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

Conclusion générale

La commande des robots manipulateurs est l'une des préoccupations majeures des recherches en robotique. En effet, un robot manipulateur est caractérisé par un comportement purement non linéaire, de plus, la majorité des tâches qui lui sont confiées sont délicates et exigent une très grande précision sous des trajectoires rapides, excluant ainsi toute utilisation des méthodes classiques de synthèse des régulateurs standard.

Dans le but d'améliorer les performances des manipulateurs, nous avons présenté dans ce travail une loi de commande très connue en robotique et nécessitant la connaissance précise du modèle dynamique du robot, à savoir la commande dynamique.

L'objectif de ce travail est la modélisation et la commande dynamique d'un robot manipulateur industriel à 6ddl, dont une de ses liaisons est prismatique.

Le mémoire présenté comporte cinq parties :

La première partie de ce travail est dédiée à la modélisation géométrique direct des robots à structure ouverte simple, où on a choisi de représenter les coordonnées opérationnelles de position par les coordonnées cartésiennes et celles de la rotation par les angles de Roulis Tangage Lacet. L'utilisation des paramètres de Denavit Hartenberg et le bon choix des repères, nous a permet de calculer le modèle géométrique direct du robot et son espace de travail en dehors de ses positions singulières.

La deuxième partie est relative au problème géométrique inverse, des solutions analytiques du modèle géométrique inverse ont été trouvées par l'utilisation de la méthode de Paul accompagnée par la méthode de découplage cinématique.

La troisième partie est consacrée à l'étude cinématique du robot, on a fait le calcul de ses matrices jacobienne, géométrique et analytique, ainsi que la détermination de son modèle cinématique inverse du premier et de deuxième ordre, ensuite on a appliqué ces principes sur le robot choisi.

Nous avons détaillé dans le chapitre quatre les deux formalismes de calcul du modèle dynamique d'un robot manipulateur, à travers l'application des deux formalismes on a calculé le modèle dynamique direct et inverse, bien sure ils nous ont données les mêmes résultats.

La dernière partie de ce travail est dédiée à la commande des bras manipulateurs. On a commencé par l'application de la commande dans l'espace articulaire puis dans l'espace opérationnel, dont la correction pour ce dernier est faite soit dans l'espace articulaire ou bien dans l'espace opérationnel lui même en utilisant, dans ce cas, les angles de Roulis Tangage Lacet, comme signal de retour pour l'orientation, les positions singulières sont traitées par l'introduction de l'inverse généralisée de la matrice jacobienne.

À partir des schémas de commande nous pouvons formuler trois remarques ; Tout d'abord la commande dans l'espace articulaire est très facile à mettre en ouvre mais ,puisqu'on ne peut pas imaginer la trajectoire suivi par l'outil, cette méthode reste valable que lorsqu'on veut faire commander un axe après axe. Ensuite la commande dans l'espace opérationnel avec correction dans l'espace articulaire, malgré, qu'elle a résolue le problème de la précédente et qu'elle nous a donnée des bons résultats, elle a aussi le problème de la non unicité des solutions de MGI. Finalement, la commande dans l'espace opérationnel avec correction dans cet espace donne une bonne précision, elle est robuste au passage des configurations singulières pendant le suivi d'un chemin réalisé en respectant les contraintes cinématiques, ce qui permet la réalisation des tâches « en aveugle ».

Des résultats de simulation sous Maple et Matlab/Simulink sont présentés pour valider les différentes approches.

A cause de suppositions tenues au cours de notre travail, on peut dire que ce travail ne réalise pas une recherche exhaustive pour satisfaire toutes les contraintes, mais essaie de proposer un schéma de commande qui permet la réalisation de différentes tâches en respectant des contraintes cinématiques lorsque l'information provient de capteurs proprioceptifs, dans le cas particulier de ce travail seules la position et la vitesse ont été utilisées.

Les perspectives ouvertes par ce travail peuvent concerner :

· Développer des techniques d'identification des paramètres inertiels et les paramètres de frottements du robot.

· Simplifier au maximum, les éléments de tous les modèles entrant dans la boucle de commande afin de réduire le temps d'exécution de la commande et de l'implanter sur calculateur.

· La loi de commande développée ici, peut être utilisée pour la commande de deux robots coopératifs, en supposant que ces deux derniers sont de même type. Les seuls paramètres qui seront changés, pour notre loi, sont les paramètres de la représentation des deux robots par rapport au repère atelier. Mais dans la pratique, il faut aussi étudier la loi de distribution des forces entre les deux robots.

· Les déformations des corps constituant les mécanismes ont été toutefois négligées ici et des modèles plus compliqués seraient nécessaires pour la modélisation. Les lois de commande de robots « souples » seraient également plus compliquées car elles devraient contrôler les déformations qui constituent autant de degrés de liberté supplémentaires. Pour l'instant, de tels manipulateurs ne sont pas utilisés dans l'industrie, mais comme bras téléopérés dans les navettes spatiales par exemple.