Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.26732/j.st.2022.1.06

Ключевые слова: mobile robot, modeling, motion trajectory, control algorithm, мобильный робот, моделирование, траектория движения, алгоритм управления

Аннотация: В современном мире все чаще в помощь людям приходят роботизированные устройства. Они решают как бытовые проблемы, так и производственные. При проектировании любого объекта неизбежно приходится сталкиваться с проведением испытаний в различных условиях. Для этого можно построить тестовую модель, но, если объект является достаточно сложным и моделей нужно построить сразу несколько, сэкономить трудовые и материальные ресурсы может помочь математическое моделирование. В статье представлено математическое моделирование процессов на основе типовых функциональных блоков в виде систем дифференциально-алгебраических уравнений. Рассмотрено математическое моделирование и алгоритм управления как совокупность взаимосвязанных структур. Смоделировано движение робота при прямом направлении вращения колес, оборотном направлении вращения и обратных направлениях вращения. Построена модель устройства управления, которая по величине отклонения текущей ориентации колесного робота от заданной формирует управляющие воздействия на двигатель колес. Эти воздействия позволяют привести ориентацию робота к желаемой ориентации. Получены характеристики качества для разных значений скорости поворота робота. Несмотря на то, что эта модель игнорирует влияние многих сил, возникающих во время движения, она позволяет выявить влияние таких факторов, как радиус колес, расстояние между ними, величина напряжения, прилагаемого к двигателям во время вращения, на движение и траекторию движения робота. In today's world robotic devices are more and more often used to help people. They solve both domestic and industrial problems. When designing any object inevitably have to deal with testing under different conditions. To do this can build a test model, but if the object is quite complex and several models need to be built at once, to save labor and material resources can help mathematical modeling. This article presents mathematical modeling of processes based on typical functional blocks in the form of systems of differential-algebraic equations. Mathematical modeling and control algorithm as a set of interrelated structures are considered. The robot motion is simulated for the forward direction of rotation of wheels, the reverse direction of rotation, and the opposite directions of rotation. A model of the control device, which forms the control actions on the wheel motor according to the value of the deviation of the current orientation of the wheeled robot from the preset one, is constructed. These influences allow you to bring the orientation of the robot to the desired orientation. Quality metrics are obtained for various values of the rotational speed of the work. Although this model neglects the action of many forces that arise during the motion, it allows us to identify the influence on the motion and trajectory of the robot of such factors as the radius of the wheels, the distance between them, the magnitude of the voltage applied to the motors during the turn.

Журнал: Космические аппараты и технологии

Выпуск журнала: Т. 6, № 1

Номера страниц: 45-54

ISSN журнала: 26187957

Место издания: Железногорск

Издатель: Технологическая платформа "Национальная информационная спутниковая система"

• Мызникова Виктория Андреевна (Сибирский федеральный университет)
• Устименко Валерия Владимировна (Сибирский федеральный университет)
• Чубарь Алексей Владимирович (Сибирский федеральный университет)
• Солопко Ирина Владимировна (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК