Recently, a new concept of industrial production development ‘Industry 4.0’ (otherwise called the ‘fourth industrial revolution’) has been actively implemented all over the world. Hence, the introduction of robotic systems into industry, including printing production, has become large-scale. The effectiveness of the practical application of robot manipulators is largely determined by the quality of their control systems performing specified operations in different operating modes. Most control systems of industrial RTS are based on PID controller control algorithms for the specified (program) movement of the working body of the robot manipulator and its stabilization at the positioning point. At the same time, the quality of the stabilization mode of the working body of the robot manipulator at the operating point depends on the time and accuracy of stabilization. Despite the large number of publications on methods for tuning the parameters of PID controllers, many problems with their tuning remain unresolved. Hence, the solution of the above-mentioned problem of optimal tuning of the parameters of a multidimensional PID controller is relevant and timely. This article proposes a two-loop control system for the dynamics of a robot manipulator, in which the first loop brings the working body of the robot manipulator to a given positioning point, the second loop stabilizes the position of the working body of the manipulator at a given positioning point. To stabilize the working body at a given positioning point, a modal approach to optimal tuning of the parameters of the proportional and differential parts of the multidimensional PID controller based on the original method of uncertain coefficients and the principle of superposition is proposed. To eliminate the static error, it is proposed to use the Davison method of tuning the integral part of the PID controller. Computer simulation has been conducted, confirming the effectiveness of the proposed approach.

Останнім часом у всьому світі активно реалізується нова концепція розвитку промислового виробництва «Індустрія 4.0» (по-іншому називається «четвертою промисловою революцією»). Звідси, набуло великого масштабу впровадження робототехнічних систем у промисловість, зокрема і у поліграфічне виробництво. Ефективність практичного застосування роботів-маніпуляторів значною мірою визначається якістю виконання їх системами управління заданих операцій в різних режимах функціонування. Більшість систем управління промислових РТС базуються на алгоритмах управління ПІД-регуляторами заданим (програмним) рухом робочого органу робота-маніпулятора і його стабілізації в точці позиціонування. При цьому якість режиму стабілізації робочого органу робота-маніпулятора в робочій точці залежить від часу і точності стабілізації. Незважаючи на велику кількість публікацій з методів налаштування параметрів ПІД-регуляторів, невирішеними залишаються ще багато проблем з їх налаштуванням. Звідси, вирішення вказаної вище проблеми оптимального налаштування параметрів багатовимірного ПІД-регулятора актуально і своєчасно. В цій статті запропоновано двоконтурну систему управління динамікою робота-маніпулятора, в якій перший контур здійснює виведення робочого органу робота-маніпулятора в задану точку позиціонування, другий контур — стабілізацію положення робочого органу маніпулятора в заданій точці позиціонування. Для стабілізації робочого органу в заданій точці позиціонування запропоновано модальний підхід до оптимального налаштування параметрів пропорційної та диференціальної частин багатовимірного ПІД-регулятора на основі оригінального методу невизначених коефіцієнтів та принципу суперпозиції. Для усунення статичної помилки пропонується використовувати метод Девісона налаштування інтегральної частини ПІД-регулятора. Проведено комп’ютерне моделювання підтверджує ефективність запропонованого підходу.