Цена доставки диссертации от 500 рублей 
Поиск:

Каталог / ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Скоростной механический сканатор мобильного наземного транспортного робота

Диссертация

Автор: Рубцов, Василий

Заглавие: Скоростной механический сканатор мобильного наземного транспортного робота

Справка об оригинале: Рубцов, Василий. Скоростной механический сканатор мобильного наземного транспортного робота : диссертация ... кандидата технических наук : 05.00.00 Б.м., 1998 241 c. : 61 04-5/642-3

Физическое описание: 241 стр.

Выходные данные: Б.м., 1998




Стоимость Доставки
500 руб.


Содержание:

1 Введение
11 Применение мобильных роботов
12 Структурная схема мобильной робототехнической системы
13 Информационные проблемы мобильной робототехнической системы
14 Проблематика сенсоров мобильной робототехнической системы
15 Стабилизация сенсоров мобильной робототехнической системы
16 Цели и задачи
17 Структура диссертации
2 Особенности наземных мобильных систем в части воздействия на координатор со стороны носителя
21 Кинематическая модель движения мобильной робототехнической 8 системы
22 Сведения из теории движения наземных транспортных средств
23 Виды колебаний наземных транспортных средств
24 Размерная типология движения мобильной робототехнической 16 системы с бортовыми видеосенсорами
25 Кинематическая модель мобильной робототехнической системы
26 Идентификация модели движения мобильной робототехнической 26 системы
27 Анализ модели движения мобильной робототехнической системы 34 Особенности наземных мобильных систем в части возмущения на координаторы телеканалов
28 Выводы по разделу
3 Выбор и обоснование кинематической схемы механизма сканатора
31 Методика кинематического анализа механизмов сканирующих 38 систем наземных мобильных роботов
311 Постановка задачи
312 Векторный метод
313 Метод винтов
314 Метод матриц
32 Решение обратной задачи кинематики для сканаторов мобильных робототехнических систем
33 Анализ кинематических схем сканаторов мобильных робототехнических систем
4 Алгоритмы сокростного сканирования
41 Постановка задачи
411 Традиционный алгоритм сканирования обзора сектора пространства
412 Анализ традиционного алгоритма
42 Синтез алгоритма скоростного сканирования
421 Задачи математического программирования
422 Сведение поставленной задачи к транспортной
423 Методы решения целочисленной транспортной задачи 79 комбинаторного типа
424 Предложенный алгоритм решения
43 Исследование предложенного алгоритма
431 Исследование времени расчета предложенного алгоритма в 85 зависимости от количества подсекторов сектора обзора
432 Исследование работы предложенного алгоритма при различных 89 весовых коэффициентах
433 Исследование формы траекторий оптимального маршрута 93 просмотра сектора пространства для телевизионного канала Мобильной Робототехнической Системы
44 Выводы по разделу
5 синтез управления для перспективного быстродействующего ckahatopa мобильных робототехнических систем
51 Обзор способов управления избыточными механизмами
52 Выбор и обоснование способа формирования управления
53 Закон оптимального управления сканатором мобильной 106 робототехнической системы
54 Выработка рекомендаций по реализации в ЭВМ алгоритмов оптимального управления ckahatopa мобильной робототехнической системы
55 ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
6 Экспериментальные исследования
61 Проверка модели внешнего возмущения на сканатор при движении мобильной робототехнической системы б 11 Объект испытаний б 12 Условия и порядок проведения эксперимента
613 Регистрируемые параметры, приборы и измерительные средства
614 Результаты эксперимента
62 Экспериментальные исследования синтезированных законов 123 управления б 21 Экспериментальная установка б 22 Проведение эксперимента
623 Обработка данных эксперимента б 24 Анализ результатов эксперимента
63 Выводы по разделу
7 Дискуссия 132 8 Заключение 135 9 Будущая работа 137 Литература

