Automatic determination of joint trajectories and adaptive control for a robotic arm

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, bir robot kolunun uç biriminin izlemesi istenilen ve çeşitli zaman şartları ile birlikte kartezyen koordinat sisteminde belirlenen bir yörüngeye dayalı olarak, her bir eklem için zaman bakımından hemen-hemen en iyi olan yörüngeleri saptayan özgün bir algoritma geliştirilmiştir. Bu algoritmada aşağıda belirtilen üç farklı durum seçenek olarak bulunmaktadır: Hareketin tamamlanma süresi serbest, hareketin tamamlanma süresi önceden saptanmış, ve hareketin zamanları önceden saptanmış noktalardan geçerek tamamlanması. üretilen dayanak (referans) yörüngeleri dört farklı robot denetim algoritmasında kul lanı lmışt ır. Bunl ar sırası ile hesaplanmış moment yöntemi ile denetim, oransal -türevsel geri besleme ile ileri besleme denetimi yöntemi (oransal çift türevsel yöntem) ve bu iki yöntemim yük uyarlaması ilave edilmiş biçimlerinden oluşmaktadır. Yörünge üretme algoritması kadar yük uyarlamalı oransal çift türevsel denetim yöntemi özgün bir çalışma teşkil etmektedir. Bundan başka yük uyarlamalı hesaplanmış moment yöntemi ile denetim algoritmasında yapılan bir düzeltme ile daha iyi sonuçlar elde edilmiştir.

IV ABSTRACT In this work an original algorithm is developed to generate quasi-time optimal trajectories for each joint of a planar robot arm on the basis of the desired trajectory of its end effector, expressed in cartesian coordinates along with various time specifications. The algorithm takes into account the following three cases: Motion completion time free, motion completion time fixed, and motion with specified times at intermediate points. The generated reference trajectories are used in four different robot control algorithms based on the computed torque method, the proportional derivative feedback with feedforward control, and these two control strategies with load adaptation. The proportional derivative feedback with feedforward control including load adaptation is an original approach. An improvement has been obtained by a modification done in the computed torque algorithm with load estimation.