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POUR AMELIORER LES PERFORMANCES DE LA PROGRAMMATION HORS-LIGNE DES ROBOTS MANIPULATEURS A PARTIR D'UN SYSTEME DE C.F.A.O, IL EST NECESSAIRE D'UTILISER DES MODELES SUFFISAMMENT COMPLETS. POUR CELA, NOUS AVONS DEVELOPPE UN SIMULATEUR CONSTITUE D'UN CONTROLEUR PARAMETRABLE ET D'UN ROBOT VIRTUEL. CE SIMULATEUR PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LES CARACTERISTIQUES FONCTIONNELLES ET TECHNIQUES DE CONTROLEURS AINSI QUE LES PARAMETRES GEOMETRIQUES ET DYNAMIQUES DE DIFFERENTES CLASSES DE ROBOTS, AFIN D'ENGENDRER LES MOUVEMENTS DE CEUX-CI. DANS CETTE THESE NOUS DONNONS LES METHODOLOGIES D'OBTENTION DU MODELE DE SIMULATION (ROBOT VIRTUEL) D'UN ROBOT MANIPULATEUR A ARCHITECTURE SIMPLE OU COMPLEXE, ET D'IDENTIFICATION DE SES PARAMETRES INERTIELS. D'ABORD, NOUS PRESENTONS LA PHASE DE MODELISATION DU ROBOT. NOUS UTILISONS LE MODELE DYNAMIQUE DIRECT ETABLI A PARTIR DU JEU DES PARAMETRES INERTIELS, IDENTIFIABLES. ENSUITE, NOUS DECRIVONS LES MODELES ET LES METHODES D'IDENTIFICATION MIS EN UVRE POUR OBTENIR CES PARAMETRES. NOUS CONSIDERONS SOIT LE MODELE DYNAMIQUE INVERSE, SOIT LE MODELE ENERGETIQUE, EXPRIMES SOUS FORME LINEAIRE PAR RAPPORT AUX PARAMETRES INERTIELS. PUIS, NOUS APPLIQUONS CES TRAVAUX THEORIQUES A L'IDENTIFICATION EXPERIMENTALE DES PARAMETRES INERTIELS D'UN PUMA 560, APRES AVOIR DEVELOPPE UN SYSTEME D'ACQUISITION ET DE TRAITEMENT DES DONNEES NECESSAIRES A CETTE IDENTIFICATION
LE PROBLEME DE PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES SANS COLLISION DE ROBOTS MANIPULATEURS EST TRES VASTE ET A ETE TRES LARGEMENT ETUDIE CES DERNIERES ANNEES. CE SUJET EST ABORDE EN SIMULATION 3D AU SEIN D'UN LOGICIEL DE MODELISATION ET D'ANIMATION DE ROBOTS: SMAR. VU LE NOMBRE IMPORTANT DE CALCULS A EFFECTUER LORS DE LA PLANIFICATION DE TRAJECTOIRES NOUS AVONS COMPARE TROIS METHODES DE CALCULS DE DISTANCES ANNOCEES COMME RAPIDE DANS LA LITTERATURE. APRES UNE PRESENTATION DES ALGORITHMES PROPOSES PAR GILBERT, DOBKIN ET CELUI DEVELOPPE PAR LE LABORATOIRE DE MECANIQUE DES SOLIDES, NOUS AVONS, APRES IMPLANTATION, EVALUE LES PERFORMANCES DE CHACUN, OBTENUES PAR DIFFERENTS TESTS NUMERIQUES. EN UTILISANT L'ALGORITHME DE CALCUL DE DISTANCES DEVELOPPE AU LABORATOIRE, NOUS PROPOSONS UNE TECHNIQUE, DU TYPE LOCAL, DE GENERATION DE TRAJECTOIRES POUR ROBOTS. ELLE PERMET D'EVITER CERTAINS BLOCAGES RENCONTRES DANS LES METHODES LOCALES CLASSIQUES. BASEE SUR LE FAIT QUE LORS DE CES BLOCAGES, LES CONTRAINTES S'ETABLISSENT SUR LES MEMES ENTITES GEOMETRIQUES ENTRE DEUX ITERATIONS, NOUS DEFINISSONS, POUR CHAQUE CONTRAINTE, LE DEPLACEMENT A EFFECTUER QUI PERMET DE FAIRE EVOLUER L'ENSEMBLE DES CONTRAINTES VERS D'AUTRES ENTITES. CE DEPLACEMENT EST ISSU D'UNE ANALYSE LOCALE DE L'ENVIRONNEMENT QUI PERMET DE DEFINIR UNE SITUATION ET DE CARACTERISER L'ACTION D'EVITEMENT. POUR CHAQUE CONTRAINTE, ELLE EST PONDEREE PAR UN COEFFICIENT OBTENU PAR UN RAISONNEMENT BASEE SUR LA LOGIQUE FLOUE. CE COEFFICIENT PREND EN COMPTE L'INFLUENCE DE L'ACTION D'EVITEMENT SUR L'ENSEMBLE DES CONTRAINTES. UN GRAND NOMBRE D'ESSAIS ONT ETE MENES EN SIMULATION DANS LE LOGICIEL SMAR DANS DES ENVIRONNEMENTS STATIQUES OU DYNAMIQUES FORTEMENT ENCOMBRES OU NON. ILS ONT MONTRE L'EFFICACITE DE LA METHODE PROPOSEE POUR RESOUDRE CERTAINS PROBLEMES DE PLANIFICATION
