今天的帖子转向Alakshendra。转向将共享一个Simscape——工作流仿真软件建模和控制气动执行机万博1manbetx构扔一个球在一个目标。

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最近几年,我一直关注RoboCon非常密切。幸运的是,今年我有机会看真人在全国机器人大赛RoboCon 2018。像每年一样,今年也有一个主题对象和目标。学生提出了新的创新设计完成任务,和大多数的团队气动执行机构用于投掷球在目标。然而,这是一个挑战来选择合适的气动元件和设计投入机制。也不可能直接控制对象的轨迹,因为一旦它在空气中没有执行机构直接对象的抛物运动的目标。因此,出于学生和回答一些基本的问题,我们认为建立一个模拟环境,帮助学生完成任务。

在这里找到所有的模型描述MATLAB中央文件交换”建模气动机器人执行机构”。另外我们创造了教学视频链接的帖子。

把使用Simscape多体实现的机制

我们回到我们的工作就像本科RoboCon参与者,我们首先画一个简单的机制在一张纸上。接下来,完整的设计建造Simscape多体它提供了一个为3 d机械系统多体仿真环境。

建,我们尝试一些很酷的东西在仿真环境中:

• 玩维度:我们尝试了多种模拟通过改变的尺寸设计。例如,增加球的密度在盒子里面证明盒子的下表面无法承受负载的球。

• 想象我们的想象力:在仿真环境中我们尝试所有的想象力。例如,如果给出了正弦信号作为一个移动关节运动输入?

• 结合动力学:最好的一部分Simscape多体可以是理解的动态系统。一个可以改变内部力学,输入运动,输入转矩或输入的力了解系统操作。例如,如果你提供0转动关节的阻尼系数值吗?

• 参考输入信号:自由失败多次,我们试图把球扔大量的模拟在黄色的盒子里。几次失败后,我们终于找到了一些输入信号为活塞的运动使球落在黄色的盒子。

现在,下一个问题是可能与活塞直接提供所需的输入信号。当然,不!我们不能因为活塞的运动产生的压力差双动执行机构的两面。因此,有必要构建和模拟模型可以给压差的信息。

气动驱动电路使用Simscape实现

我们回到我们的手写笔记,我们花了2018年全国机器人大赛RoboCon期间,我们画了一个基本的气动原理图组成的塑料瓶,供应管道,换向阀(直流电压)和双动执行机构。没有做任何修改,我们简单地复制完整的一张纸的原理图Simscape使用物理块和模拟给了我们一些有趣的信息:

• 线轴运动:当直流电压的时间轴上的移动,有一个延迟加载附加到活塞的运动。这是因为它需要一些时间来开发的液体压差两边的双动执行机构。

• 瓶压力:当活塞开始移动,压力下降的塑料瓶。

• 直流电压的大小:直流电压的尺寸是重要的决定流方向和开发的气动系统的压力。即使是很小的改变阀直径管道压力可以带来剧烈变化。

PID控制器的实现

一旦Simscape模型已经准备好了,我们用把界面上的机理模型建立如下图中看到:

请注意,线性界面块中可用Simscape多体物理模型库。

然而,当我们运行仿真,我们意识到这不是一个容易的任务找到所需的直流电压的线轴运动可以把球扔在目标因为活塞运动不会改变线性直流电压的轴运动。这是一个动画显示,30%轴运动,不能把球扔的链接。

因此,我们使用一个PID控制器的目标是追踪参考活塞位置并寻找合适的直流电压的线轴地位。

注意:参考活塞位置的信号通过投掷机制模型。

这就是我们得到的结果一旦我们跑的模拟PID控制器。

从动画和结果,很明显,控制器成功地跟踪参考轨迹,这样球成功的土地在黄色的盒子里。

下一个什么?

我们有一个系列视频建模气动机器人的执行机构,你可以找到一个应用方法的详细说明。

• 建模气动机器人执行机构——第1部分
• 建模气动机器人执行机构——第2部分
• 建模气动机器人执行机构——第3部分

你能找到这个视频中使用的示例模型MATLAB中央文件交换。

请下载模型,试着把球扔在目标,文章下面的评论或问题。