Повышение качества процессов дистанционного управления микроробототехническими системами на основе визуально-силового канала обратной связи

• Автор: Гапонов, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Дистанционно управляемые микроробототехнические системы

1.1 История развития ДУ МРТС микроманипулирования

1.2 Дистанционно управляемые микроробототехнические системы

для операций с живыми клетками

2 Система управления и анализ устойчивости

2.1 Обшая структура ДУ РТС

2.2 Математическая модель системы

2.3 Анализ устойчивости

2.3.1 Критерий устойчивости Гурвица

2.3.2 Критерий устойчивости Лльюэллина
2.3.3 Влияние оператора и окружающей среды на устойчивость системы управления
2.4 Численное моделирование системы
3 Генерация силовой обратной связи на основе изображения
3.1 Сравнение силовых датчиков и алгоритмов генерации силы на
основе изображения

Оглавление
3.2 Визуальная генерация силы
3.2.1 Определение рабочего органа и объекта окружающей
среды
3.2.2 Предлагаемый алгоритм обработки изображения
3.3 Выбор силовой модели
4 Экспериментальное исследование
4.1 Экспериментальная установка и оборудование
4.1.1 Ведомый манипулятор
4.1.1.1 Мотивация разработки ведомого манипулятора
4.1.1.2 Кинематика разработанного манипулятора
4.1.1.3 Практическая реализация манипулятора
4.1.1.4 Экспериментальная проверка точности манипулятора
4.1.2 Устройства получения изображения и управляющая электроника
4.1.3 Задающее устройство и рабочие зоны манипуляторов
4.1.4 Структура разработанной ДУ МРТС
4.2 Анализ упругой модели
4.2.1 Экспериментальное окружение
4.2.2 Эксперименты с фиксированной желаемой позицией
4.2.3 Результаты экспериментов с фиксированной желаемой
позицией
4.2.4 Эксперименты с переменной желаемой позицией

Оглавление
4.2.5 Результаты экспериментов с переменной желаемой позицией
4.3 Анализ инерциально-вязкой модели
4.3.1 Экспериментальное окружение
4.3.2 Результаты экспериментов с инерциально-вязкой моделью
Заключение

Глава 2. Система управления и анализ устойчивости
результате взаимодействия с рукой человека-оператора, а ведомое устройство будет всегда оставаться неподвижным при нулевых начальных значениях скорости и ускорения у*.
Если же мы хотим, чтобы исполнительное устройство отслеживало позицию рукоятки задающего устройства, и при этом человек-оператор чувствовал силу взаимодействия рабочего органа ведомого робота с окружающей средой, необходимо дополнить систему на рис. 2.4 каналами связи, передающими и масштабирующими положение или скорость задающего устройства и силу реакции fe, как показано на рис. 2.5. Введены следующие новые обозначения: kpVkf - коэффициенты масштабирования положения и силы, С и С2 -регуляторы положения и силы, соответственно. Вместо использования только двух информационных каналов - V/, и /е - можно использовать все четыре возможных канала передачи данных от задающего звена исполнительному и обратно, а именно, и /е . Это приведет к созданию четырехканальной
архитектуры системы управления ДУ РТС.
Рис. 2.5: ДУ РТС с позиционно-силовым управлением.