СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В последние годы вместо манипуляторов консольного типа все чаще применяются механизмы параллельной структуры. Эти  механизмы позволяют достигать более высоких скоростей, ускорений и точности движений рабочих инструментов, обусловленных такими технологическими операциями, как раскрой и лазерная резка листовых материалов, сборка, сварка и другие. В связи с этим задача разработки методов синтеза соответствующих управлений становится весьма актуальной. Известные методы синтеза приводят к достаточно сложным системам управления как в плане их синтеза, так и в плане реализации. Одним из наиболее сложных моментов, особенно при синтезе управлений, оптимальных в смысле квадратичных критериев, является учет ограниченности рабочей области механизмов параллельной структуры. Ниже предлагается метод синтеза мультиагентного управления механизмами параллельной структуры на примере управления триподом. Законы и алгоритмы управления строятся на основе декомпозирующего подхода и метода аналитического синтеза систем с управлением по выходу и воздействиям (АССУВВ). Применение этого аналитического метода позволяет создавать мультиагентные системы управления механизмами параллельной структуры с необходимыми показателями качества в переходном и в установившемся режиме. В данной работе используется известная математическая модель трипода. Показано, что желаемые траектории движений рабочих инструментов целесообразно формировать исходя из операций, обусловленных назначением разрабатываемого манипулятора. Эффективность предложенного подхода подтверждается результатами компьютерного моделирования.

Разработанный подход может применяться для создания мультиагентных манипуляторов с механизмами параллельной структуры для решения широкого круга задач: внесения удобрений, осуществления экологических наблюдений, повышения качества систем технического зрения, выполнения многих производственных технологических операций.

1. Управляющие системы промышленных роботов / Ю.Д. Андрианов, Л.Я. Глейзер, М.Б. Игнатьев и др.; под общ. ред. И.М. Макарова, В.А. Чиганова. – М.: Машиностроение, 1984. – 288 с.

2. Craig J.J. Introduction to robotics: mechanics and control. – Reading, MA: Addison-Wesley, 1986. – 246 p.

3. Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.

4. Егоров И.Н. Манипуляционные исполнительные системы лазер-роботов: структуры, конструкция и управление // Мехатроника, автоматизация, управление: первая Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: труды. – М.: Новые технологии, 2004. – С. 252–253.

5. Афанасьев Р.А., Ермолов И.Л. Особенности роботизации агротехнологий точного земеделия // Десятая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления: МКПУ-2017: материалы 10-й Всероссийской мультиконференции (с. Дивноморское, Геленджик, Россия, 11–16 сентября 2017 г.): в 3 т. – Ростов н/Д; Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2017. – Т. 2. – С. 18–20.

6. Жога В.В., Покровский Д.Н., Артемов В.И. Робототехнический комплекс малого класса экологического назначения // Мехатроника, автоматизация, управление: первая Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: труды. – М.: Новые технологии, 2004. – С. 256–258.

7. Merlet J.-P. Parallel robots. – Dordrecht: Springer, 2006. – P. 15–79.

8. Герасун В.М., Несмиянов И.А. Системы управления манипуляторами на основе пространственных исполнительных механизмов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2010. – № 2. – С. 24–28.

9. Хейло С.В., Глазунов В.А., Палочкин С.В. Манипуляционные механизмы параллельной структуры: структурный синтез, кинематический и силовой анализ. – М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011. – 153 с.

10. Несмиянов И.А. Особенности структурного исследования манипуляторов параллельно-последовательной структуры // Современное машиностроение: наука и образование: материалы 5-й международной научно-практической конференции / под ред. А.Н. Евграфова и А.А. Поповича. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016. – С. 715–722.

11. Серебренный В.В., Бошляков А.А., Овсянкин Г.И. Оптимизация и мультипликация перемещений в механизмах параллельной кинематики // Десятая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления: МКПУ-2017: материалы 10-й Всероссийской мультиконференции (с. Дивноморское, Геленджик, Россия, 11–16 сентября 2017 г.): в 3 т. – Ростов н/Д; Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2017. – Т. 2. – С. 51–56.

12. Колоколова К.В., Гайдук А.Р. Синтез систем автоматического управления неустойчивыми многомерными объектами // Научный вестник НГТУ. – 2017. – № 1 (66). – С. 26–40.

13. A fully decoupled 3-dof translational parallel mechanism / C.M. Gosselin, X. Kong, S. Foucault, I. Bonev // Parallel Kinematic Machines in Research and Practice: The 4 Chemnitz Parallel Kinematics Seminar. – Chemnitz, Germany, 2004. – P. 595–610.

14. Дяшкин-Титов В.В., Павловский В.Е. Задача оптимального управления перемещением схвата манипулятора-трипода // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. – 2014. – № 4 (36). – С. 231–236.

15. Gaiduk A.R., Vershinin Y.A., West M.J. Neural networks and optimization problems // Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Control Applications. – Glasgow, UK, 2002. – P. 37–41.

16. Angeles J. The qualitative synthesis of parallel manipulators // Journal of Mechanical Design. – 2004. – Vol. 126. – P. 617–624.

17. Kong X., Gosselin C. Type synthesis of parallel mechanisms. – Berlin; New York: Springer, 2007. – 275 p.

18. Каляев И.А., Гайдук А.Р. Стайные принципы управления в группе роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2004. – № 12. – С. 29–33.

19. Капустян С.Г. Сервис-ориентированный подход к организации функционирования сетецентрической системы управления гетерогенной группой роботов при выполнении потока сложных задач // Десятая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления: МКПУ-2017: материалы 10-й Всероссийской мультиконференции (с. Дивноморское, Геленджик, Россия, 11–16 сентября 2017 г.): в 3 т. – Ростов н/Д; Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2017. – Т. 2. – С. 285–288.

20. Станкевич Л.А. Мультиагентная технология в когнитивных системах управления автономными роботами // X научно-техническая конференции «Экстремальная робототехника»: материалы конференции. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. – С. 62–70.

21. Гайдук А.Р., Плаксиенко Е.А. Синтез динамических систем по требуемым показателям качества // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 4. – С. 7–12.

22. Гайдук А.Р., Плаксиенко Е.А. Анализ и синтез систем управления с применением системных инвариантов в MATLAB. – Saarbrucken, Deutschland: Palmarium Academic Publishing, 2016. – 128 с.

23. Гайдук А.Р. Оптимальные и адаптивные системы автоматического управления. – М.: Учлитвуз, 2006. – 158 с. – ISBN 5-8367-0042-X.