Курск, Курская область, Россия
Курск, Курская область, Россия
Курск, Курская область, Россия
ББК 344 Общее машиностроение. Машиноведение
Целью исследования является разработка подходов к проектированию мобильного колесного робота для транспортировки малогабаритных грузов, работающего автономно без участия человека-оператора. При этом основной задачей стала разработка математической модели колесного робота, учитывающая моменты трения качения и скольжения ведущих колес по опорной поверхности, и которая позволила исследовать пусковые режимы работы электромеханического привода мобильного устройства. Повышение быстродействия мобильного робота достигается за счет минимизации времени разгона до требуемых значений скоростей за счет применения 2-х этапного алгоритма изменения управляющего напряжения. Разработка математической модели робототехнической системы осуществлялась на основе методов аналитической механики и теории автоматического управления. Используя преобразования Лапласа было получено аналитическое решение дифференциальных уравнений, описывающих динамику мобильного робота. Численное решение полученных уравнения осуществлялось в среде Mathcad. Новизна работы заключается в получение временных зависимостей для скорости и тока в цепи электродвигателя колесного привода мобильного робота и установлении основных закономерностей движения в момент его запуска. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при разработке систем управления движением мобильных роботов с обратной связью, обеспечивающих стабилизацию заданного значения скорости движения на установившихся режимах Выводы: разработана математическая модель мобильной робототехнической системы, исследованы пусковые режимы ее работы, исследован метод комбинированного управления движением и осуществлено повышение быстродействия мобильного колесного устройства при перемещении по заданной траектории движения.
мобильный робот, транспортировка, груз, управление, движение, математическое моделирование, напряжение, скорость
1. Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Изучение движения мобильной колесной системы с кинематически связанными движителями. Прогресс транспортных средств и систем. 2018: материалы международной научно-практической конференции. 2018. С. 162.
2. Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Перспективы разработки мобильных робототехнических систем с кинематическими связанными движителями. Тенденции развития науки и образования. 2018; С. 33-35.
3. Кампион Г., Бастен Ж., д’Андреа-Новель Б. Структурные свойства и классификация кинематических и динамических моделей колесных мобильных роботов. Нелинейная динамика. 2011 Т. 7 № 4 (Мобильные роботы). С. 733-769.
4. Павловский В.Е., Алисейчик А.П. Модель и динамические оценки управляемости и комфортабельности движения многоколесного мобильного робота. Журнал проблемы управления. 2013 № 1 С.70-78.
5. Сизых В.Н., Баканов М.В. Математическая модель для адаптивного управления трёхколёсным мобильным роботом. Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство: Материалы международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург: СПбФ НИЦ МС, 2018. № 1 С. 9-18.
6. 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, №4 С (13).288-293
7. Пупков К.А., Егупов Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управлении: М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 616 с.
8. Зенкевич С.Л., Назарова А.В. Система управления мобильного колесного робота. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2006. № 3 С.31-48.
9. Gronowicz A., Szrek J. Design of LegVan Wheel-Legged Robot’s. Mechanical and Control System ( SYROM 2009). 2009 Pp. 145-158.
10. Krzysztof Kozlowski. Dariusz Pazderski. Modeling and control of fourwheeled skid-steering mobile robot. Math. Comput. Sci., 2004, Vol. 14,No. 4, 477–496
11. Евстигнеев М. И., Литвинов Ю. В., Мазулина В. В. и др. Алгоритмы управления роботом при движении по пересеченной местности. Изв. вузов. Приборостроение. 2015, № 9 (58) С. 738-741.
