Скоростной механический сканатор мобильного наземного транспортного робота
Диссертация
Кроме того, реализация этой схемы и синтезированного алгоритма управления позволяют не использовать гиростабилизированные платформы (это традиционное решение задачи стабилизации для систем сканирования). Это решение позволяет существенно уменьшить массо-инерционные и линейные характеристики размера сканирования системы сканирования, что достаточно важно для автономной МРС. Алгоритмы скоростного… Читать ещё >
Содержание
- 1. Введение
- 1. 1. Применение мобильных роботов
- 1. 2. Структурная схема мобильной робототехнической системы
- 1. 3. Информационные проблемы мобильной робототехнической системы
- 1. 4. Проблематика сенсоров мобильной робототехнической системы
- 1. 5. Стабилизация сенсоров мобильной робототехнической системы
- 1. 6. Цели и задачи
- 1. 7. Структура диссертации
- 2. Особенности наземных мобильных систем в части воздействия на координатор со стороны носителя
- 2. 1. Кинематическая модель движения мобильной робототехнической 8 системы
- 2. 2. Сведения из теории движения наземных транспортных средств
- 2. 3. Виды колебаний наземных транспортных средств
- 2. 4. Размерная типология движения мобильной робототехнической 16 системы с бортовыми видеосенсорами
- 2. 5. Кинематическая модель мобильной робототехнической системы
- 2. 6. Идентификация модели движения мобильной робототехнической 26 системы
- 2. 7. Анализ модели движения мобильной робототехнической системы. 34 Особенности наземных мобильных систем в части возмущения на координаторы телеканалов
- 2. 8. Выводы по разделу
- 3. Выбор и обоснование кинематической схемы механизма сканатора
- 3. 1. Методика кинематического анализа механизмов сканирующих 38 систем наземных мобильных роботов
- 3. 1. 1. Постановка задачи
- 3. 1. 2. Векторный метод
- 3. 1. 3. Метод винтов
- 3. 1. 4. Метод матриц
- 3. 2. Решение обратной задачи кинематики для сканаторов мобильных робототехнических систем
- 3. 3. Анализ кинематических схем сканаторов мобильных робототехнических систем
- 3. 1. Методика кинематического анализа механизмов сканирующих 38 систем наземных мобильных роботов
- 4. Алгоритмы сокростного сканирования
- 4. 1. Постановка задачи
- 4. 1. 1. Традиционный алгоритм сканирования обзора сектора пространства
- 4. 1. 2. Анализ традиционного алгоритма
- 4. 2. Синтез алгоритма скоростного сканирования
- 4. 2. 1. Задачи математического программирования
- 4. 2. 2. Сведение поставленной задачи к транспортной
- 4. 2. 3. Методы решения целочисленной транспортной задачи 79 комбинаторного типа
- 4. 2. 4. Предложенный алгоритм решения
- 4. 3. Исследование предложенного алгоритма
- 4. 3. 1. Исследование времени расчета предложенного алгоритма в 85 зависимости от количества подсекторов сектора обзора
- 4. 3. 2. Исследование работы предложенного алгоритма при различных 89 весовых коэффициентах
- 4. 3. 3. Исследование формы траекторий оптимального маршрута 93 просмотра сектора пространства для телевизионного канала Мобильной Робототехнической Системы
- 4. 4. Выводы по разделу
- 4. 1. Постановка задачи
- 5. синтез управления для перспективного быстродействующего ckahatopa мобильных робототехнических систем
- 5. 1. Обзор способов управления избыточными механизмами
- 5. 2. Выбор и обоснование способа формирования управления
- 5. 3. Закон оптимального управления сканатором мобильной 106 робототехнической системы
- 5. 4. Выработка рекомендаций по реализации в ЭВМ алгоритмов оптимального управления ckahatopa мобильной робототехнической системы
- 5. 5. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
- 6. Экспериментальные исследования
- 6. 1. Проверка модели внешнего возмущения на сканатор при движении мобильной робототехнической системы б
- 1. 1. Объект испытаний б
- 1. 2. Условия и порядок проведения эксперимента
- 6. 1. 3. Регистрируемые параметры, приборы и измерительные средства
- 6. 1. 4. Результаты эксперимента
- 6. 2. Экспериментальные исследования синтезированных законов 123 управления б
- 2. 1. Экспериментальная установка б
- 2. 2. Проведение эксперимента
- 6. 2. 3. Обработка данных эксперимента б
- 2. 4. Анализ результатов эксперимента
- 6. 3. Выводы по разделу
- 7. Дискуссия
- Заключение 135 9 Будущая работа
- Литература
Список литературы
- Артоболевский И. Теория машин и механизмов. М.: Наука, 1988. 207 с.
