Разработка оптимальной системы управления роботом-манипулятором гальванической линии для погашения колебаний подвески в переходных режимах

Abstract

В статье рассматривается проблема возникновения нежелательной инерции подвески с деталями во время передвижения гальванического робота-манипулятора портального типа. Раскачивание штанги приводит к уменьшению точности установки рамы автооператора над гальваническими ванными, нарушению безопасного ведения технологического процесса и увеличению себестоимости продукции. В связи с заданными условиями, изучая двухмассовую модель системы, разработан метод по устранению колебаний при переходных режимах (разгон или торможение рамы автооператора) переноса деталей между технологическими позициями. Выявлен критерий оптимальности, который включает квадрат амплитуды колебаний, совершаемых подвеской, и квадрат электродинамического усилия, возникающего в обмотках двигателя при передвижении. Данные условия необходимы для максимального быстродействия системы, увеличения точности позиционирования и уменьшения энергозатрат. С помощью метода динамического программирования Беллмана заданный критерий приведен к минимуму и определена функция оптимального управления робота-манипулятора. На основании полученных математических выкладок синтезирована система оптимального управления и смоделированы графики динамики системы. В качестве сравнения в статье представлены графики динамики системы с автоматической настройкой оптимального регулятора. Данное сравнение позволяет проверить правильность и точность найденной функции оптимального управления.