Введение:
1.1 Применение мобильных роботов
Широко известно, что дальнейшее развитие технического прогресса в промышленности невозможно без широкого применения роботов. В настоящем время, роботы первого и второго поколения - широко распространены в промышленно развитых странах.
Технический уровень роботов непрерывно растет. Основные задачи в этих направлениях -повышение точности, быстродействия и увеличения их функциональных возможностей.
Основные направления в области робототехники: создание адаптивных автономных роботов, которые могут заменить человека не только в выполнении монотонной изнурительной работы, но и выполнять работу там, где присутствие человека невозможно. Например, эти роботы могут быть использованы в условиях опасных для жизни человека. В этой связи, вопросы создания и проектирования автономных Мобильных Робототехнических Систем (МРС), которые могут функционировать в изменяющихся, неопределенных условиях реальной среды (например, вне помещений), - особенно актуальны в настоящее время.
В настоящее время значительная часть работ связана с разработкой МРС, например, работы. [42],. [52]. В этих работах рассмотрены различные типы МРС .В этих работах рассмотрены концепции «разработанной системы сенсоров» и «разработанной мобильной системы». Обычно, основная цель организовать групповое взаимодействие роботов для различных задач, решаемых в различных функциональных средах (большая область земли, воздух, водная среда, большие строения и т.п.).
Две наземных роботов можно выделить следующие проекты в этой области:
1) Разработка мобильной системы для тушения лесного пожара ([80]) и
2) разработка мобильной системы для работы в областях, образованных естественными катастрофами ([93]).
Введение
Мобильные системы тушения лесных пожаров, описываемые в [80]. разрабатывались, для получения, анализа, интерпретации информации из различных источников и адекватной реакции на нее включают следующие блоки: искусственный спутник; вертолеты; пожарные бригады, связанные с МРС; транспорт для перевозки пожарных бригад, взаимодействующих с МРС; мобильный управляющий центр; транспорт, для перемещения робота и людей; центр связи и центр вычисления.
Мобильные системы для работы в областях катастроф, описанные [80] - к настоящему времени в стадии проектирования.
Реализация проекта намечена на начало 21-ого столетия. Общая схема предлагаемой мобильной системы включает следующие блоки: транспорт МРС; летающие МРС и манипуляторы; МРС для воздушной рекогносцировки; МРС для тушения пожара; МРС для тяжелых работ.
Список литературы:

