Николаева А.В., Бархатова И.А., Ульянов С.В. Интеллектуальное Робастное Управление Автономным Роботом Манипулятором

Abstract

Николаева А.В., Бархатова И.А., Ульянов С.В. Аннотация: . В статье рассматриваются проблемы проектирования интеллекту-альных систем управления с применением технологий мягких вычислений на примере сложного объекта управления -избыточного робота манипулятора с семью степенями свободы. Известно, что эффективность применяемого инструментария для решения конкретной задачи в проблемно-ориентированной области зависит от соответствия ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АВТОНОМНЫМ РОБОТОМ МАНИПУЛЯТОРОМВсе права принадлежат издательству © NOTA BENE (ООО «НБ-Медиа») www.nbpublish.com быточным числом степеней свободы. Избыточные манипуляторы имеют большее число степеней свободы, чем это необходимо для выполнения задачи, т.е. большее, чем раз-мерность рабочего пространства.Избыточность степеней свободы позволяет структуре манипулятора адаптироваться в условиях недостаточной информации о внешней (возможно изменяющейся) среде, в условиях изменения параметров самого манипулятора (например, связанных со старе-нием или выходом из строя отдельных узлов). Кроме того, избыточные степени свободы позволяют задать поведение робота манипулятора, нацеленное на решение поставленной задачи с минимальным расходом полезного ресурса.В настоящее время различные фирмы производят промышленных роботов (Таблица 1) для манипулирования, сварки, покраски, упаковки, шлифовки, полировки и т.д. с большим спектром применения и по точности, и по характеру выполняемых операций. Основными массовыми потребителями в области промышленной робототехники являются автомо-бильная и электронная промышленность.Задачи управления для избыточных роботов манипуляторов (позиционирования устройства захвата, построения траектории, решение обратной задачи динамики и др.), с увеличением сложности ОУ, повышением требований к работоспособности в крити-ческих ситуациях и в условиях неблагоприятной внешней среды, все чаще решаются с применением технологий интеллектуальных вычислений: генетических алгоритмов [1, 2], нейронных и нечетких нейронных сетей [3, 4], с использованием аппарата нечеткой логики [5, 6].В данной статье рассматривается применение технологий мягких вычислений [7] для построения робастной интеллектуальной системы управления для решения задачи точного позиционирования избыточных роботов манипуляторов с тремя и семью степе-нями свободы. Примеры промышленного применения роботов с 7-ю степенями свободы приведены на рис. 1 и рис. Построение системы управления манипулятором с семью степенями свободыТрадиционная система управления представляет собой совокупность одного или нескольких ОУ и управляющей системы. В общем случае, система управления состоит из звена регулирования, ОУ, а также измерительной системы (ИС) в цепи обратной связи. Для обеспечения заданных динамических показателей в системах управления находят при-менение различные типы регуляторов. Широкое распространение получили пропорцио-нально-интегрально-дифференциальные (ПИД-) регуляторы. Интегральная составляющая регулятора позволяет устранить в системе статическую ошибку, а дифференциальная составл...