Геометрическое моделирование и оптимизация процессов управления адаптивным промышленным роботом

• Автор: Ескенин, Ренат Нургалиевич
• Шифр специальности: 05.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ПОДХОДОВ И АЛГОРИТМОВ

1.1 Предварительные замечания

1.2 Геометрические критерии оптимальности синтеза малых движений

адаптивного промышленного робота

1.3 Применение нейронных сетей и эволюционных алгоритмов для синтеза движений адаптивного промышленного робота

1.4 Метод искусственных потенциальных полей

1.5 Выводы и постановка задачи исследований

ГЛАВА 2 МЕТОД ПОИСКА МНОЖЕСТВА ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ВЕКТОРА ОБОБЩЕННЫХ СКОРОСТЕЙ В МНОГ ОМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
2.1 Предварительные замечания
2.2 Геометрический метод синтеза малых движений адаптивного
промышленного робота
2.3 Метод поиска значений вектора обобщенных скоростей в области многомерного пространства графом гиперкубов
2.4 Форма и положение области точек в многомерном пространстве, задающей допустимые значения вектора обобщенных скоростей
2.5 Влияние окружающего пространства адаптивного промышленного робота на область допустимых значений вектора обобщенных скоростей.

ГЛАВА 3 ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ СИНТЕЗА ДВИЖЕНИЙ АДАПТИВНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА В ОРГАНИЗОВАННОЙ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ
3.1 Модификация адаптационного цикла на основе применения векторов градиента функции объема движения
3.2 О весовых коэффициентах обобщенных скоростей
3.3 Метод вычисления весовых коэффициентов обобщенных скоростей
3.4 Сравнительный анализ функционалов, задающих весовые коэффициенты обобщенных скоростей
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ
4.1 Обоснование выбора средств разработки программного обеспечения
4.2 Структура программного обеспечения для исследования многомерного пространства обобщенных скоростей
4.3 Структура программного обеспечения' для построения движений манипуляционной системы в организованной неоднородной среде
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
В настоящей работе приняты следующие сокращения:
АПР - адаптивный промышленный робот [61],
АСУ - автоматизированная система управления,
ВЗ - выходное звено,
ИМ - исполнительный механизм,
НС - нейронные сети,
ГА - генетические алгоритмы,
ЭА - эволюционные алгоритмы,
МЧПО — матрица частных передаточных отношений,
ПО - программное обеспечение.
Локально встречающиеся специальные обозначения и сокращения определены непосредственно в тексте работы.

ГЛАВА 2 МЕТОД ПОИСКА МНОЖЕСТВА ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ВЕКТОРА ОБОБЩЕННЫХ СКОРОСТЕЙ В МНОГОМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
2.1 Предварительные замечания
Одно из направлений внедрения робототехнических систем есть решение задач механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ. Однако вопросы выбора робота для выполнения тех или иных видов подобных работ с учетом его функциональных возможностей остаются актуальными. Решение проблемы возможно благодаря компьютерному виртуально-геометрическому [27] и аналитическому моделированию движений мехатронного объекта в организованных неоднородных средах, а оптимизация алгоритмов и процесса перемещения возможна только с учетом ряда факторов. Укажем на некоторые из них:
- структура окружающей среды;
- собственные свойства механизма робота;
- геометрические параметры объекта манипулирования;
- заданные параметры траектории и собственно траектория перемещения выходного звена и некоторые другие.
Эти факторы оказывают влияние на перемещение АПР в организованной неоднородной среде.
Одна из задач - вычисление вектора обобщенных скоростей, удовлетворяющего заданным техническим требованиям [43] должна решаться с учетом выше перечисленных факторов влияния. Для ее решения определим множество допустимых значений вектора обобщенных скоростей адаптивного промышленного робота, осуществляющего перемещение по заданному вектору скоростей ВЗ. Эти области, обозначим их О5, определяют множество точек