Tesi di Laurea Controllo Adattativo con Imput Output Feedback Linearization di un Manipolatore Industriale

CAPITOLO 1
Automazione e Robotica
MODELLISTICA E CONTROLLO DEI MANIPOLATORI
In tutte le applicazioni la realizzazione di un generico compito da parte di un robot
industriale è affidata all’esecuzione di uno specifico movimento imposto all’organo
terminale del manipolatore. Il movimento può essere libero se l’organo terminale non
presenta una interazione fisica con l’ambiente, ovvero può essere vincolato se tra
organo terminale e ambiente di lavoro vengono scambiate forze di interazione.
La corretta esecuzione del movimento dell’organo terminale è affidata all’unità di
governo che deve fornire agli organi di attuazione dei giunti del manipolatore i
comandi congruenti con la legge di moto che si intende realizzare. Obiettivo di tale
analisi è la derivazione dei modelli dell’organo terminale che richiede un’ analisi
accurata delle caratteristiche della struttura meccanica, degli organi componenti di un
robot. La modellistica di un robot manipolatore è pertanto presupposto necessario per
la determinazione delle strategie di controllo del movimento.
Modellistica
L’analisi cinematica di una struttura di manipolazione riguarda la descrizione del
moto del manipolatore rispetto a un sistema di riferimento cartesiano fisso senza che
siano prese in considerazione le forze e i momenti che provocano il moto della
struttura.
E’ significativa la distinzione tra cinematica e cinematica differenziale. La
cinematica descrive analiticamente le relazioni che intercorrono tra le posizioni dei
giunti e la posizione e l’orientamento dell’organo terminale di un manipolatore.
La cinematica differenziale consente di esprimere le relazioni che legano, in termini
di velocità, il moto dei giunti al moto dell’organo terminale.
La formulazione dei legami cinematici consente di affrontare due problemi cardine
per la robotica: il problema cinematico diretto e il problema cinematico inverso.
Il primo riguarda la determinazione di un metodo sistematico e generalizzato per
descrivere, mediante strumenti di algebra lineare, il moto dell’organo terminale a
partire dalla conoscenza del moto dei giunti, qualunque sia la struttura di
manipolazione. Il secondo riguarda il problema inverso, la cui soluzione è di
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