1. Артоболевский И. Теория машин и механизмов. М.: Наука, 1988. 207 с.
2. Астапов. Ю., Медведев В. Статистическая теория автоматического регулирования и системы управления. М.: Наука, 1982. 252 с.
3. Байрашевский А. и Ничепоренко Н. Ленинград: Транспортные системы корабельной радиолокации, 1982. 230 с.
4. Белянский П. и Сергеев Б. Управление наземными антеннами и радиотелескопами. М.: Советское радио, 1980. 154 с.
5. Бессекерский А. и Фабрикант Е. Теория автоматического управления. М.:. Наука, 1968 424 с.
6. Бронштейн И. и Семендяев К. Математический справочник для инженеров и студентов. М.: Наука, 1988 315 с.
7. Вендик О. Антенны с немеханическим движением луча. . М.: Советское радио, 1965 115 с.
8. Волохатюк В., Кочетков В. и Красовский Р. Вопросы оптической локации. М.: Советское радио, 1971 325 с.
9. Вонг Д. Я. Теория наземных транспортных средств. М.: Машиностроение, 1982 314 с.
10. Воробьев Е., Диментберг Ф. Пространственные шарнирные механизмы. Открутые и закрытые кинематические контуры. М.: Наука, 1991 415 с.
11. Гантмахер Ф. Теория матриц. М.: Наука, 1988. 450 с.
12. Ганьшин Ж. Оптимальное управление. М.: Наука, 1987. 210 с.
13. Голдштейн Е. и Юдин Д. Линейное программирование. М.: Наука, 1966. 144 с.
14. Дементберг Ф. Теория винтов и ее приложения. М.: Наука, 1978. 340 с.
15. Еремин И., Астафьев В. Введение в теорию линейного и выпуклого программирования. М.: Наука, 1976. 236 с.
16. Ерофеев А. Пьезоэлектрические двигатели. М.: Наука, 1994 253 с.
17. Ерофеев А., Проклин А., Уланов В. Пьезоэлектроника. М.: Радио и связь, 1994 184 с.
18. Ишлинский А. Механика гироскопических систем. М.: Наука, 1963 414 с.
19. Ишлинский А. Ориентация гироскопа и инерционная навигация. М.: Наука, 1976 378 с.
20. Иванов В. и Фалдин Н. Оптимальное управление. М.: Наука, 1981. 252 с.
21. Зельдович С. и Окин И. Применение методов, основанных на теории конечных вращений, для анализа геометрии гироскопических приборов. // Известие Вузов. Приборостроение. № 4,1974 С. 80-86.
22. Зуфрин А. Методика построения систем автоматического определения угла. -Измерительные системы. Л.: Судпромгиз, 1970 348 е.
23. Зуховский С. и Андреева Л. Линейное программирование. М.: Наука, 1964 135 е.
24. Кирсанов У. Английский ракетный комплекс "Рапира-2000". Москва. Зарубежное военное обозрение. №. 2 1997. С. 27-29.1. Литература
25. Климов Д. И Руденко В. Исследование сложных пространственных механизмов. //
26. Материалы международного конгресса Аналитические расчеты на компьютере и их применение в теоретической физике. Дубна. 1985 С. 276-288.
27. Кочергин В. Следящая система с двигателем постоянного тока. М.: Наука, 1988.212 с.
28. Кудревич Б. Теория гироскопических устройств. Ленинград.: Судпромгиз, 1963. 316 с.
29. Кудрявцев В. Математический анализ. М.: Высшая школа, 1991. 313 с.
30. Кулаков. Ф. Супервизорное управление роботами. М.: Наука, 1980 254 с.
31. Лебедев П. Взаимосвязь векторных уравнений кинематических параметров пространственных механизмов. -М.Машиностроение. №. 4, 1952. С. 54-58.
32. Ляшенко И. Методы линейного программирования М.: Наука, 1975 150 с.
33. Марчук Ж. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980 331 с.
34. Морошкин Ю. . Определение конфигурации механизма. Доклад А. Н. СССР No. 4. №. 4 1952 С. 533-536.
35. Моисеев Н. и Ивановский. Г. Методы оптимизации. М.: Наука, 1980 234 с.
36. Нестеров В. Автоматический вывод аналитических выражений обратных кинематических задач сложных пространственных механизмов. // Конф. Проблематика фундаментальных наук., Москва 1991 С. 147-149.
37. Нестеров В. Методика синтеза оптимального управления для корабельных механизмов следящих систем с мертвой зоной сферического типа. МГТУ. 1994 С. 83-88.
38. Овакимов А. Аналитический метод определения скоростей и ускорений пространственных механизмов с несколькими степенями свободы. // Механика машин. № 35-36, 1971. С.45-62.
39. Овакимов А Кинематические исследования пространственной цепи управляющего механизма манипулятора. // Известия вузов. Машиностроение. № 4, 1971. С.58-62.