- Астапов. Ю., Медведев В. Статистическая теория автоматического регулирования и системы управления. М.: Наука, 1982. 252 с.
- Байрашевский А. и Ничепоренко Н. Ленинград: Транспортные системы корабельной радиолокации, 1982. 230 с.
- Белянский П. и Сергеев Б. Управление наземными антеннами и радиотелескопами. М.: Советское радио, 1980. 154 с.
- Бессекерский А. и Фабрикант Е. Теория автоматического управления. М.:. Наука, 1968 424 с.
- Бронштейн И. и Семендяев К. Математический справочник для инженеров и студентов. М.: Наука, 1988 315 с.
- Вендик О. Антенны с немеханическим движением луча.. М.: Советское радио, 1965 115 с.
- Волохатюк В., Кочетков В. и Красовский Р. Вопросы оптической локации. М.: Советское радио, 1971 325 с.
- Вонг Д. Я. Теория наземных транспортных средств. М.: Машиностроение, 1982 314 с.
- Воробьев Е., Диментберг Ф. Пространственные шарнирные механизмы. Открутые и закрытые кинематические контуры. М.: Наука, 1991 415 с.
- Гантмахер Ф. Теория матриц. М.: Наука, 1988. 450 с.
- Ганьшин Ж. Оптимальное управление. М.: Наука, 1987. 210 с.
- Голдштейн Е. и Юдин Д. Линейное программирование. М.: Наука, 1966. 144 с.
- Дементберг Ф. Теория винтов и ее приложения. М.: Наука, 1978. 340 с.
- Еремин И., Астафьев В. Введение в теорию линейного и выпуклого программирования. М.: Наука, 1976. 236 с.
- Ерофеев А. Пьезоэлектрические двигатели. М.: Наука, 1994 253 с.
- Ерофеев А., Проклин А., Уланов В. Пьезоэлектроника. М.: Радио и связь, 1994 184 с.
- Ишлинский А. Механика гироскопических систем. М.: Наука, 1963 414 с.
- Ишлинский А. Ориентация гироскопа и инерционная навигация. М.: Наука, 1976 378 с.
- Иванов В. и Фалдин Н. Оптимальное управление. М.: Наука, 1981. 252 с.
- Зельдович С. и Окин И. Применение методов, основанных на теории конечных вращений, для анализа геометрии гироскопических приборов. // Известие Вузов. Приборостроение. № 4,1974 С. 80−86.
- Зуфрин А. Методика построения систем автоматического определения угла. -Измерительные системы. Л.: Судпромгиз, 1970 348 е.
- Зуховский С. и Андреева Л. Линейное программирование. М.: Наука, 1964 135 е.
- Климов Д. И Руденко В. Исследование сложных пространственных механизмов. //
- Материалы международного конгресса Аналитические расчеты на компьютере и их применение в теоретической физике. Дубна. 1985 С. 276−288.
- Кочергин В. Следящая система с двигателем постоянного тока. М.: Наука, 1988.212 с.
- Кудревич Б. Теория гироскопических устройств. Ленинград.: Судпромгиз, 1963. 316 с.
- Кудрявцев В. Математический анализ. М.: Высшая школа, 1991. 313 с.
- Кулаков. Ф. Супервизорное управление роботами. М.: Наука, 1980 254 с.
- Лебедев П. Взаимосвязь векторных уравнений кинематических параметров пространственных механизмов. -М.Машиностроение. №. 4, 1952. С. 54−58.
- Ляшенко И. Методы линейного программирования М.: Наука, 1975 150 с.
- Марчук Ж. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980 331 с.
- Морошкин Ю.. Определение конфигурации механизма. Доклад А. Н. СССР No. 4. №. 4 1952 С. 533−536.
- Моисеев Н. и Ивановский. Г. Методы оптимизации. М.: Наука, 1980 234 с.
- Нестеров В. Автоматический вывод аналитических выражений обратных кинематических задач сложных пространственных механизмов. // Конф. Проблематика фундаментальных наук., Москва 1991 С. 147−149.
- Нестеров В. Методика синтеза оптимального управления для корабельных механизмов следящих систем с мертвой зоной сферического типа. МГТУ. 1994 С. 83−88.
- Овакимов А. Аналитический метод определения скоростей и ускорений пространственных механизмов с несколькими степенями свободы. // Механика машин. № 35−36, 1971. С.45−62.
