Программная среда для имитации процессов обучения и управления мультизвенным манипулятором

4. Заключение Исходя из поставленных задач, основным результатом проекта на данном этапе являются создание пилотной версии экспертно-сове^тощей системы профилактики наркомании в студенческой среде, а также разработка научнометодического сопровождения и информационной поддержки базы знаний о наркомании для противодействие негативным социальным явлениям среди молодежи.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Реформы образования. Аналитический обзор/ Под ред. В.М.Филиппова. - М.: Центр сравнительной образовательной политики, 2003.

2. Дранников В.Н., Родзин С.К Концепция базы знаний для экспертной системы профилактики наркомании // Известия ТРТУ, - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001, №1(19). - С.65-66.

3. Джексон П. Введение в экспертные системы. Учебное пособие. - М.: Изд. Дом «Вильямс», 2001.

4. Дранников В.Н., Родзин СМ. Модель деонтической базы эксперта // Труды III межд. НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы информатики и права». - М.: МГАПИ, 2000. - С.11-15.

УДК 681.52

Н.Б. Тушканов, В.А. Назаров ПРОГРАММНАЯ СРЕДА ДЛЯ ИМИТАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОБУЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ МУЛЬТИЗВЕННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ

Создание гибких манипуляционных систем для использования в экстремальной робототехнике сопряжено с трудностями не только, а, на наш взгляд, даже не столько с проблемами их технической реализации, сколько с проблемами создания эффективных систем управления (СУ) их поведением и адаптацией к сложным условиям окружающей среды и обстановке.

Известно, что подобные СУ должны «справляться» не только с высокими размерностями математического описания механических конструкций мультиз-

( ), , ,

сложными движениями ММС, обеспечивающими их применение в качестве средства манипуляции объектами в экстремально сложных средах. В данной работе описаны концептуальные основы создания программного комплекса, предназначенного для разработки систем управления и адаптации ММС на основе синергетического подхода, основные принципы которого описаны в [1]. Примеры слож-

.1.

( ).

обеспечивать:

• построение и программную реализацию аналитических и алгоритмических (имитационных) моделей динамики перемещений ММС;

• воспроизведение динамики «однородных» стержне- и щупальцеобразных физических объектов (стержень, гибкий прутик, трос, жгут, веревка), определяемой как их физическими характеристиками (упругость, гибкость, податливость,

аморфность, скручиваемость и т.п.) и внешними воздействиями как точечного, так и распределенного характера (многоточечное или непрерывно-распределенное (течение жидкости)), в условиях реальной внешней среды (вакуум, вода, нефть и т.п.). а также возможность «нагружения» объектов грузами;

• использование оцифрованной анимационной информации (т.е. покадровую выдачу данных о положении заданных точек, принадлежащих объекту-прототипу ММС в процессе перемещения его анимационной версии (видеоизоб-

));

• формирование массивов (на первом этапе создания модели) данных, соответствующих положениям и скоростям перемещения заданных точек прототипов и самой ММС как многозвенной конструкции;

• расчет кинематических и динамических параметров «реадьной» ММС при любых изменениях ее конфигурации и перемещениях под воздействием локальных СУ (силы и моменты сил, прикладываемые в сочленениях звеньев и за);

процессов управления локальными приводами различного (заданного) вида;

•

локального управления для произвольных участков ММС (т.е. для разных фрагментов ММС - свои алгоритмы, что обеспечит жесткость одних и гибкость других );

• возможность управления ММС модели от других программ (МаНаЪ (Симулинк и Нейро) и программы «Бкс^оп» [2];

• -

.

Рис.1

Структурная схема программной среды (ПС) представлена на рис.2.

Рис.2

ПС включает подсистемы:

1) Анимационно-графическая (АГ). Назначение - генерация и визуализация конфигураций и перемещений манипуляторов:

а) идеального прототипа ММ С (физических аналогов),

б) идеальных (желаемых) перемещений реальной ММС,

) ,

воздействиями на локальные приводы.

Подсистема обеспечивает одновременный вывод на дисплей всех заданных изображений. Диапазон угловых перемещений двумерной версии - 1800.