40. Пантюшин С., Назаретов В., Тягунов О. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматических линий. М.: Высшая школа, 1986 214 с.
41. Пейсах Е. Проблемы кинематики роботов.- Манипуляторы и программный комплекс "Робот". // Роботы и робототехнические системы 1981. С. 22-40.
42. Пелпор С. Гироскопы. М.: Высшая школа, 1969 234 с.
43. Платонов А., Степанов Ю., Трубицин О. и Кирилченко А. Перспективы развития и анализ особенностей систем управления мобильных роботов. Препринт института прикладных математических наук. №3 1996 С1-32.
44. Подобрий Г., Фалдин К. и Кирсанов И. Вычисление следящих систем. М.: Высшая школа, 1969 340 е.
45. Попов Е. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1978.234 с.
46. Попов Е. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. -М.: Наука, 1979 275 е.
47. Попов Е. Следящие системы антенных устройств. МГТУ, 1982 214с.
48. Попов Е., Верещагин А. и Зенкевич С. Роботы манипуляторы: динамика и алгоритмы. -М.: Наука, 1978. 356 с.
49. Ривкин С. Стабилизация сенсорных устройств на качающемся основании. М.: Наука, 1986 286 с.
50. Рогозинников А. Рессоры с гладкими вибрациями малых телеуправляемых гусеничных мобильных роботов. Автореферат к диссертации, МГТУ, 1996. С. 9-10.
51. Романовский П. (1980) Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. М.: Наука, 1980 180 с.
52. Смирнов Г. Теория движения колесных машин. М.: Высшая школа, 1990 290 с.
53. Степанов Ю., Трубицын О., Кирилченко А., Платонов А. и Пряничков В. Экспертные системы управления мобильных роботов. // Препринт института прикладных математических наук. №.3 1996. С 32-57.
54. Стороженко В. и Темченко М. О применении теории конечных вращений для автоматического определения координат движущихся объектов. // Известия АН СССР Механика твердого тела. № 3,1971. С. 3-10.
55. Тимошенко С. Колебания в инженерном деле. . М.: Физико-математическая школа, 1959 214 с.
56. Фролов К. Механика промышленных роботов. Том 1. М.: Высшая школа, 1988 450 с.
57. Фу К. С., Гонсалес Р. С., Ли С. С. Робототехника: управление, очувствление, техническое зрение и интеллект. М.: Мир, 1989 560 с.
58. Челышев В. Развитие концепции базовых технологий и Экспериментальные образцы многоцелевых мобильных роботов // М.: МГТУ. 1995. С. 4-12.1. Литература
59. Чуян Р. (1988) Методы математического моделирования приводов летательныхаппаратов. М.: Машиностроение, 1988. 282 с.
60. Ханевский Ж. Механизмы поворотных антенн. М.: Советское радио, 1951 275 с.
61. Юдин Д. и Голдштейн Е. (1969) Линейное и динамическое программирование. . М.: Наука, 1969 156 е.
62. Юревич Е. Динамика роботов. М.: Наука, 1984 238 с.
63. Andersen В., Millar С. Е. Performance of Multiplayers Actuators Based on Piezoelectric and Electrostrictive Materials // Proceedings of Actuators '94 New Orleans 1994. C. 167-170.
64. Baillieul J. Kinematic Programming Alternatives for Redundant Manipulators // Proc of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation New Orleans. 1985 C. 722-728.
65. Baker D. R., Wampler II C. W. On the Inverse Kinematics of Robot Manipulators with Redundant Manipulators // Int. Journal Robotic Research. Vol 7,1988. C. 2-21.
66. Bouer A., Moller F Piezo Actuator Special Design // Proceedings of Actuators '94.Chicago 1994. C. 128-132.
67. Chang P. H. A Closed Form Solution for Tyhe Control of Manipulators with Kinematic Redundancy // Proc of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation San Francisco, С A, 1986 C. 9-14.
68. Cho D. K., Choi B. W., Chung M. J. Optimal Conditions for Inverse Kinematics of a Robot Manipulator with Redundancy // Robotica. Vol 13,1995. C. 95-101.
69. Denavit J., Hartenberg R. S. A Kinematic Notation for Lower-Pair Mechanisms Based on Matrices // J. ACI. Mech. Vol 77, 1955. C. 215-221.1. Литература
70. Dermatas Е., Nearchou A., Asparathos N. Error-back-propagation Solution to the Inverse
71. Kinematic Problem of Redundant Manipulators // Robotics & Computer-Integrated Manufacturing. Vol 12, N0 12,1996 C. 303-310.