L'objectif de cette thèse de proposer un algorithme de commande adaptative permettant une adaptation efficace à la situation réelle de travail d'un robot manipulateur. Nous présentons d'abord le problème de la commande du système dynamique des robots et nous montrons la nécessité d'utiliser des algorithmes de commande auto-ajustable. Nous proposons dans le chapitre 3, un algorithme de commande à variance minimale généralisée étendue (VMGE). Il peut être utilisé pour la commande d'un robot sous certaines conditions. Pour s'adapter à la variation du retard pur et pour augmenter la robustesse, nous proposons dans le chapitre 4, les algorithmes de commande prédictive généralisée (CPG) et de commande prédictive généralisée étendue (CPGE). Enfin, les résultats de simulation présentés dans les chapitres 5 et 6 montrent que l'algorithme CPGE peut s'adapter aux situations de charges, de couplage, d'effet centrifuge et de gravité lors de la commande du robot manipulateur.
Written by two of Europe's leading robotics experts, this book provides the tools for a unified approach to the modelling of robotic manipulators, whatever their mechanical structure. No other publication covers the three fundamental issues of robotics: modelling, identification and control. It covers the development of various mathematical models required for the control and simulation of robots.·World class authority·Unique range of coverage not available in any other book·Provides a complete course on robotic control at an undergraduate and graduate level
Le travail consiste à étudier et à mettre en œuvre une architecture modulaire pour une station de programmation de robots industriels. Cette architecture, qui présente une certaine indépendance vis-à-vis des matériels utilisés, comprend plusieurs modules : le module Tâche, le module Coordinateur, le module Manipulateur et les modules Capteurs, y compris le module Vision. Avec cette architecture la station permet la description, l'exécution d'une tâche de type "prendre et déposer", ainsi que la prise en compte d'informations sensorielles pendant l'exécution. La modularité qui permet la commande de différents types de manipulateurs de robots devrait faciliter l'intégration des capteurs. Nous avons défini un langage expérimental d'un niveau intermédiaire qui se situe entre le niveau effecteur et le niveau objet. La description de tâche dans ce langage est basée sur l'utilisation des repères fonctionnels qui correspondent chacun à une caractéristique géométrique d'un objet. Une fonction de simulation a été réalisée pour faciliter la description de tâche. Elle permet de vérifier le déroulement logique d'une tâche et l'exécutabilité de cette dernière par un manipulateur spécifique. Pendant l'exécution d'une tâche, la communication entre les modules s'effectue par l'envoi de messages. Le fonctionnement interne d'un module est totalement transparent pour un autre. La station fonctionne en mode "maître-esclaves". Le module Coordinateur en tant que "maître" coordonne les actions des autres modules pour mener àbien l'exécution d'une tâche. Il doit d'une part communiquer avec les modules Capteurs pour obtenir les informations sensorielles nécessaires à l'exécution d'une tâche, d'autre part donner au module Manipulateur les instructions pour que ce dernier puisse effectuer les opérations désirées
