Метод повышения точности информационно-измерительной системы мобильного колесного робота

• Автор: Игнатова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ МОБИЛЬНЫХ КОЛЕСНЫХ РОБОТОВ

1.1. Характерные особенности исследуемых современных мобильных роботов

1.2. Мобильный колесный робот как объект измерения и управления

1.2.1. Система передвижения

1.2.2. Манипуляционная система

1.2.3. Система технического зрения

1.2.4. Система связи

1.2.5. Информационно-измерительная и управляющая система

1.3. Методы исследования мобильных роботов как объектов измерения

и управления
1.3.1. Статическое моделирование мобильного робота
1.3.2. Динамическое моделирование мобильного робота
1.4. Особенности цифровой реализации информационно-измерительных
и управляющих систем мобильных роботов
1.4.1. Точность цифровой обработки сигналов
1.4.2. Временная задержка при цифровой обработке сигналов
1.5. Выводы
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В МАНИПУЛЯТОРЕ И ТРЕБОВАНИЯ ПО ТОЧНОСТИ К ДАТЧИКАМ СЕНСОРНОЙ ПОДСИСТЕМЫ
2.1. Требования к точности датчиков, измеряющих положение рабочего органа манипулятора в пространстве
2.1.1. Задача о максимуме погрешности оцениваемой величины

2.1.2. Влияние погрешностей параметров функции на точность оценки выходной величины
2.1.3. Суммарная ошибка оценки выходной величины
2.1.4. Методика определения точности оценки выходной величины нелинейного блока
2.2. Манипулятор с тремя линейными двигателями как стержневая конструкция
2.2.1. Кинематическая модель узла приведения в движение штанги манипулятора
2.2.2. Коррекция кинематической модели с учетом реального расположения плоскостей мобильного колесного робота
2.2.3. Кинематическая модель узла приведения в движение коромысла
2.3. Точность оценки местоположения манипулятора
2.4. Выводы
3. ДИНАМИКА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 70 МОБИЛЬНОГО КОЛЕСНОГО РОБОТА
3.1. Динамика платформы мобильного колесного робота
3.2. Описание движения звеньев двухзвенного манипулятора
3.2.1. Динамическая модель штанги
3.2.2. Динамическая модель линейного привода 2(3)
3.2.3. Динамическая модель коромысла
3.2.4. Динамическая модель линейного привода
3.2.5. Дополнительные факторы, влияющие на динамику
3.3. Упрощенная модель динамики манипулятора
3.3.1. Линейные вертикальные колебания платформы
3.3.2. Оценка быстродействия канала измерения состояния линейных приводов 2 и
3.3.3. Оценка быстродействия канала измерения состояния линейного привода

3.4. Информационно-измерительная система линейных приводов
3.5. Быстродействие датчиков продольного движения мобильного колесного робота
3.6. Выводы
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ
И УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ МОБИЛЬНОГО КОЛЕСНОГО
РОБОТА
4.1. Управление положением рабочего органа манипуляционной системы
4.2. Точность установки углов манипуляционной системы
4.3. Датчики, применяемые в сенсорной подсистеме информационноизмерительной системы
4.3.1. Тросиковые датчики
4.3.2. Датчики угла поворота
4.3.3. Концевые выключатели
4.4. Динамический режим работы датчиков
4.5. Управляющая подсистема информационно-измерительной системы
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

0* = /©«-*<#. (1.11) о
Выражение (1.10) представляет собой линейную систему из ./V уравнений с N неизвестными, которая может быть разрешена относительно переменных вектора Z:!. Решением является выражение
С (*) = £ Ш<п<М, (1.12)

где №тп($) - передаточная функция по т-му воздействию, знаменатель которой имеет вид полинома и определяет быстродействие системы.
Таким образом, метод Ньютона является продуктивным и в дальнейшем будет использован для исследования динамических свойств мобильного колесного робота.
1.4. Особенности цифровой реализации информационно-измерительных и управляющих систем мобильных роботов
Измерительно-информационная и управляющая система (ИИиУС) в мобильных роботах является цифровой. Типовая циклограмма обработки данных в цифровой управляющей подсистеме показана на рис. 1.10. Цикл включает последовательное выполнение таких операций, как: оцифровка сигнала, ввод данных по интерфейсу в ЭВМ, запись данных в массив для последующей обработки, собственно обработка накопленных массивов поступивших данных, вывод результатов из ЭВМ. Таким образом, общепринятый в современных информационно-измерительных и управляющих системах способ обработки данных вносит два вида погрешностей:
погрешность квантования сигнала по уровню, связанная с представлением аналогового сигнала в виде цифрового кода с конечным количеством разрядов, а следовательно, с конечной точностью;
задержка в обработки сигналов на величину г.шс, связанная с физической реализацией изображенных на рис. 1.10 операций.