Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Integracja czujników inercyjnych z konstrukcją robota humanoidalnego cz. I

Kosiński P., Świątek-Brzeziński P., Osypiuk R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 12

1091-1094

PL

W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe oraz budowę systemu sterowania ruchem dla robota humanoidalnego Futaba RBT-1. Zaprezentowano wykonany sterownik oparty o mikrokontroler z rdzeniem ARM7, wyposażony w interfejs komunikacji do sterowania serwonapędami cyfrowymi, moduły radiowej wymiany danych oraz zestaw czujników inercyjnych. Ponadto zwrócono uwagę na interesującą metodę wyznaczania wychylenia poruszającego się obiektu względem Ziemi.

EN

This paper presents a part of the control system of the humanoid robot Futaba RBT-1. The hardware consists of a microprocessor based controller equipped with a communication interface for digital servos in robot legs. The main parts of the controller are: an ARM microcontroller, a wireless communication module TLX2401 and a Bluetooth. There was chosen an advanced sensor ADIS16362 iSensorŽ which is a complete inertial system that includes a triaxis gyroscope, a triaxis accelerometer and a programmable digital low-pass filter. The robot control system is shown in Fig. 1. In Section 4 the Inertial Navigation System (INS) is described. It uses the data obtained from the accelerometer and gyroscope to calculate the inclination of the robot body in respect to the gravity direction. It is based on "Efficient Orientation Filter" (developed by Dr. Sebastian Madgwick [1]) which despite being computationally efficient gives very good results. Small computational demands allow it to run on a microcontroller with the ARM7 core in real-time which would be difficult with e.g. Extended Kalman Filter. The main control application (described in the second part of this paper) runs on a PC computer. The robot controller radio-communicates with the PC through ISM 2.4GHz radio modules. Furthermore, the controller has a Bluetooth module which enables it to send measurement data for convinient visualisation in the Matlab/Simulink enviroment.

2

Architektura sterowania równoległym manipulatorem Hexa na bazie mikrokontrolerów rodziny SAM7S

Fedus A., Osypiuk R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 6

581-584

PL

W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe oraz realizację otwartej architektury sterowania dla równoległego manipulatora Hexa, w oparciu o 32-bitowe mikrokontrolery z rdzeniem ARM7 TDMI. W projekcie sterownika o niewielkich gabarytach, niskim koszcie i wydajności zbliżonej do rozwiązań komercyjnych wzięto pod uwagę wydajność obliczeniową zastosowanych procesorów. Dla uzyskania lepszych osiągów proces sterowania został podzielony na kilka zadań realizowanych przez cztery procesory. Prezentowane wyniki prac mogą posłużyć jako interesujące wskazówki dla projektantów zarówno prostych jak i złożonych systemów sterowania w mechatronice.

EN

In this paper was presented assumptions and implementation of Hexa parallel robot control architecture based on 32-bit microcontrollers with ARM7 TDMI core. In developing low-cost controller of small size, and performances similar to commercial solutions the processors capacity was took into account. For better performance process of control was divided into few tasks which were computed on four processors (Fig. 2). Furthermore there was presented implementation of angular position digital controller (Fig. 5) with respect to the noise influence for control quality. The most difficult problem was to find solution of inverse kinematics with respect to the limited processors capacity. Although the direct kinematics in closed-loop architecture is often complex, the inverse kinematics is very simple. In first step the transform matrices which describe transformation from coordinate systems combined with platform to coordinate systems combined with active joints were found. Last step demonstrates how to find angles in every active joint using geometrical method (Fig. 8). Presented results may be used as helpful hints in developing simple or more complex control systems in mechatronics.

3

Platforma Hexa jako system aktywnego otoczenia - konstrukcja mechaniczna i sterowanie

Osypiuk R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 9

723-726

PL

W artykule zaprezentowano aktuator sztywności bazujący na platformie Hexa, który dedykowany jest do zadań sterowania momentem i siłą w aplikacjach z wykorzystaniem manipulatorów przemysłowych. Podejście to jest interesującą alternatywą dla znanych z literatury i obarczonych istotnymi wadami podatnościami pasywnymi i aktywnymi. W pracy zwrócono szczególną uwagę na konstrukcję mechaniczną platformy, do napędu której wykorzystano tanie serwa firmy Hitec, przeznaczone do zastosowań w robotyce. Omówiono proces projektowania platformy zaczynając od strony mechanicznej, poprzez napędy, elektronikę, a kończąc na otwartej architekturze sterowania.