LES RECHERCHES MENEES DANS LE CADRE DE CETTE THESE PORTENT SUR LA COMMANDE DYNAMIQUE ADAPTATIVE DES ROBOTS. ON SE PLACE ICI DANS LE CADRE DES LOIS DE COMMANDE DU TYPE ADAPTATIVE PAR DECOUPLAGE NON LINEAIRE OU A COMPENSATION PREDICTIVE DANS LESQUELLES LES PARAMETRES INERTIELS DU ROBOT SONT ESTIMES EN LIGNE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE ET ANALYSE LES LOIS DE COMMANDE DIRECTES ET INDIRECTES DES ROBOTS PROPOSEES DANS LA LITTERATURE. CETTE ETUDE NOUS A PERMIS D'APPORTER DES AMELIORATIONS SUR LA LOI DE COMMANDE ADAPTATIVE DIRECTE PRESENTEE PAR SLOTINE. CETTE MODIFICATION REND POSSIBLE LE CALCUL EN LIGNE DE LA LOI DE COMMANDE ADAPTATIVE. NOUS NOUS AUSSI PRESENTE DES NOUVELLES DEMONSTRATIONS POUR LES METHODES PRESENTEES PAR CRAIG ET SPONG. NOUS AVONS EGALEMENT PROPOSE DEUX NOUVEAUX REGULATEURS ADAPTATIFS INDIRECTS. LA LOI DE COMMANDE DU PREMIER EST A COMPENSATION PREDICTIVE DES DYNAMIQUES DU ROBOT ASSOCIEE A UN REGULATEUR LOCAL PD. CELLE DU DEUXIEME REGULATEUR EST UNE COMBINAISON DE LA LOI DE COMMANDE PAR DECOUPLAGE NON LINEAIRE, POUR LA DYNAMIQUE DES CORPS DU ROBOT, ET DE LA LOI DE COMMANDE A COMPENSATION PREDICTIVE POUR LA DYNAMIQUE DE LA CHARGE. LES PARAMETRES INERTIELS SONT ESTIMES EN UTILISANT LA FONCTION D'ERREUR DE L'ENERGIE QUI DEPEND DES POSITIONS ET DES VITESSES ARTICULAIRES. EN UTILISANT LA LOI DE COMMANDE DE SLOTINE MODIFIEE ET LES DEUX LOIS DE COMMANDE ADAPTATIVES INDIRECTES, LES RESULTATS DE SIMULATION DES TROIS PREMIERES ARTICULATIONS DU ROBOT PUMA MONTRENT L'EFFICACITE DES METHODES PROPOSEES SUR LA REDUCTION DES ERREURS DE POSITION ET DE VITESSES ET VIS-A-VIS DE LA CONVERGENCE DES PARAMETRES INERTIELS. LE COUT DE CALCUL DE CES LOIS DE COMMANDE ADAPTATIVE POUR UN ROBOT PUMA A 6 DEGRES DE LIBERTE EST DONNE ET SEMBLE ETRE COMPATIBLE AVEC LA PERFORMANCE DES MICROPROCESSEURS EXISTANTS ET L'EXIGENCE DE LA PERIODE D'ECHANTILLONNAGE
CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION A LA COMMANDE DE ROBOTS MANIPULATEURS EN UTILISANT LA THEORIE DES ENSEMBLES FLOUS. QUATRE TYPES DE COMMANDE SONT ETUDIES, DONT DEUX NOUS FOURNISSENT DE BONS RESULTATS EXPERIMENTAUX: LA COMMANDE DANS L'ESPACE DES VARIABLES GENERALISEES ET LA COMMANDE DANS L'ESPACE DES VARIABLES OPERATIONNELLES. AU NIVEAU DE LA COMMANDE DYNAMIQUE, UNE METHODE FLOUE EST PROPOSEE ET TESTEE EN SIMULATION, MAIS LA COMPLEXITE DU MODELE DYNAMIQUE N'EST PAS TOTALEMENT RESOLUE. ENFIN, LA COMMANDE DE ROBOTS MECANIQUEMENT FLEXIBLES EST ABORDEE, UNE ETUDE PLUS PROFONDE EST AUSSI PREVUE
The papers presented at the Second International Conference on Robotics and Factories of the Future held in San Diego, California, USA during July 28-31, 1987 are compiled in this volume. Over two hundred participants attended the conference, made technical presentations and discussed about various aspects of manufacturing, robotics and factories of the future. The number of papers published in this volume and the number of unpublished presentations at the conference indicates the evidance of growing interest in the areas of CAD/CAM, robotics and their role in future factories. The conference consisted of five plenary sessions, twenty three technical sessions, workshops, and exhibits from local industries and educational institutions. I wish to acknowledge with many thanks the contributions of all the authors who presented their work at the conference and submitted the manuscripts for publication. It is also my pleasure to acknowledge the role of keynote, banquet, and plenary sessions speakers whose contributions added greatly to the success of the conference. My sincere thanks to all session chairmen. I wish that the series of the International Conferences on Robotics and Factories of the Future which was initiated in 1984 in Charlotte, North Carolina will have a major impact on the use of robots and computers in the automated factories of the future.