Моделирование и оптимизация движений транспортных манипуляционных систем в вязкой среде

• Автор: Завалищин, Дмитрий Станиславович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 194 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава I. Механико—математические модели транспортных

манипуляционных систем в вязкой среде

1. Среда

2. Однозвенный транспортный манипулятор

3. Многозвенный транспортный манипулятор

4. Система “мостовой кран - сферический контейнер”

5. Система “мостовой кран - цилиндрический контейнер”

Глава II. Оптимальное по расходу энергии управление

движением транспортных манипуляторов в вязкой среде
1. Однозвенный транспортный манипулятор
Постановка задачи
Редукция исходной задачи
Решение вспомогательной задачи
Решение исходной задачи
ОТМ со сосредоточенными массами
Задача синтеза
2. Многозвенный транспортный манипулятор
Постановка задачи
Редукция задачи 2.1 и решение вспомогательной задачи
Решение исходной задачи
Задача синтеза
Обоснование нового представления работы
управляющих воздействий
СОДЕРЖАНИЕ

Глава III. Оптимальное по расходу энергии управление движением манипуляционных систем “мостовой кран — контейнер” для перемещения грузов в резервуарах
1. Оптимальное по расходу энергии управление движением сферического тедцв вязкой среде
Постановка задачи
Редукция задачи 1.1 и решение исходной задачи
2. Оптимальное по расходу энергии управление движением цилиндрического тела в вязкой среде
Постановка задачи
Вывод необходимых условий оптимальности
Сопряжение дуг экстремалей
Вывод уравнений оптимальных движений цилиндра
Анализ основного уравнения
Построение экстремальных программ перемещения
цилиндра
Вычислительный эксперимент
Решение исходной задачи
О работах, проведенных для ВАЭС
Глава IV. Алгоритмы решения задач об оптимальном управлении транспортными манипуляционными системами
1. Алгоритм решения задачи об оптимальном управлении
однозвенным транспортным манипулятором
Общая схема алгоритма расчета оптимальных
программных управлений
Особенности численной реализации алгоритма
Общая схема алгоритма оптимального импульсного
управления по принципу обратной связи
СОДЕРЖАНИЕ
2. Алгоритмические вопросы решения задачи
об оптимальном управлении системой “мостовой
кран - цилиндрический контейнер”
Алгоритм построения фазовой траектории, соответствующей

второму экстремальному решению
Особенности алгоритмов вычисления корней
сопутствующих трансцендентных уравнений
Заключение
Список сокращений и обозначений
Список литературы
Приложение I. Комплекс моделирующих программ
Программное обеспечение задачи об оптимальных
перемещениях ОТМ
Программное обеспечение задачи об оптимальных перемещениях
системы “мостовой кран - цилиндрический контейнер”
Тексты программ
Приложение II. Основные понятия и положения динамики вязкой несжимаемой жидкости
Понятие вязкой жидкости
Обобщенная гипотеза Ньютона
Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости
Движение твердых тел в вязкой жидкости
ГЛАВА I. МОДЕЛИ ТРАНСПОРТНЫХ МАНИПУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

центре инерции контейнера. Из всех остальных действующих на кран сил ниже учитывается только сила тяжести.
На сферический контейнер действует сила тяжести, сила Архимеда и гидродинамическая сила, которая в силу центральной симметрии сферы есть сила ло§8вого сопротивления.
Выведем дифференциальные уравнения движения рассматриваемой механической системы. Пусть В, — радиус-вектор центра инерции крана. Он связан с радиусом-вектором г центра инерции контейнера соотношением
R = г + (с + а) е3 ,
(4.2)
где ез = (0,0,1)т, а — радиус сферы, с — длина крюка захвата, подсчитываемая по формуле с — zq— еГг — а . Верно соотношение
R = Exyr + zT ез , (4.3)
в котором матрица ( 1 0 0
О 1 О ООО
Далее без ссылок используются свойства этой матрицы быть симметричной и идемпотентной, т.е. Ejv = Еху = Ely . Кроме этого столбцы координат векторов называются для краткости тоже векторами.
Центр инерции контейнера движется со скоростью V = г. Дифференцируя соотношение (4.1), можно получить формул}'
V — T's
(4.4)
Согласно (4.3) скорости центров инерции крана и контейнера связаны соотношением
(4.5)