EN

In the paper the idea of using variable stiffness actuator was presented. The actuator is based on the Hexa platform (fig. 2) and is dedicated to force/torque control in the industrial manipulator applications. In view of high stiffness of the robots and usually high stiffness of the environment the passive and active compliant devices have to be used, e.g. to protect system against violent force changes. Many serious problems and disadvantages could be found during application of the known compliant systems [8]. These problems could be reduced by using of the variable stiffness actuator. The proposed actuator is an alternative solution and could be used on the manipulator side [9] or on the environment side [10, 11]. Description of using the passive and active compliance elements could found in chapter 2. Details of mechanic end electric construction of variable stiffness actuator with low cost robotic servos from Hitec are presented in chapter 3. Hardware interface (Fig. 3) is shown in the chapter 4 with main properties of the MiRPA (Middleware for Robotic and Process Control Applications) open control architecture system. Using of the MiRPA in rapid control prototyping systems is described in chapter 5. In the Fig. 6 the complete force control setup is presented. Experimental tests demonstrate that the assembly time of the robot tasks is shorter than in classic systems without variable stiffness actuator.

4

Robust force/position control based on mechatronic solution

Osypiuk R., Tarasiejski L., Domek S.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2007

|

Vol. 31, nr 3

27-43

EN

Application of a mechatronic system to improve the effectiveness of the position/force control for industrial manipulators is discussed in the paper. Owing to high stiffness of the kinematic chain and variable environment stiffness, there is a need to employ advanced control systems in order to provide stable force control. The concept proposed and presented in the paper is meant for use with a 6DOF platform, however preliminary tests have been performed on a 1DOF system.

PL

Dokonano analizy zastosowania mechatronicznego systemu w celu poprawy efektywności sterowania położeniem i siłą dla manipulatorów przemysłowych. Duża sztywność łańcucha kinematycznego oraz zmienna sztywność otoczenia powodują konieczność stosowania zaawansowanych systemów dla zapewnienia stabilnego przebiegu procesu regulacji siły. Proponowano i omówiono hipotezę z użyciem platformy 6DOF. Wstępny eksperyment praktyczny wykonano dla systemu z jednym stopniem swobody.

5

A novel multi-loop control system for highly nonlinear processes

Osypiuk R.

Systems Science

|

2003

|

Vol. 29, nr 4

43-54

EN

The first part of the paper deals with design and properties of a general n-loop control structure based on a divided process model. In the second part, two approaches to practical implementation of control of a two-joint serial manipulator are proposed, and simulation based verification of theoretical assumptions is carried out. The proposed multi-loop Model Following Control structure (n-MFC) may find wide application in new intelligent controllers to robust control of parameter-varying process plants.

6

Centrum Szkoleniowe Sterowników Programowalnych i Robotyki

Osypiuk R., Dworak P.

Napędy i Sterowanie

|

2001

|

R. 3, nr 2

36--39

PL

W roku akademickim 1994/95 na Wydziale Elektrycznym Politechniki Szczecińskiej uruchomiono nowy kierunek studiów "Automatyka i robotyka", od początku cieszący się dużym zainteresowaniem absolwentów szkół średnich. Realizacja programu studiów na tym kierunku wymaga specjalistycznych laboratoriów dydaktycznych, a zwłaszcza kierunkowego laboratorium sterowników programowalnych i robotyki. Równocześnie - ze względu na rozwój przemysłu w regionie, wdrażanie technologii wymagających coraz bardziej skomplikowanego sterowania, a także zdobywanie przez kolejne zakłady przemysłowe certyfikatów ISO 9000 - daje się zauważyć wzrastające zainteresowanie ze strony podmiotów gospodarczych dokształcaniem w tym zakresie kadry inżynieryjno-technicznej.

7

Sterowanie obiektami o zmiennych parametrach w obecności zakłóceń

Osypiuk R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka

|

2000

|

Z. 36

71-78

PL

W artykule przedstawia się prostą, dwupętlową strukturę sterowania MFC (Model-Following Control), dla której dopuszczalne granice zmian parametrów obiektu (w szczególności opóźnienia) jak i jego struktury, są znacznie szersze niż w przypadku klasycznychrozwiązań jednopętlowych. Zwraca się ponadto szczególną uwagę na problem doborunastaw regulatora korekcyjnego w układzie MFC i onieczność kompromisów pomiędzy eliminacją efektów wystąpienia perturbacji ( przeregulowanie, wydłużenie czasu regulacji), a problemem tłumienia zakłóceń. Przedstawione wyniki symulacji są zawsze odniesione do klasycznej jednopętlowej struktury sterowania.

EN

In the paper the resistance of the MFC (Model-Following Control) control structure to plant perturbations with reference to the nominal plant model in the presence of noise is described. The described system consists of two control loops. One of them represents a classic control loop, which includes a model of the real process, the other loop stands duty as a corrector driven by the difference between the model output and the plant output. Such a simple solution allows one to achieve a satisfactory control performance when the process is perturbed over a wide range as regards both parameter variations (especially, time delay), and process order in the presence of noise. Simulation results for MFC are compared to those obtained for the classic one-loop control structure.