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Parte 7 - Controllo
Tipologia: Dispense
1 / 64
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Robot con un Grado di Mobilit Robot con un Grado di Mobilità
à
riduttore
epicicloidale
braccio
dinamotachimetrica
encoder
motore
ϑ
m
ϑ
2
m
ϑ
ϑ
Controllo di alto livello Controllo di alto livello
traiettoria diriferimento
coppia
errore
segnale diforzamento
Azionamento
Braccio
Controllore
Moto
alimentazione
esterna
Misura di posizione e
velocità o coppia
4
4
Convertitore Statico
stadio di potenza
raddrizzatori per conversioni
AC/DC, inverter per conversioni DC/AC, Ponte H
Interfaccia elettronica di calcolo e temporizzazione:
PIC (Peripheral Interface Controller)
famiglia di circuiti integrati a
semiconduttore con funzioni di microcontrollore.
DSP (Digital Signal Processor)
microprocessore ottimizzato per eseguire, in
maniera estremamente efficiente, sequenze di istruzioni molto ricorrenti nelcondizionamento di segnali digitalizzati
PLC (Programmable Logic Controller)
Computer industriale componibile
progettato per condizioni gravose di funzionamento, come ampi intervalli ditemperatura, schermato per rumore elettrico, e resistanza a vibrazioni e urti.
Controllore convertitore
invia segnali
PWM
per attivare o interdire i
transistor di cui è costituito il Convertitore statico
Controllore Azionamento
controllo locale realizzato ad esempio con una
funzione di trasferimento Proporzionale Integrale (PI)
5
(
)
(
)
2
( )
( )
( )
( )
( )
( )
a
m
m
m
m
m
m
V
s
k
C
s
s
R
s L
k
C
s
J
s
b
s
C s
⎧
⎛
⎞
=
− Ω
⎪
⎜
⎟
⎝
⎠
⎨ ⎪
=
Ω
⎩
Motore
Braccio
Riduttore
( ) ,
( )
( )
m
m
t
t
c t
ϑ
ω
( ) ,
( )
( )
t
t
c t
ϑ
ω
( )
( )
( )
( )
m
t
t
c t
c t
ω
τω
τ
=
=
in assenza di gravità
e altri disturbi
( )
( )
( )
l
l
c t
J
t
b
t
ϑ
ϑ
=
con J
l
momento d’inerzia del braccio
b
l
coefficiente d’attrito viscoso
Braccio azionato con Motore DC Braccio azionato con Motore DC
7
l’amplificatore
A
fornisce al motore
M
una
proporzionale a un segnale
u
, in genere una tensione,
fornita dal controllore
C
C
V
a
Ω
m
M
A
I
u
Comando in tensione o in corrente Comando in tensione o in corrente
8
(
)(
)
2
( )
( )
m
a
e
e
s
k
V
s
Ls
R
J s
b
k
Ω
=
(
)(
)
2
( )
( )
a
e
e
s
k
V
s
Ls
R
J s
b
k
τ
Ω
=
Funzione di trasferimento Funzione di trasferimento
Ω Ω
m m
/ /
V V
a a
10
costante elettrica
t
e
=
L
/
R
costante meccanica
t
m
=
J
e
/
b
e
V
a
m
I
C
m
1
Ls
R
k
k
1
e
e
J s
b
1
s
τ
Funzione di Trasferimento Funzione di Trasferimento
Θ Θ
/ /
V V
a a
11
V
a
m
I
C
m
1
Ls
R
k
k
1
m
m
J
s
b
1
s
τ
C
(
)
2
( )
( )
( )
( )
( )
m
m
m
m
m
l
m
l
m
c
t
J
t
b
t
J
t
b
t
ϑ
ϑ
τ
ϑ
ϑ
=
13
L/R<< J
e
/b
e
(
)
2
( )
( )
a
e
e
s
k
V
s
J R s
b R
k
τ
Ω
≅
V
a
m
k R
k
1
e
e
J s
b
1
s
τ
Funzione di trasferimento Funzione di trasferimento
Ω Ω
mm
/ /
V V
a a
: Approssimazione del Primo Ordine : Approssimazione del Primo Ordine
14
-20 -40 -
0
20
ampiezza (dB)
10
10
10
0
10
1
10
2
10
3
10
4
-135 -
-45 -
0
fase (gradi)
Diagramma di Bode
Ω
m
/
V
a
frequenza (rad/sec)
1/
t
1
approssimazionedel primo ordine
16
16
70 60 50 40 30
ampiezza (dB)
10
10
10
10
0
10
1
-30 -60 -
0
fase (gradi)
Diagramma di Bode
Ω
m
/
I
frequenza (rad/sec)
t
m
17
I
m
k
1
e
e
J s
b
1
s
τ
C
m
costante meccanica
t
m
=
J
e
/
b
e
I
m
k
1
m
m
J
s
b
1
s
τ
C
m
C
Funzione di trasferimento Funzione di trasferimento
Θ Θ
/ /
I I
19
Ω
m
V
a
m
1
e
e
J s
b
k R
k
1
s
τ
C
m
I
m
k
1
e
e
J s
b
1
s
τ
C
m
Motori in Corrente Continua: comando in Tensione o in Corrente Motori in Corrente Continua: comando in Tensione o in Corrente
20
schema a blocchi
m
s
C
m
k
1
e
e
J s
b
1
s
τ
Funzione di Trasferimento Funzione di Trasferimento
Ω Ω
m m
/ /
Ω Ω
s s
Braccio azionato con Motore Asincrono Braccio azionato con Motore Asincrono
2
2
e
m
l
e
m
l
J
J
J
b
b
b
τ
τ
=
=
(
)
(
)
( )
( )
( )
( )
( )
m
s
m
m
e
e
m
C
s
k
s
s
C
s
s J
b
s
=
Ω
− Ω
=
Ω
con
(
)
( )
( )
e
e
m
s
k
s J
b
k
s
s
Ω
=
Ω
funzionamento equivalente a quello di un motore DC a regime
