Aktivní hltiče vibrací rovinného seriového robotu

Abstract

Práce se zabývá aktivním hlcením vibrací hltiči konstruce typu voice-coil na robotu sériové konstrukce o třech kloubech. Je provedena modální analýza metodou konečných prvků. Je rozebrán řešící Lanczosův algoritmus. Následuje teoretická část zabývající se modelováním a řízením mnohatělesových mechanických a elektromechanických systémů. Jsou probrány Lagrageovy rovnice 2. druhu, metoda řízení motorů Computed torques, rovnice modelování hltičů vibrací a zmíněny PID regulátory. První praktická část se věnuje konkrétnímu robotu a optimalizaci pasivních hltičů vibrací na něm. Probírá optimalizační Siplexovou metodu, metodu Genetických algoritmů, použitý program a konvence značení. Zhodnocuje přínos pasivních hltičů vibrací. Poté se dostávám k robustním metodám řízení. Je probrána teoretická i praktická část. Zabývám se laděním systému metodou H-nekonečno. Probírám metodu smíšených citlivostí. Jsou zhodnoceny přínosy robustního aktvního řízení hltičů vibrací. Předestírám rozšíření struktury robotu o další aktivní prvky. Je rozebrán koncept řízení skyhook. Nakonec je zhodnocen přínos probraných přidaných struktur na řízení systému.

The work deals with active vibration absorbtion using voice-coil design absorbers on a robot of three-joint serial construction. A modal analysis is done using finite-element method. Lanczos algorithm is explained. The following theoretical part mentions modeling and control of multibody mechanical and electromechanical systems, Lagrange equations of the 2nd kind, Computed Torque Control, vibration absorber equations and PID controllers. The first practical part describes a specific robot and optimization of passive vibration absorbers on it. I mention optimization Simplex method, Genetic Algorithm method. I explain labeling conventions and program structure. Benefits of passive vibration absorbers instalation on the robot are evaluated. Afterwards I deal with robust control. Both the theoretical and the practical part are performed. I discuss H-infinity tuning method and mixed sensitivity tuning method. Benefits of active absorbers control are evaluated. Next chapter mentions the possibilities of the absorbers structure extension. The skyhook control concept is analyzed. Last part is devoted to the contribution of the added structures to the system.