Динамика неустановившихся режимов движения мобильного колесного робота по прямолинейной и криволинейной траекториям

• Автор: Аль-Еззи Абдулракеб Саид Яхья
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Различные типы роботов
1.2. Описание колесных платформ с двумя ведущими колесами
1.3. Описание моделей колесных роботов и роботов, снабженных системой ■ навигации
1.4. Математические методы расчета движения колесных роботов
1.5. Цели и задачи работы
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ РЕЖИМОВ КОЛЕСНОГО МОБИЛЬНОГО РОБОТА
2.1 Математическая модель колесного робота при движении по прямолинейном движением
2.1.1 Моделирование эффекта трения качения в состоянии покоя
2.1.2 Математическая модель движения робота с учетом проскальзывания ведущего колеса
2.2. Дифференциальные уравнения движения робота при пуске без учета проскальзывания
2 3. Дифференциальные уравнения движения робота при пуске с учетом проскальзывания
2.4 Аналитическое решение дифференциальных уравнений движения робота
2.5 Анализ результатов исследования пусковых режимов без учета проскальзывания ведущего колеса
2.6 Результаты численного моделирования
2.7 Анализ управления движением робота с обратной связью в системе управления
2.8 Анализ влияния пусковых режимов на нормальные реакции действующие на колеса робота
2.9 Выводы по главе
Глава 3. ДИНАМИКА РОБОТА С УПРУГОВЯЗКИМ ЭЛЕМЕНТОМ В ПОДВЕСКЕ
3.1 Кинематические соотношения робота супруговязким звеном
3.2 Расчет величины деформации пруэюины
3.3 Условия равновесия робота (УО—О)
3.4 Динамика робота с учетом упругого элемента в подвеске
3.5 Результаты моделирования процесса разгона робота
3.6 Выводы по главе
Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОЛЕСНОГО УПРАВЛЯЕМОГО ДВИЖЕНИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА ПО КРИВОЛИНЕЙНОЙ ТРАЕКТОРИИ. 8
4.1. Описание движения робота по заданной траектории
4.2. Исследование управляемого поворота робота при пуске
4.3. Исследование движения робота по У- образной траектории
4.4. Система автоматического управления для движения по заданной траектории
4.4.1. Структурная схема управления движением по заданной траектории
4.4.2. Моделирование системы управления движением робота по заданной траектории
4.4.3. Система управления роботом для движения по заданным траекториям
4.5. Практическая реализация колёсного мобильного робота с системой навигации
4.5.1. Описание конструкции колесного мобильного робота
4.5.2. Конструкция и принцип действия локатора инфракрасного диапазона
4.5.3. Выбор электродвигателя локатора
4.5.4 Система автоматического управления углом поворота платформы
4.6. Принцип работы системы управления
4.6.1. Моделирование работы фильтра низких частот для регистрации ИК
сигнала
4.6.2 Управляющие алгоритмы
4.7. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в мире интенсивно расширяется область использования мобильных роботов. Для успешного выполнения обширного круга задач роботы должны обладать высокой маневренностью, быстродействием и точностью движения по заданным траекториям.
Область применения колесных мобильных роботов чрезвычайно разнообразна и включает такие важные сферы человеческой деятельности, как автоматизированное производство, строительство, космос, оборона, медицина, сельское хозяйство и т.д. Особенно высокие требования предъявляются к сервисным роботам, выполняющим технологические задачи в условиях взаимодействия с человеком.
Высокое быстродействие колесных роботов достигается при использовании новых кинематических схем, а также развитых систем приводов, оснащенных устройствами контроля тягового усилия. Исследованию движения колесных роботов посвящены работы многих отечественных исследователей, в том числе В.М. Буданова, Е.А. Девянина,
С.Л. Зенкевича, Ю.Г. Мартыненко, Д.Е. Охоцимского, В.Е. Павловского, Ю.В. Подураева, А.М. Формальского, а также и зарубежных ученых: G. Bastin, G. Campion, С. Canudas de Wit, W. Dixon, Y.H. Fung, A. Isidori и др. В то же время вопросы быстрого пуска робота, разгона и выхода на заданный уровень скорости изучены недостаточно. Однако именно здесь скрываются резервы повышения быстродействия робота. Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью создания колесных роботов оснащенных более, совершенными пусковыми устройствами, обеспечивающими качественные и количественные характеристики движения.
Объектом исследования является колесный мобильный робот с двумя ведущими колесами, оснащенный средствами анализа динамических процессов пусковых режимов.

5. Разработка методики определения погрешности движения робота по заданной траектории.
6. Разработка конструкции экспериментального мобильного колесного робота для изучения закономерностей динамики движения робота в пусковых режимах.
7. Разработка методики экспериментальной оценки отклонения робота от заданной траектории с учетом динамических особенности поведения робота при пуске.