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à‰tude des différentes lois de commande pour un robot manipulateur à  6DDL comportant une liaison prismatique

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par Sabah CHEMAMI
Université Larbi Ben Mhidi de Oum El Bouaghi Algérie - Magister 2009
  

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Chapitre V

Commande de mouvement

V.1. Introduction 

La commande par découplage non linéaire « commande dynamique » est un asservissement non linéaire dont les paramètres utilisent un modèle de la dynamique du robot, la mise en oeuvre de cette méthode exige le calcul en ligne du modèle dynamique et la connaissance des valeurs numériques des paramètres inertiels et de frottements ce qui ne constitue plus maintenant une limite rédhibitoire grâce aux évolutions technologiques en micro-informatique et le développement de techniques d'identification. [KHA 99]

La commande dynamique n'est pas dans tous les cas le type de commande nécessaire pour obtenir une bonne précision et une bonne stabilité. En effet une commande classique suffit lorsque le robot manipulateur évolue sans contraintes de performance, de rapidité et de précision car dans ce cas, les inerties ont une influence moins importante [AGU 07], Pour évaluer ces performances, nous comparons cette stratégie (commande dynamique) à la commande classique de type PID. Ainsi, nous rappelons dans un premier temps très brièvement le schéma ainsi que la méthode de réglage de la loi PID. Ensuite, nous présentons la démarche adoptée pour synthétiser la stratégie dynamique dans le contexte de la commande de robots

V.2. Commande PID

Les commandes de type PID sont implantées dans tous les contrôleurs de robots industriels actuels. Le système est considéré comme un système linéaire et chacune de ses articulations est asservie par une commande décentralisée de type PID à gains constants. Dans la pratique, une telle commande est implémentée selon le schéma de la figure (V.1)

+

+

+

-

+

-

Robot

Kp

+

Kvp

Figure V.1. Schéma classique d'une commande PID

La loi de commande s'exprime par :

(V-1)

et représentent les positions et vitesses courantes dans l'espace articulaire, et les positions et vitesses désirées et , et sont des matrices diagonales définies positives, de dimension (n x n), représentant les gains proportionnels , dérivés et intégraux de chaque articulation i.

La solution la plus courante en robotique consiste à choisir les gains de façon à obtenir un pôle triple réel négatif, ce qui donne une réponse la plus rapide possible sans oscillations. On en déduit alors les valeurs de gains de l'articulation i [KHA 99] :

(V-2)

où :

désigne la valeur maximale de l'élément de la matrice d'inertie du robot, est une pulsation choisie la plus grande possible sans dépasser la pulsation de résonance , et est la valeur du frottement visqueux pour chaque articulation.

Les avantages de la commande PID sont la facilité de mise en oeuvre, le faible coût en temps de calcul et elle n'exige pas la connaissance du modèle dynamique du système commandé [XIE 03]. Néanmoins, la réponse temporelle du robot peut varier en fonction de sa configuration, en entraînant des dépassements de consigne et un écart de poursuite important dans les mouvements rapides. Pour le cas de robots avec une dynamique très importante, ce type de commande peut s'avérer non efficace.

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