Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Тестирование и верификация являются неотъемлемой частью процесса разработки, изготовления и эксплуатации робототехнических систем (РТС).
Для проведения полноценных испытаний, гарантирующих требуемую по паспорту РТС точность исполнения, необходимо независимое от РТС оборудование, позволяющее определить в реальном масштабе времени координаты схвата робота или конечного исполнительного элемента РТС в абсолютном пространстве. Задача построения такого рода оборудования достаточно широко известна. Действие этого оборудования основано на принципах стереозрения телекамер, использовании лазерных и ультразвуковых дальномеров, световых отражателей и т.п. Ясно, что построение такой системы требует значительных материальных и интеллектуальных затрат.
Обычно современные РТС оснащаются высокоточными датчиками, и на этой основе логично возникает вопрос: нельзя ли проводить испытания, снимая информацию только с существующих встроенных сенсоров. В определенных случаях' такой подход позволяет обойтись без перечисленной выше дорогостоящей аппаратуры.
Поэтому представляется актуальной разработка испытательного комплекса на базе встроенных в РТС сенсоров. Такой комплекс позволил бы определить ошибки системы управления (СУ) РТС при реальном управлением объекта (механической части РТС). С одной стороны, таким путем не загораживается рабочее пространство, а с другой, появляется возможность отделить ошибки СУ вместе с программным обеспечением от механических ошибок (люфтов, тепловых расширений, механических деформаций, неточностей изготовления и др. параметров). С использованием методов математического моделирования можно получить точностные оценки РТС и сделать вывод о правильности работы системы управления совместно с механической частью РТС.
С целью решения вышеуказанных проблем в диссертации предлагается способ проведения тестирования и верификации СУ на базе встроенных в РТС сенсоров.
ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ, является разработка единого подхода для тестирования и верификации СУ робототехнических систем, оснащенных высокоточными датчиками в контуре обратной связи.
К процессу тестирования предъявляются требования простоты проведения исследований, удобный ввод данных, полученных при испытаниях, удобство последующей обработки результатов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе были использованы методы тестирования промышленных роботов, математическое моделирование, создание программных систем, теория автоматов, методы технической диагностики, инженерные методы проектирования и отладки аппаратуры.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Сформулированы требования к программно-аппаратному комплексу тестирования РТС на базе встроенных сенсоров; предложена и обоснована электрическая аппаратная часть. Сформулированы характеристики программного обеспечения и предложена архитектура программного комплекса для тестирования траєкторних движений робота РМ-01 со стойкой управлении СФЕ-РА-ЗЄ.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Аппаратно-программный комплекс предназначен для оценки качества работы управляющей части робототехнической системы в реальных условиях /т.е. оценки качества СУ в контуре с реальным объектом/.
Преимущества предлагаемого комплекса:
1.рабочее пространство полностью освобождается, и можно проводить исследования в рабочих условиях;
-
аппаратные затраты сводятся к минимуму;
-
результаты исследования сохраняются в стандартной форме
Стекстовый файл), и возможна последующая обработка стандартными средствами Спотребительскими программами); 4.способ дешев, что очень важно в современных условиях; S. способ является универсальным по отношению к достаточно большому классу робототехнических систем.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. На базе созданного аппаратно-программного комплекса и предложенной методики были проведены эксперименты на роботе РМ-01 со стойкой управления "Сфе-ра-36".
АПРОБАЦИЯ. Результаты работы докладывались на семинарах Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и Всероссийском семинаре "Механика и управление движением роботов с элементами искусственного интеллекта" под руководством академика Л. Е. Охоцимского в МГУ имени М. В. Ломоносова.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Работа содержит103 страниц машинописного текста, 24 рисунков, 3 таблицы.