72. Goldenberg A., Benhabib В., Fenton R. A Complete Generalized Solution to the Inverse Kinematics of Robots // IEEE J. Robotics Automn. RA-l(l), 1985. C. 14-20.
73. Gotlin K., Troch I., Jezernik K. Global Optimal Control of Redundant Robot // Robotica. Vol 14, 1995. C. 131-140.
74. Guez A., Ahmad Z. Solution to the Inverse Kinematics Problem in Robotics by Neural Networks // IEEE Int. Conf. on Neural Networks. San-Diego, CA Vol II, 1988 C. 617-621.
75. Guo J., Cherkassky V. A Solution to the Inverse Kinematic Problem in Robotics Using Neural Network Processing. // IEEE International Conf. on Neural Networks. Washington, DC, Vol II, 1989. C. 299-304.
76. Hoertling G. Ultra High Displacement Actuator. // American Society Bulletin. Vol.73, 1994 C.93-96.
77. Hollerbach J. M., Suh K. S. Local Versus Global Torque Optimization of Redundant Manipulators. // Proc. of IEEE Conf on Robotics and Automation Ohio State University, Columbus,. 1987 C. 619-624.
78. Hou E. S., Utama W. An Artificial Neural Networks for Redundant Manipulator Inverse Kinematics Computation. // Proc. of the SPIE The International Society for Optical Engineering. Chicago. 1992 C. 668-677.
79. Kieffer S., Morellas V., Donath M. Neural network learning of the inverse kinematic relationships for a robot arm. // IEEE International Con. on Robotics and Automation. Sacramento, CA, 1991 C. 2418-2425.
80. Kobayashi A. Abstract of Report of Disaster Robot System for Forest Fire. // Robot. Vol. 50, 1996 C.58-64.
81. Kyriakopoulos K. J., Saridis G. N. Minimum Jerk Path Generation. // IEEE Int. Conference of Robotics and Automation. Barcelona 1988 C. 364-369.
82. Lee S., Kil R. M. Robot Kinematic Control Based on Bi-directional MaCing Neural Networks. // Int Joint Conf. on Neural Networks. Chicago 1990 C. 327-335.
83. Liegeois A. Automatic Supervisory Control of the Configuration and Behaviour of Multibody Mechanisms. // IEEE Trans. Systems, Man, Cybern. Vol 7, 1977 C. 868-871,
84. Lin Z., Khorasani K. , Patel R. V. A Counter Propagation Neural Network for Function ACroximation.// IEEE International Con. on Systems, Man and Cybernetics. SMC-133, 1990. C. 328-384.
85. Ma S., Nenchev D.N. Local Torque Minimization for Redundant Manipulators: a Correct Formulation. // Robotica. Vol 14 1996. C. 235-239.
86. Mao Z., Hsia Т. C. Obstacle Avoidance Inverse Kinematics Solution of Redundant Robots by Neural Networks. // Robotica, Vol 15,1997. C. 3-10.
87. Martin D.P, Baillieul J., Hollerbach Resolution of Kinematic Redundancy Using Optimization Techniques. // IEEE Trans, on Robotics and automation Vol 5, No 4, 1989. C. 529-533.
88. Nacamura Y., Hanafusa H. Optimal Redundancy Control of Robot Manipulator. // Int. J. Robotic Research. Vol 6,N0 1,1987. C. 32-42.
89. Oh S.Y., Orin D., Bach M. An Inverse Kinematic Solution for Kinematically Redundant Robot Manipulators. // J. Robotic Research. Vol 1, 1984. С 235-249.
90. Paul R.P. Modelling, Trajectory Calculation and Servoing of a Controlling Computer Arm. // Memo AIM-177 Stanford Artificial Intelligence Laboratory, Palo Alto. 1972 C.48-62
91. Paul R.P. Manipulator Cartesian Path Control. // IEEE Trans. Systems, Man. Cubern, SMC-9. Vol. 11,1979. C. 702-711.
92. Sciavicco L., Sicilliano B. A Solution Algorithm to the Inverse Kinematic Problem of Redundant Manipulators. // Proc. of IEEE Trans, on Robotics and Automation. Vol 4, 1988. C. 403-410.
93. Umertani Y., Hirano S. // Summary Report on ConceCtual Research of Advanced Robot Systems. Robot. Vol. 82 1991 C. 60-66.
94. Whitney D.E. Resolved Motion Rate Control of Manipulator and Human Prosthesis. // IEEE Trans, on man-Machine Systems. Vol 10, 1969. С 47-53.
95. Won J. H., Choi B. W., Chung M. J. A Unified ACroach to the Inverse Kinematic Solution for a Redundant Manipulator. // Robotica, Vol 11,1993. С 159-165.
96. Wu C. A Numerical ACroach for Time Optimal Path Planning of Kinematically Redundant Manipulators. // Robotica, Vol 12, 1994. С 401-410.