Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Математическое моделирование системы управления движения беспилотного объекта в среде SimInTech

Авторы

В.А. Мызникова, В.В. Устименко, А.В. Чубарь, И.В. Солопко

Организация

Сибирский федеральный университет
г. Красноярск, Российская Федерация

Аннотация

В современном мире все чаще в помощь людям приходят роботизированные устройства. Они решают как бытовые проблемы, так и производственные. При проектировании любого объекта неизбежно приходится сталкиваться с проведением испытаний в различных условиях. Для этого можно построить тестовую модель, но, если объект является достаточно сложным и моделей нужно построить сразу несколько, сэкономить трудовые и материальные ресурсы может помочь математическое моделирование. В статье представлено математическое моделирование процессов на основе типовых функциональных блоков в виде систем дифференциально-алгебраических уравнений. Рассмотрено математическое моделирование и алгоритм управления как совокупность взаимосвязанных структур. Смоделировано движение робота при прямом направлении вращения колес, оборотном направлении вращения и обратных направлениях вращения. Построена модель устройства управления, которая по величине отклонения текущей ориентации колесного робота от заданной формирует управляющие воздействия на двигатель колес. Эти воздействия позволяют привести ориентацию робота к желаемой ориентации. Получены характеристики качества для разных значений скорости поворота робота. Несмотря на то, что эта модель игнорирует влияние многих сил, возникающих во время движения, она позволяет выявить влияние таких факторов, как радиус колес, расстояние между ними, величина напряжения, прилагаемого к двигателям во время вращения, на движение и траекторию движения робота.

Ключевые слова

мобильный робот, моделирование, траектория движения, алгоритм управления

Список литературы

[1] Звонарев Д. А. Управление мобильным роботом с электрическим двигателем // Известия Тульского государственного университета. 2011. № 2. С. 368–372.

[2] Бартенев В. В., Яцун С. Ф., Аль-Еззи А. С. Математическая модель движения мобильного робота с двумя независимыми ведущими колесами по горизонтальной плоскости // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4. С. 288–293.

[3] Андрианова О. Г. Моделирование движения колесного робота по заданному пути // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2011. № 10. С. 1–15.

[4] Грищенко И. А., Чубарь А. В. Создание математической модели робота с дифференциальным приводом // Материалы II Междунар. науч.-практ. конф. «Научно-технический прогресс: актуальные и перспективные направления будущего». Кемерово. 2016. Т. 2. С. 35–37.

[5] Карташов Б. А., Шабаев Е. А., Козлов О. С. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech: практикум по моделированию систем автоматического регулирования. М. : ДМК Пресс, 2017. 424 с.

[6] Гилимьянов Р. Ф., Пестерев А. В., Рапопорт Л. Б. Управление движением колесного робота в задаче следования вдоль криволинейного пути // Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. Т. 47. № 6. С. 158–165.

[7] Мызникова В. А., Толстенков Е. Д., Чубарь А. В. Моделирование и диагностика системы управления движением автономного объекта в среде SimInTech // Сборник материалов региональной научно-практической конференции «Испытания, диагностика, надежность. Теория и практика». Красноярск. 2020. № 1. С. 63–70.

[8] Козлов О. С., Кондаков Д. Б., Скворцов Л. М., Тимофеев К. А., Ходаковский В. В. Программный комплекс для исследования динамики и проектирования технических систем // Информационные технологии. 2005. № 9. С. 20–25.

[9] Мызникова В. А., Михайленко Л. А., Чубарь А. В. Создание визуализации движения автономного объекта по задаваемой траектории // Материалы XI Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Робототехника и искусственный интеллект». Красноярск. 2021. С. 219–223.

[10] Мызникова В. А., Толстенков Е. Д., Чубарь А. В. Построение системы управления движением автономного объекта в среде SimInTech // Материалы XI Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Робототехника и искусственный интеллект». Красноярск. 2019. С. 326–332.

Цитирование данной статьи

Мызникова В.А., Устименко В.В., Чубарь А.В., Солопко И.В. Математическое моделирование системы управления движения беспилотного объекта в среде SimInTech // Космические аппараты и технологии. 2022. Т. 6. № 1. С. 45-54. doi: 10.26732/j.st.2022.1.06

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.