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Commande de robots manipulants un objet en temps réel

Hassane, Abdelkader (2003). Commande de robots manipulants un objet en temps réel. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce rapport présente un algorithme de commande position pour une structure robotique saisissant un objet. L'algorithme de commande adaptative de Slotine et Li est employé pour réaliser un contrôleur de position adaptatif à la variation des masses des liens pendant les mouvements sans contraintes. Cette loi de commande est composée d'une anticipation et d'un retour à un régulateur proportionnel dérivatif (PD). L'anticipation est construite à partir du modèle de la dynamique inverse du robot, et le contrôleur PD est implanté en conditionnant les vitesses et les accélérations articulaires.

De plus, un contrôleur de position proportionnel dérivatif fût implanté en temps réel sur la plate-forme QNX. Les paramètres du contrôleur ont été ajustés pour minimiser les erreurs de la poursuite de trajectoire.

L'implantation en temps réel est basée sur les macro-fonctions de la carte d'encodeurs S626 de Sensoray et de la carte PCIDCC5-P de ICS pour l'envoi du signal de commande PWM.

Aussi, un planificateur de trajectoires articulaires, à partir des trajets cartésiens rectilignes, a été développé à l'aide de la méthode de la déviation bornée (Bounded Deviation Method) de Taylor et en exploitant les outils les plus récents y compris les techniques des matrices creuses (Banded Diagonal Matrix).

Les résultats de simulation de la commande adaptative appliquée au robot US Maker 100, qui démontrent la stabilité et l'efficacité du contrôleur conçu, sont représentés dans un environnement graphique développé dans le cadre de ce projet. Cette interface permet à l'usager de définir les trajectoires désirées dans l'espace cartésien, modifier les paramètres de contrôle et visualiser le mouvement.

Titre traduit

Control of robots handling an objet in real time

Résumé traduit

This report presents an algorithm of position control for a 5-dof industrial robot grasping an object. This algorithm, developped by Slotine and Li, is employed to produce an adaptive position controller during the movements without constraints. This control law is made up from feed-forward and a feedback to a proportional derivative regulator (PD). The feed-forward is built starting from the model of the inverse dynamics of the robot. And the PD controller is established by sensing articular speeds and accelerations.

Moreover, a position controller of proportional derivative was implemented in real time on QNX platform. The pararneters of the controller were adjusted to minimize the tracking errors. The implantation in real time is based on the macro-functions of the S626 I/0 card of Sensoray for position sensors and the PCIDCC5-P card of ICS for sending the PWM signais. Also, an articular trajectories generator, starting from the rectilinear cartesian ways, was developed using the Bounded Deviation Method (BDM) of Taylor and by exploiting the most recent tools including the techniques of the Banded Diagonal Matrix (BDM). The simulation results of the adaptive control applied to the US MAKER 100 robot, which show the stability and the good performance of the proposed controller, also illustrated in a graphical environment developed within the framework of this project. This interface helps the user to define the desired trajectories in cartesian space, and to modify the control parameters and to visualize the movement.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la production automatisée". Bibliogr.: f. [115-119]
Mots-clés libres: Adaptatif, Commande, Controle, Manipulateur, Position, Robot, Temps
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Saad, Maarouf
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Gauthier, Guy
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 09 mai 2011 14:01
Dernière modification: 14 oct. 2016 22:02
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/756

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