEBOT. V další části je rozebrána identifikace dynamického modelu tohoto manipulátoru. Zejména je řešeno určení lineárního modelu vzhledem k dynamickým parametrům. Dále je provedena volba vhodného vstupního signálu a v závěru této části jsou uvedeny možnosti získání rychlosti a zrychlení z polohy měřené IRC čidlem. Nakonec je proveden návrh různých strategií řízení manipulátorů. Je navržena decentralizované PID regulace, centralizované regulace, robustního řízení a adaptivního řízení. Tyto strategie jsou nakonec porovnány mezi sebou z hlediska přesnosti sledování požadované polohy koncového efektoru.
Annotation in English
This thesis deals with controlling of robotics manipulators and dynamics parameter identification. First of all, the kinematics and the dynamics models for robotic manipulator AGEBOT are derived. In the next part of the thesis dynamics model identification of this manipulator is analyzed. Particularly the problem of finding linearity in dynamics model is solved. Then suitable input signal is chosen and problem of calculate joint velocity and acceleration estimates based on the measured joint positions is mentioned. After all, several techniques for controlling the manipulator are designed and compare among themselves. Decentralized, centralized, robust and adaptive control are analyzed.
Forward kinematics, inverse kinematics, dynamic model, dynamic model identification, cascade control, centralized control, robust control, adaptive control
Length of the covering note
106 s.
Language
CZ
Annotation
Tato práce se zabývá problematikou řízení robotických manipulátorů a identifikací jejich dynamického modelu. Nejprve je provedeno odvození kinematického a dynamického modelu víceosého sériového manipulátoru AGEBOT. V další části je rozebrána identifikace dynamického modelu tohoto manipulátoru. Zejména je řešeno určení lineárního modelu vzhledem k dynamickým parametrům. Dále je provedena volba vhodného vstupního signálu a v závěru této části jsou uvedeny možnosti získání rychlosti a zrychlení z polohy měřené IRC čidlem. Nakonec je proveden návrh různých strategií řízení manipulátorů. Je navržena decentralizované PID regulace, centralizované regulace, robustního řízení a adaptivního řízení. Tyto strategie jsou nakonec porovnány mezi sebou z hlediska přesnosti sledování požadované polohy koncového efektoru.
Annotation in English
This thesis deals with controlling of robotics manipulators and dynamics parameter identification. First of all, the kinematics and the dynamics models for robotic manipulator AGEBOT are derived. In the next part of the thesis dynamics model identification of this manipulator is analyzed. Particularly the problem of finding linearity in dynamics model is solved. Then suitable input signal is chosen and problem of calculate joint velocity and acceleration estimates based on the measured joint positions is mentioned. After all, several techniques for controlling the manipulator are designed and compare among themselves. Decentralized, centralized, robust and adaptive control are analyzed.
Forward kinematics, inverse kinematics, dynamic model, dynamic model identification, cascade control, centralized control, robust control, adaptive control
Research Plan
Seznamte se s technikami modelování, identifikace a řízení pohybu robotických manipulátorů.
Vytvořte simulační model čtyřosého sériového manipulátoru AGEBOT v prostředí Matlab-Simulink. Odvoďte matematický popis kinematiky a dynamiky systému.
Navrhněte vhodnou metodu identifikace parametrů modelu dynamiky.
Navrhněte algoritmy pro polohovou regulaci robotu v režimu sledování referenční trajektorie. Proveďte srovnání decentralizovaného řízení s centralizovanými momentovými metodami regulace.
Navržené metody řízení důkladně otestujte na simulačním modelu.
Research Plan
Seznamte se s technikami modelování, identifikace a řízení pohybu robotických manipulátorů.
Vytvořte simulační model čtyřosého sériového manipulátoru AGEBOT v prostředí Matlab-Simulink. Odvoďte matematický popis kinematiky a dynamiky systému.
Navrhněte vhodnou metodu identifikace parametrů modelu dynamiky.
Navrhněte algoritmy pro polohovou regulaci robotu v režimu sledování referenční trajektorie. Proveďte srovnání decentralizovaného řízení s centralizovanými momentovými metodami regulace.
Navržené metody řízení důkladně otestujte na simulačním modelu.
Recommended resources
Ohnishi K., Sabanovic. A., Motion Control Systems\\
Sciavicco L., Siciliano B., Modelling and Control of Robot Manipulators
Recommended resources
Ohnishi K., Sabanovic. A., Motion Control Systems\\
Sciavicco L., Siciliano B., Modelling and Control of Robot Manipulators
