Аналіз сепаратних каналів у багатозв'язній системі керування
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.220979Ключові слова:
автономний мобільний робот змінюваної конфігурації, антропоморфний маніпулятор, чотири ступеня рухливості, сепаратний канал.Анотація
Об’єктом дослідження є система керування автономного мобільного робота, оснащеного антропоморфним маніпулятором з чотирма ступенями рухливості. При переміщенні мобільного робота змінюваної конфігурації по заданому маршруту система керування має забезпечити мінімальне відхилення центру мас платформи від заданої траєкторії. При цьому керуючі моменти направлені вздовж осей системи координат, зв’язаній з платформою автономного мобільного робота. При відносних рухах маніпулятора тензор інерції системи тіл в системі координат, пов’язаній з платформою, набуває недіагональності та нестаціонарності, що обумовлює взаємозв'язок каналів керування. Кількість керуючих впливів: під час переміщення траєкторією – чотири (на кожне колесо), під час роботи маніпулятора – чотири (на кожну узагальнену координату). Таким чином, система керування багатовимірна, зв'язок між каналами керування здійснюється за рахунок фізичних властивостей об’єкту керування.
У роботі представлено результати перших етапів розробки багатозв’язної системи керування: дослідження сепаратних каналів керування, синтез сепаратного регулятора, корегування регулятора та аналіз якості створеної системи керування. Дослідження проводились із використанням матричних передаточних функцій; для визначення параметрів бажаної передавальної функції застосовано формули Бесекерського. Під час аналізу для кожного сепаратного каналу побудовано логарифмічні та амплітудні частотні характеристики, обрано структурну схему, складено передаточну функцію. Оцінка якості синтезованого сепаратного каналу проведена за наступними критеріями: точність, швидкодія, коливальність, час перехідного процесу, перерегулювання, амплітудні та фазові викривлення, запаси стійкості. Властивості синтезованого сепаратного каналу по точності, швидкодії й коливальності відповідають умовам.
Подальші дослідження та синтез багатозв’язної системи керування мобільного робота з маніпулятором дозволить підвищити його живучість і ефективність за умов автономної роботи. Оскільки мобільний робот з маніпулятором є прикладом класу об’єктів «автономний мобільний робот змінюваної конфігурації», то отримані результати можна застосовувати до всіх об’єктів цього класу.
Посилання
- Iurevich, E. I. (2017). Osnovy robototekhniki. Saint Petersburg: BKHV-Peterburg, 304.
- Vorobev, E. I., Popov, S. A., Sheveleva, G. I.; Frolova, K. V., Vorobev, E. I. (Eds.) (1988). Mekhanika promyshlennykh robotov. Kn. 1. Kinematika i dinamika. Kyiv: Vischa shkola, 304.
- Zenkevich, S. L., Iuschenko, A. S. (2004). Osnovy upravleniia manipuliatsionnymi robotami. Moscow: Izd-vo MGTU im. N. E. Baumana, 480.
- Ashhepkova, N. S., Zbrutskyi, O. V., Bytsenko, O. V. (2020). Analiz nediahonalnosti i nestatsionarnosti tenzoru inertsii avtonomnoho mobilnoho robota. Mekhanika hiroskopichnykh system, 39, 24–34.
- Ashhepkova, N. S., Zbrutskyi, A. V. (2020). Modeliuvannia dynamiky avtonomnoho mobilnoho robota z manipuliatorom. Vestnyk NTU “KhPY”. Seryia: Informatyka i modelyrovanye, 31, 4–14.
- Goidin, O. P., Krusanov, V. S., Kuraev, E. V., Solovev, V. P., Timofeev, A. V. (2013). Pat. No. 142363U1 RU. Mobilnii robot. Available at: https://patents.google.com/patent/RU142363U1/
- Martynov, Iu. G. (2005). Upravlenie dvizheniem mobilnykh kolesnykh robtov. Fundamentalnaia i prikladnaia matematika, 11 (8), 29–80.
- Zyrianov, G. V. (2010). Sistemy upravleniia mnogosviaznymi obektami. Cheliabinsk: Izdatelskii tsentr IUUrGU, 112.
- Kim, D. P. (2007). Teoriia avtomaticheskogo upravleniia mnogosviaznymi obektami. Vol. 2: Mnogomernye, nelineinye, optimalnye i adaptivne sistemy. Moscow: Fizmatlit, 440.
- Besekerskii, V. A., Popov, V. A. (1972). Teoriia sistem avtomaticheskogo regulirovaniia. Moscow: Nauka, 768.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Natalja Ashhepkova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