2) Информационно-обучающая (ИО). Назначение:

) , -( ( )),

) -

,

в) массивов ускорений и усилий (моментов сил) в сочленениях,

г) реализацию алгоритмов обучения (адаптации) локальных и глобальных СУ ММС нейросетевого и алгоритмического типа,

) .

3) Аналитико-имитационная (АИ). Обеспечивает:

а) расчет параметров функционирования физических (анадитических) моде-( ),

ММС в реальных физических средах (вакуум, воздух, жидкости), а также влияние на динамику нагрузок (масс) и точечных силовых воздействий,

) , подсистем (ИМ),

в) взаимодействие с подсистемой имитации локальных приводов (ИЛП) АГ

.

4) Имитации локальных приводов (ЛП) - (ИЛП). Обеспечивает имитацию: двигателей, редукторов, искусственных мышц, фиксаторов, сенсоров, вычислите-

лей - наблюдателей, а также алгоритмов управления качественными характеристиками локальных приводов.

5) Глобального управления (ГУ). Создает управляющие воздействия на ЛП, реализующие глобальное управление движениями и поведением ММС. Должна обеспечивать совместимость с пакетами имитации и управления MatLab, Electron. Подсистема должна обеспечивать возможность варьирования в диалоговом режиме:

- ,

- ,

- ( ),

- ,

- нагрузок, масс, свойств среды и т.д.

6) Управления процессами имитации (УПИ). Представляет собой ПО взаимодействия подсистем ПС с пользователем через пользовательский интерфейс ЩИ).

7) Интерфейс пользователя. Оконный интерфейс, позволяющий исследователю изменять параметры конструкций и моделей, внешних воздействий и характеристики среды в диалоговом режиме.

. -вать поведение ММС при заданных «физических» свойствах и производить обучение нейросетевых модулей СУ и адаптации по информации с АИ для ММС, основанных на традиционных приводах. На рис.3 представлен результат визуализации перемещения 10-ти звенного манипулятора.

Рис.3

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Тушканов НМ. Концептуальные основы организации адаптивных интеллектуальных гетерогенных информационно-управляющих систем // Известия вузов СевероКавказского региона. Технические науки. 2003. Приложение №2. - С.130-134.

2. Кузнецова А.В., Тушканов НМ., Ковалев О.Ф. Автоматическая генерация программного

. // -

веро-Кавказского региона, 2003, Математическое моделирование и компьютерные технологии. - С.38-41.

УДК 519.68

Ю.О. Чернышев, А.Ю. Иванян ПРОГРАММНАЯ ПОДДЕРЖКА РАСЧЕТОВ И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Данная работа посвящена исследованию, моделированию и оптимизации режимов резания для систем механической обработки. Рассматриваются 3 типа поточных систем обработки:

1) системы обработки, состоящие только из одного станка;

2) системы обработки, не содержащие накопителей;

3) , .

Системы первого типа -это системы механ ической обработки, состоящие только из одного станка, представляют собой металлообрабатывающий центр (станок), состоящий из п инструментов (в общем случае различных) с жёсткими связями между ними. Условие жёсткости связей между инструментами продиктовано технологическими особенностями конструкции станка и фактически , , в рабочем состоянии находятся все его инструменты. Это значит, что выход из строя любого инструмента останавливает работу всей системы.

Второй тип - это системы механической обработки, не содержащие накопителей. Такие системы состоят из нескольких линейно связанных станков (т.е. из 1- ), . -заны между собой гибкой связью, т.е. связью, при которой выход из строя любого станка не влияет на рабочее состояние всех остальных станков.

Третий тип - это системы механической обработки, содержащие накопите, 2-называемых накопителей (бункеров для временного хранения обрабатываемых ).

В работе для систем обработки, состоящих только из одного станка, вводятся понятия доминирующего инструмента и его интервала доминирования, необходимые для корректного определения скоростей резания инструментов станка по

( ).

Предложен алгоритм упорядоченного разбиения диапазона допустимых скоростей резания станка на интервалы доминирования с известными домини-

.

Ранее унимодальность производительности этого типа систем как функции от режима резания (скорости главного инструмента или штучного времени) доказывалась исходя из предположения о единственном доминирующем инструменте