Управление промышленными роботами

Опубликовано admin Мар 31, 2013 в Роботетхника

В настоящее время общую теорию управления, применимую к любой системе вообще, рассматривают как науку об управлении и связи в механизмах, организмах и обществах. Под системой понимается объединение любых элементов, рассматриваемых как связанное целое, например действующее предприятие или цех, автоматические машины, промышленные роботы или часовые механизмы.

Критерием для выделения совокупности элементов в систему служит степень их связанности внутри системы и этой системы с внешним миром.

Источником всякой информации является наблюдение, пассивный или активный эксперимент. А управление всегда связано с использованием наблюдений, использованием информации об управляемой системе, о результатах реализации управляющих воздействий.

Обмен информацией внутри системы осуществляется с помощью различного рода связей, по которым циркулируют потоки информации. Наличие таких связей является характерной особенностью любой автоматической системы. Особенно большое значение для автоматических систем имеет обратная связь — канал, по которому в систему вводятся данные о результатах управления.

Наука об управлении изучает не все системы вообще, а только управляемые системы. Одной из характерных особенностей управляемой системы является способность изменять свое движение, переходить в различные состояния под влиянием различных управляющих воздействий. Так, манипулятор промышленного робота может занимать различные положения в пространстве, может двигаться в различных направлениях и с различной скоростью в зависимости от того, как им управляют.

Для промышленного робота всегда существует множество движений, из которых производится выбор предпочтительного. Если нет выбора, то и не может быть управления. Поскольку под автоматическими системами понимают управляемые системы, в них всегда должен присутствовать механизм, осуществляющий функции управления.

Управляемая система может быть схематически изображена в виде совокупности управляющей и управляемой частей системы. Стрелками указаны пути воздействий, которыми обмениваются части системы. Такие простые системы могут, взаимодействуя друг с другом, составлять более сложные управляемые системы, входя в качестве элементов в управляемые и управляющие части сложных систем и образуя последовательность (иерархию) взаимосвязанных управляемых систем.

Свойством управляемости может обладать не любая система. Необходимым признаком наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей к управлению является ее организованность, т. е. определенная структура, выражающаяся в целесообразности номенклатуры составляющих ее элементов и связей между ними. Разумеется, не все организованные системы являются автоматическими, хотя все автоматические системы обладают определенной организованностью. Воздействие на поведение автоматической системы может различаться как путем воздействия на ее координаты, так и путем изменения параметров управляемой части системы — объекта управления. Возможности управления тем шире, а управление может осуществляться тем эффективнее, чем шире диапазон значений, которые могут принимать управляющие воздействия в процессе управления. Однако необходимо считаться с тем обстоятельством, что в реальных системах диапазон изменения каждого управляющего воздействия ограничен. Для того чтобы управлять каким-либо объектом, нужно определенным образом изменять управляющее воздействие на этот объект. Такое изменение управляющих воздействий может осуществляться при помощи сигналов управления, несущих сообщения о требуемых значениях управляющих воздействий. Совокупность элементов системы, вырабатывающих сигналы управления, называется управляющим устройством. Если требуемое поведение, условие работы объекта, а также его свойство заранее известны, то в управляющее устройство может быть введена информация о последовательности управляющих воздействий в виде программы управления. Совокупность правил, по которым информация, поступающая в управляющее устройство, перерабатывается в сигналы управления, называется алгоритмом управления. С учетом изложенных положений можно следующим образом определить понятие «управление».

Управление — это воздействие на объект, выбранное из множества возможных воздействий на основании имеющейся для этого информации, улучшающее функционирование или развитие данного объекта.