Thèse soutenue

Generation de mouvements optimaux pour un robot manipulateur

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Auteur / Autrice : PATRICK PLEDEL
Direction : Y. BESTAOUI
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Nantes

Résumé

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Afin de reduire les temps de cycle, les chercheurs en robotique ont travaille sur differents problemes d'optimisation. L'approche classique utilise les notions de generation de taches, de generation de chemins, de generation de mouvement et finalement celle de la commande proprement dite. Notre etude porte sur la generation de mouvement. Les premieres etudes prenaient en compte les vitesses et accelerations articulaires maximales, donc des contraintes determinees de facon experimentale pour des configurations penalisantes du robot. Les solutions apportees sont donc sous-optimales mais d'un emploi tres aise. Le suivi de trajectoire etant lie a la dynamique du robot, il est preferable de tenir compte des limitations sur les couples. Le sujet de cette these est la recherche des mouvements optimaux de trajectoires reliant un certain nombre de points donnes dans l'espace articulaire ou l'espace operationnel, sous contraintes technologiques. Apres avoir decrit les modeles utilises en robotique, nous incorporons au modele dynamique du robot les contraintes electriques et thermiques de l'ensemble convertisseurs-machines. Ces contraintes sont ecrites pour des moteurs a courant continu. Pour des trajectoires polynomiales fonction du temps, la duree de parcours est calculee pour satisfaire les contraintes technologiques. Nous reecrivons le probleme pour le ramener a la resolution d'equations polynomiales ou l'inconnue est le temps de parcours de la trajectoire. Un logiciel de calculs formels permet de donner une solution analytique pour chacune des contraintes. La generalisation a plusieurs points de passage necessite l'optimisation des vitesses et accelerations articulaires en ces points. De meme, une trajectoire definie dans l'espace cartesien utilise les modeles geometrique et cinematiques inverses. L'optimisation fonctionnelle conduit a un probleme non lineaire et de grande taille, avec des temps de calcul longs et une solution sous forme de tableau. La methode avec polynomes temporels, plus adaptee d'un point de vue utilisateur, a fait l'objet d'une implantation sur le robot deux axes du laboratoire d'automatiques de nantes