Suplanuotomis trajektorijomis judančio cilindrinio pjezoroboto valdymas

Abstract

Judantys pjezorobotai - tai mechatroninai įrenginiai, kurių judėjimą formuojančių įtaisų veikimas paremtas atvirkštiniu pjezoefektu. Tokiuose įtaisuose judėjimą formuoja ne klasikiniai varikliai, o pjezoelektriniai judesio keitikkliai. Tokių keitklių taikymas judantiems robotams kurti leido santykinai paprastomis priemonėmis realizuoti sudėtingus jų judėjimo uždavinius. Tokiems uzdaviniams spręsti kuriami pozicionavimo ir pjezorobotų valdymo metodai ir algoritmai. Norint šiuos algoritmus realizuoti praktiškai būtina nauja aparatinė ir programinė įranga. Straipsnyje pristatomi plokštumoje judančio cilindrinio pjezoroboto judesio formavimo metodai ir judėjimo duotąja trajektorija valdymo algoritmai. Tai pat pateikiam šių algoritmų programinė realizacija taikant Matlab ir LabVIEW. Straipsnyje sprendžiamas pjezoroboto judėjimo duotąją trajektorija uždavinys, tam tikslui pristatoma valdymo programinė įranga, taip pat specialiai sukurta pjezoelektrinio cilindro judesio valdymo elektroninė sistema su pramoniniu PXI kompiuteriu ir aukštos įtampos stiprintuvu. Pateikiama sukurta trajektorija judančio pjezoroboto nueito kelio registravimo sistema, veikianti vaizdų apgodojimo principais. Straipsnyje pateikiami duotąją trajektorija judančio pjezoroboto judėjimo tiklumo ekspermentų rezultatai taikant skirtingus judėjimo duotąją trajektorija metodus. Tiriamas pjezoroboto judėjimas nuo taško prie taško neatliekant posūkio, kai vienu metu aktyvus tik vienas segmentas. Straipsnyje pateikiamos panašaus pobūdžio mokslinių tyrimų taikymo studijų procese ir studentų baigiamuosiuose projektuose galimybės.

Practical application of smart materials for moving robots enabled to solve difficult mechatronic positioning and movement problems. Movement is such systems is generated using piezoelectrical devices. Therefore, classical trajectories formation and control methods are not suitable. This article presents movement formation methods and movement in predefined trajectory on a plane algorithm for cylindrical piezorobot. It is shown how they can be implemented using Matlab and LabVIEW software. Trajectory movement is controlled using special software and specifically designed motion control system. Control signal is amplified by electronics hardware. It also matches industrial PXI computer to piezorobot's motion. The path of piezorobot is registered using imagine processing technologies. The paper presents experimental results of piezorobot movement when different trajectory formation methods are applied. Piezorobot point-to-point movement on plane without rotation is analysed, and movement accuracy is measured by imagine processing technologies. the possibility to carry out similar applied research in Vilniaus kolegija/University of Applied Sciences with presence of Electronics and Informatics Faculty students is analysed.