- Овакимов, А Кинематические исследования пространственной цепи управляющего механизма манипулятора. // Известия вузов. Машиностроение. № 4, 1971. С.58−62.
- Пантюшин С., Назаретов В., Тягунов О. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматических линий. М.: Высшая школа, 1986 214 с.
- Пейсах Е. Проблемы кинематики роботов.- Манипуляторы и программный комплекс «Робот». // Роботы и робототехнические системы 1981. С. 22−40.
- Пелпор С. Гироскопы. М.: Высшая школа, 1969 234 с.
- Платонов А., Степанов Ю., Трубицин О. и Кирилченко А. Перспективы развития и анализ особенностей систем управления мобильных роботов. Препринт института прикладных математических наук. № 3 1996 С1−32.
- Подобрий Г., Фалдин К. и Кирсанов И. Вычисление следящих систем. М.: Высшая школа, 1969 340 е.
- Попов Е. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1978.234 с.
- Попов Е. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. -М.: Наука, 1979 275 е.
- Попов Е. Следящие системы антенных устройств. МГТУ, 1982 214с.
- Попов Е., Верещагин А. и Зенкевич С. Роботы манипуляторы: динамика и алгоритмы. -М.: Наука, 1978. 356 с.
- Ривкин С. Стабилизация сенсорных устройств на качающемся основании. М.: Наука, 1986 286 с.
- Рогозинников А. Рессоры с гладкими вибрациями малых телеуправляемых гусеничных мобильных роботов. Автореферат к диссертации, МГТУ, 1996. С. 9−10.
- Романовский П. (1980) Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. М.: Наука, 1980 180 с.
- Смирнов Г. Теория движения колесных машин. М.: Высшая школа, 1990 290 с.
- Степанов Ю., Трубицын О., Кирилченко А., Платонов А. и Пряничков В. Экспертные системы управления мобильных роботов. // Препринт института прикладных математических наук. №.3 1996. С 32−57.
- Стороженко В. и Темченко М. О применении теории конечных вращений для автоматического определения координат движущихся объектов. // Известия АН СССР Механика твердого тела. № 3,1971. С. 3−10.
- Тимошенко С. Колебания в инженерном деле.. М.: Физико-математическая школа, 1959 214 с.
- Фролов К. Механика промышленных роботов. Том 1. М.: Высшая школа, 1988 450 с.
- Фу К. С., Гонсалес Р. С., Ли С. С. Робототехника: управление, очувствление, техническое зрение и интеллект. М.: Мир, 1989 560 с.
- Чуян Р. (1988) Методы математического моделирования приводов летательныхаппаратов. М.: Машиностроение, 1988. 282 с.
- Ханевский Ж. Механизмы поворотных антенн. М.: Советское радио, 1951 275 с.
- Юдин Д. и Голдштейн Е. (1969) Линейное и динамическое программирование.. М.: Наука, 1969 156 е.
- Юревич Е. Динамика роботов. М.: Наука, 1984 238 с.
- Andersen В., Millar С. Е. Performance of Multiplayers Actuators Based on Piezoelectric and Electrostrictive Materials // Proceedings of Actuators '94 New Orleans 1994. C. 167−170.
- Baillieul J. Kinematic Programming Alternatives for Redundant Manipulators // Proc of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation New Orleans. 1985 C. 722−728.
- Baker D. R., Wampler II C. W. On the Inverse Kinematics of Robot Manipulators with Redundant Manipulators // Int. Journal Robotic Research. Vol 7,1988. C. 2−21.
- Bouer A., Moller F Piezo Actuator Special Design // Proceedings of Actuators '94.Chicago 1994. C. 128−132.
- Chang P. H. A Closed Form Solution for Tyhe Control of Manipulators with Kinematic Redundancy // Proc of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation San Francisco, С A, 1986 C. 9−14.
- Cho D. K., Choi B. W., Chung M. J. Optimal Conditions for Inverse Kinematics of a Robot Manipulator with Redundancy // Robotica. Vol 13,1995. C. 95−101.
- Dermatas Е., Nearchou A., Asparathos N. Error-back-propagation Solution to the Inverse
- Kinematic Problem of Redundant Manipulators // Robotics & Computer-Integrated Manufacturing. Vol 12, N0 12,1996 C. 303−310.
- Goldenberg A., Benhabib В., Fenton R. A Complete Generalized Solution to the Inverse Kinematics of Robots // IEEE J. Robotics Automn. RA-l (l), 1985. C. 14−20.
