Идентификация состояния робота вертикального перемещения по внутренней переменной показателя тока

Н.Е. Садковская; В.И. Тарасов; А.В. Каныгин; М.В. Коваленко; С.Э. Майнцев; Д.С. Уколов

doi:10.18127/j19998554-202303-02

Идентификация состояния робота вертикального перемещения по внутренней переменной показателя тока

Н.Е. Садковская¹, В.И. Тарасов², А.В. Каныгин³, М.В. Коваленко⁴, С.Э. Майнцев⁵, Д.С. Уколов⁶

научная статья УДК 004.942 Страницы: 20-29 doi.org/10.18127/j19998554-202303-02

¹ Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)
^2,4 АО «ОКБ МЭИ» (Москва, Россия)
^3,6 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
⁵ АО «НПО Лавочкина» (Москва, Россия)

Ключевые слова: Шагающий робот вертикального перемещения замкнутая кинематическая конструкция проскальзывание захватного устройства моделирование электродвигателя сервопривод система автоматического управления обратная связь MATLAB Simulink

Аннотация

Постановка проблемы. Основные направления при проектировании и программировании роботов вертикального перемещения (РВП) имеют определенные эксплуатационные риски, которые ложатся в основу причин недостаточного уровня учета всех возможных сценариев. Основной проблемой РВП является идентификация специфических ситуаций.

Цель. Предложить алгоритмы управления РВП на исполнительном уровне с использованием результатов моделирования критических ситуаций, возникающих в процессе функционирования робота.

Результаты. Рассмотрена проблема идентификации специфических ситуаций, возникающих во время функционирования РВП. Предложены к рассмотрению некоторые критические ситуации. Проиллюстрированы силы, действующие на узлы робота. С целью исследования показателей тока в электродвигателях робота в среде MATLAB Simulink создана и запрограммирована модель робота. Описана субмодель электродвигателя, основанная на данных технического паспорта существующего изделия, достоверно ведущая себя в условиях проводимой симуляции. Рассмотрена симуляция одного из критических сценариев, проанализированы показатели тока электродвигателя.

Практическая значимость. Комплекс разработанных методов моделирования позволяет повысить качество проектирования и программирования РВП и снизить риски разрушения его конструкции в состоянии замкнутой кинематической системы. На основании полученных данных выведен критерий идентификации критических ситуаций по току в цепи якоря электродвигателя.

Поступила: 14.04.2023
Одобрена: 04.05.2023
Принята: 26.05.2023

Для цитирования

Садковская Н.Е., Тарасов В.И., Каныгин А.В., Коваленко М.В., Майнцев С.Э., Уколов Д.С. Идентификация состояния робота вертикального перемещения по внутренней переменной показателя тока // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2023. T. 25. № 3. С. 20-29. DOI: https://doi.org/10.18127/j19998554-202303-02

Список источников

Dethe R.D., Jaju S.B. Development in wall climbing robots: a review // International journal of engineering research and general science. 2014. V. 2. № 3. P. 33–42.
Zhao Z., Shirkoohi G. Climbing robot design for NDT inspection // Human-centric Robotics. Proceedings of CLAWAR 2017: 20th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines. 2018. P. 259–266. DOI 10.1142/9789813231047_0033.
Kolhalkar N.R., Patil S.M. Wall climbing robots: A review // International Journal of Engineering and Innovative Technology. 2012. V. 1. № 5. P. 227–229.
Das A., Patkar U.S., Jain S., Majumber S., Roy D.N., Char S.K. Design principles of the locomotion mechanism of a wall climbing robot // Proceedings of the 2015 Conference on Advancews In Robotics. 2015. P. 1–7.
Сырых Н.В., Чащухин В.Г. Роботы вертикального перемещения с контактными устройствами на основе постоянных магнитов: конструкции и принципы управления контактными устройствами // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2019. №. 5. С. 163–173. DOI 10.1134/S0002338819050135.
Градецкий В.Г., Вешников В.Б., Калиниченко С.В., Кравчук Л.Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М: Наука. 2001. 359 с.
Егоров И.Н. Позиционно-силовое управление робототехническими и мехатронными устройствами: монография. Владимир: Владимирский гос. ун-т. 2010. 191 с. ISBN 978-5-9984-0116-9.
Титов В.В. Управление роботами вертикального перемещения // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. Т. 9. № 9. С. 34–38.
Серебренный В.В., Бошляков А.А., Огородник А.И. Импедансное позиционно-силовое управление в роботах и механизмах с кинематическими замкнутыми цепями // Технологии аддитивного производства. 2019. Т. 1. №. 1. С. 24–35.
Серебренный В.В., Бошляков А.А., Калиниченко С.В., Огородник А.И., Коновалов К.В. Шагающий робот для перемещения по вертикальным и произвольно ориентированным в пространстве поверхностям // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. Т. 22. № 11. С. 585–593. DOI 10.17587/mau.22.585-593.
Тарасов В.И., Каныгин А.В., Брич И.А. Снижение рисков разрушения робота вертикального перемещения при некоторых сценариях, возникающих во время его функционирования // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 1. С. 48−54. DOI 10.18127/j19998465-202301-05.

[1] Dethe R.D., Jaju S.B. Development in wall climbing robots: a review // International journal of engineering research and general science. 2014. V. 2. № 3. P. 33–42.

[2] Zhao Z., Shirkoohi G. Climbing robot design for NDT inspection // Human-centric Robotics. Proceedings of CLAWAR 2017: 20th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines. 2018. P. 259–266. DOI 10.1142/9789813231047_0033.

[3] Kolhalkar N.R., Patil S.M. Wall climbing robots: A review // International Journal of Engineering and Innovative Technology. 2012. V. 1. № 5. P. 227–229.

[4] Das A., Patkar U.S., Jain S., Majumber S., Roy D.N., Char S.K. Design principles of the locomotion mechanism of a wall climbing robot // Proceedings of the 2015 Conference on Advancews In Robotics. 2015. P. 1–7.

[5] Сырых Н.В., Чащухин В.Г. Роботы вертикального перемещения с контактными устройствами на основе постоянных магнитов: конструкции и принципы управления контактными устройствами // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2019. №. 5. С. 163–173. DOI 10.1134/S0002338819050135.

[6] Градецкий В.Г., Вешников В.Б., Калиниченко С.В., Кравчук Л.Н. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. М: Наука. 2001. 359 с.

[7] Егоров И.Н. Позиционно-силовое управление робототехническими и мехатронными устройствами: монография. Владимир: Владимирский гос. ун-т. 2010. 191 с. ISBN 978-5-9984-0116-9.

[8] Титов В.В. Управление роботами вертикального перемещения // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. Т. 9. № 9. С. 34–38.

[9] Серебренный В.В., Бошляков А.А., Огородник А.И. Импедансное позиционно-силовое управление в роботах и механизмах с кинематическими замкнутыми цепями // Технологии аддитивного производства. 2019. Т. 1. №. 1. С. 24–35.

[10] Серебренный В.В., Бошляков А.А., Калиниченко С.В., Огородник А.И., Коновалов К.В. Шагающий робот для перемещения по вертикальным и произвольно ориентированным в пространстве поверхностям // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. Т. 22. № 11. С. 585–593. DOI 10.17587/mau.22.585-593.

[11] Тарасов В.И., Каныгин А.В., Брич И.А. Снижение рисков разрушения робота вертикального перемещения при некоторых сценариях, возникающих во время его функционирования // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 1. С. 48−54. DOI 10.18127/j19998465-202301-05.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи