Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории

• Автор: Фрейре Каррера Фаусто Родриго
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

1. СОСТАЯНИЕ ВОПРОСА
1Л. Описание моделей мобильных колесных роботов с дистанционно управляемой траекторией движения
1.2. Программные комплексы управления мобильным колесным
роботом
1.3. Цели и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ МОБИЛЬНОГО РОБОТА
2.1. Основные принципы построения расчетной модели
2.2. Дифференциальные уравнения движения мобильного робота
2.3. Математическая модель мобильного робота
2.4. Программные движения мобильного робота
2.5. Упрощенная модель
2.6. Движение по криволинейной траектории
2.6.1. Прямая задача
2.6.2. Обратная задача
2.7. Движение по прямолинейной траектории
2.7.1. Прямая задача
2.7.2. Обратная задача
2.8. Сравнение двух модель
2.9. Выводы по второй главе
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО НЕЧЕТКОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Временная задержка в сети Интернет
3.2. Определение величины задержки времени в сети Интернет
3.3. Классификация систем управления
3.4. Система автоматического нечеткого управления (САНУ)
3.4.1. Алгоритм Мамдани
3.4.2. Контроллеры нечеткой логики
3.4.3. Синтез САНУ
3.4.4. Построение базы нечетких лингвистических правил
контроллеров
3.4.5. Фаззификация входных переменных контроллеров
3.5. Выводы по третьей главе
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ ЧЕРЕЗ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ
4.1. УЕВ-технологии используемые при управлении
4.2. Разработка экспериментальной установки
4.3. Система передачи видео
4.4. Система управления роботом (СУР)
4.5. Регулятор скорости робота
4.6. Интерфейс радио-контроля робота с сервером
4.7. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Актуальность темы
В настоящее время большое внимание уделяется разработке мобильных роботов с дистанционным управлением, в том числе, использующих, как средство управления и контроля, глобальную компьютерную сеть Интернет. При эксплуатации этого вида роботов используются все преимущества Интернета: как для задания движения роботов, так и определения их места положения.
Робот призван заменить человека в случаях, когда выполнение задачи находится за пределами человеческих возможностей либо сопряжено с чрезмерной угрозой здоровью и жизни человека, а также при недостатке профессионально подготовленного персонала для выполнения трудоемких и циклически повторяющихся задач. Использование роботов в таких условиях предъявляет высокие требования к точности управления.
На сегодняшний день разработан и серийно изготавливается ряд робототехнических устройств с дистанционным управлением, предназначенных для: контроля утечек из газовых резервуаров большой емкости; ультразвукового контроля сварочных швов корпусов судов, стенок газовых и нефтяных резервуаров; пескоструйной очистки корпусов кораблей и стенок судовых танков; диагностики состояния стен высотных зданий, мойки стекол и стен; контроля поверхности стен строений и стенок емкостей для хранения жидких ядерных отходов; обмывки стен шахт ядерных реакторов и пр.
В тоже время вопросы, связанные с разработкой методов расчета мобильных робототехнических комплексов и их управление развиты недостаточно. Поэтому, задача повышения точности управления мобильными роботами, представляется актуальной, имеющей большое значение.

2.5. Упрощенная модель
Если точка М (рис. 2.1) соответствует точке центра масс у = 0 робота и для малых углов = 0—10), то со5($/) = 1, со8(^) = 1. Кроме этого примем, что
О малая величина и £2 = 0, тогда уравнение (2.20) примет следующий вид
2сгп~
V = i—V + k2(UL+UR),

~(UR~UL). 2 nlc2
(2.26)
Из получившейся системы дифференциальных уравнений, можно найти напряжения UL, Ur обеспечивающие реализацию программного движения (2.21).
Уг2т + 2сгпУ + Щ
2ПГС1 (2.27)
_ Уггт + 2с2пг (V + 1цг)
1 - 2 л гс,
Ниже приведем результаты движения точки Мпо разным траекториям с постоянной по модулю скоростью 1^=1 м/с, с массой корпуса робота /л=12 кг; М=0,75 кгм; г =0,08 м; /=0,2 м; /1=0,56 м; с1,с2=0,084 Н.
Численный эксперимент реализован в среде МАТНСАО которая позволяет осуществлять моделирование динамических характеристик мобильного робота, исследовать динамику режимов работы приводов в завизимости от приведенных параметров и конструктивных особенностей робота при различных траекториях движения.