- Gotlin K., Troch I., Jezernik K. Global Optimal Control of Redundant Robot // Robotica. Vol 14, 1995. C. 131−140.
- Guez A., Ahmad Z. Solution to the Inverse Kinematics Problem in Robotics by Neural Networks // IEEE Int. Conf. on Neural Networks. San-Diego, CA Vol II, 1988 C. 617−621.
- Guo J., Cherkassky V. A Solution to the Inverse Kinematic Problem in Robotics Using Neural Network Processing. // IEEE International Conf. on Neural Networks. Washington, DC, Vol II, 1989. C. 299−304.
- Hoertling G. Ultra High Displacement Actuator. // American Society Bulletin. Vol.73, 1994 C.93−96.
- Hollerbach J. M., Suh K. S. Local Versus Global Torque Optimization of Redundant Manipulators. // Proc. of IEEE Conf on Robotics and Automation Ohio State University, Columbus,. 1987 C. 619−624.
- Hou E. S., Utama W. An Artificial Neural Networks for Redundant Manipulator Inverse Kinematics Computation. // Proc. of the SPIE The International Society for Optical Engineering. Chicago. 1992 C. 668−677.
- Kieffer S., Morellas V., Donath M. Neural network learning of the inverse kinematic relationships for a robot arm. // IEEE International Con. on Robotics and Automation. Sacramento, CA, 1991 C. 2418−2425.
- Kobayashi A. Abstract of Report of Disaster Robot System for Forest Fire. // Robot. Vol. 50, 1996 C.58−64.
- Kyriakopoulos K. J., Saridis G. N. Minimum Jerk Path Generation. // IEEE Int. Conference of Robotics and Automation. Barcelona 1988 C. 364−369.
- Lee S., Kil R. M. Robot Kinematic Control Based on Bi-directional MaCing Neural Networks. // Int Joint Conf. on Neural Networks. Chicago 1990 C. 327−335.
- Liegeois A. Automatic Supervisory Control of the Configuration and Behaviour of Multibody Mechanisms. // IEEE Trans. Systems, Man, Cybern. Vol 7, 1977 C. 868−871,
- Lin Z., Khorasani K., Patel R. V. A Counter Propagation Neural Network for Function ACroximation.// IEEE International Con. on Systems, Man and Cybernetics. SMC-133, 1990. C. 328−384.
- Ma S., Nenchev D.N. Local Torque Minimization for Redundant Manipulators: a Correct Formulation. // Robotica. Vol 14 1996. C. 235−239.
- Mao Z., Hsia Т. C. Obstacle Avoidance Inverse Kinematics Solution of Redundant Robots by Neural Networks. // Robotica, Vol 15,1997. C. 3−10.
- Martin D. P, Baillieul J., Hollerbach Resolution of Kinematic Redundancy Using Optimization Techniques. // IEEE Trans, on Robotics and automation Vol 5, No 4, 1989. C. 529−533.
- Nacamura Y., Hanafusa H. Optimal Redundancy Control of Robot Manipulator. // Int. J. Robotic Research. Vol 6, N0 1,1987. C. 32−42.
- Oh S.Y., Orin D., Bach M. An Inverse Kinematic Solution for Kinematically Redundant Robot Manipulators. // J. Robotic Research. Vol 1, 1984. С 235−249.
- Paul R.P. Modelling, Trajectory Calculation and Servoing of a Controlling Computer Arm. // Memo AIM-177 Stanford Artificial Intelligence Laboratory, Palo Alto. 1972 C.48−62
- Paul R.P. Manipulator Cartesian Path Control. // IEEE Trans. Systems, Man. Cubern, SMC-9. Vol. 11,1979. C. 702−711.
- Sciavicco L., Sicilliano B. A Solution Algorithm to the Inverse Kinematic Problem of Redundant Manipulators. // Proc. of IEEE Trans, on Robotics and Automation. Vol 4, 1988. C. 403−410.
- Umertani Y., Hirano S. // Summary Report on ConceCtual Research of Advanced Robot Systems. Robot. Vol. 82 1991 C. 60−66.
- Whitney D.E. Resolved Motion Rate Control of Manipulator and Human Prosthesis. // IEEE Trans, on man-Machine Systems. Vol 10, 1969. С 47−53.
- Won J. H., Choi B. W., Chung M. J. A Unified ACroach to the Inverse Kinematic Solution for a Redundant Manipulator. // Robotica, Vol 11,1993. С 159−165.
- Wu C. A Numerical ACroach for Time Optimal Path Planning of Kinematically Redundant Manipulators. // Robotica, Vol 12, 1994. С 401−410.