Управление манипуляторами с числом степеней свободы более шести
5
зом. Вначале вычисляются фактическое отклонение траектории от
требуемой и вектор скорости корректирующего воздействия. Через
решение обратной кинематической задачи вычисляются угловые
скорости в приводах, которые и отрабатывают корректирующее воз-
действие.
Недостатком такого подхода является довольно значительный
объем вычислений, направленный на умножение матриц и вычисле-
ние обратных матриц. Более серьезным недостатком является невоз-
можность задания определенных весов степеням свободы. Любое,
даже незначительное отклонение будет отрабатываться всеми степе-
нями свободы, поскольку оно преобразуется в угловые скорости
каждой степени подвижности в соответствии с приведенными фор-
мулами. Выделить, каким степенями свободы эти отклонения отраба-
тывать, не представляется возможным.
Последний существенный недостаток связан с возможным вы-
рождением матрицы Якоби и возникающими трудностями выделения
решения из множества возможных, если число степеней свободы
превышает шесть. В этом случае матрица преобразования координат
становится неквадратной и можно вычислить лишь квазиобратную
матрицу. На практике используются методы вычисления квазиобрат-
ных матриц, основанные на минимизации функционалов. Эти методы
позволяют получить квазиобратные матрицы, и обратная кинемати-
ческая задача решается. Однако минимизация функционалов требует
дополнительных вычислительных мощностей, а сами функционалы
несут чисто математическую функцию и инженерное представление
этих функционалов в парадигме задачи управления не всегда понятно
и приемлемо.
Предлагаемый метод решения задачи.
Для преодоления труд-
ностей использования известных методов для управления манипуля-
торами с числом степеней свободы более шести предлагается разра-
ботанный авторами метод базовых движений, основанный на
концепции иерархии вычислителей.
Из-за неидеальности исполнительных механизмов манипулятора
при его работе может накапливаться ошибка отработки движения.
Чтобы устранить подобного рода ошибки, предлагается решение за-
дачи динамической коррекции движения. Исходя из этого, можно
выделить три основных момента предлагаемого метода.
1. Требуемые движения инструмента представляются в базисе
движений, уже реализованных вычислителями нижележащего уровня.
2. Динамическая коррекция движения инструмента осуществляет-
ся исходя из выполняемого в данный момент движения. В зависимо-
сти от величины отклонения задействуются сначала «легкие» степени
свободы (кисть, запястье, предплечье), а если этого недостаточно, то
