Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Динамика и процессы управления для подводного робота-манипулятора

Работа №127368

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информационные системы

Объем работы40
Год сдачи2016
Стоимость4760 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
89
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 7
Глава 1. Математическая модель подводного робота-манипулятора 9
1.1. Уравнения движения подводного робота-манипулятора 9
1.2. Линеаризация уравнений динамики 13
Глава 2. Управление роботом-манипулятором в вертикальной плоскости .... 16
2.1. Построение оптимального асимптотического наблюдателя 16
2.2. Построение стабилизирующего закона управления 17
Глава 3. Имитационный моделирующий комплекс в среде Simulink 19
3.1. Компьютерная модель подводного робота-манипулятора 19
3.2. Компьютерная модель асимптотического наблюдателя 21
3.3. Компьютерная модель системы стабилизирующего управления 22
Глава 4. Результаты имитационного моделирования 24
4.1. Анализ работы асимптотического наблюдателя и системы управления 24
Выводы 31
Заключение 32
Список литературы 33
Приложение


Робот (от чеш. robota - тяжёлый труд, каторга) - автоматическое устройство, созданное для того, чтобы заменить человека в опасных ситуациях и средах и освободить его от однообразных рутинных операций. Современные роботы, созданные на базе последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой жизни [4].
Робототехника - прикладная наука, объединяющая такие дисциплины, как механика, телемеханика, электроника, информатика, электротехника и радиотехника, искусственный интеллект и производство.
Робототехнические комплексы являются основой автоматизации промышленности, медицины и космонавтики. Создание таких комплексов в настоящее время является актуальной задачей, требующей широкого привлечения информационных технологий и вычислительной техники.
Подводная робототехника является одной из новейших областей в рамках данного направления. В последние годы необитаемые подводные аппараты (НПА), оснащенные многозвенными роботами-манипуляторами, широко используются для решения таких задач, как исследование морского дна, мониторинг и обслуживание трубопроводов и кабельных линий, сбор биологических и геологических проб жидкостей, освоение морских нефтяных и газовых месторождений, проведение подводных аварийно¬спасательных работ. Объясняется это тем, что применение пилотируемых аппаратов очень опасно и несет большие эксплуатационные расходы.
Исследования в области моделирования и управления подводными роботами в конечном итоге направлены на достижение полной автоматизации указанных процессов. Данная цель является исключительно сложной задачей, так как подразумевает решение широкого спектра теоретических и практических проблем, подлежащих всесторонним исследованиям.
В частности, система датчиков НПА имеет дело с неизвестной и плохо структурированной окружающей средой, не допускающей применение системы GPS (Global Positioning System) в связи с невозможностью передачи электромагнитных волн определенных частот. Применение систем, основанных на компьютерном зрении, не обеспечивает достаточной надежности при наличии плохой видимости под водой [9].


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Курсовые Статьи Диплом Рязань

В настоящей работе рассмотрена динамическая модель необитаемого подводного аппарата в вертикальной плоскости с установленным на нем манипулятором с двумя степенями свободы, выполнена ее линеаризация. При этом учитывается воздействие моментов и сил со стороны манипулятора на НПА. Для линеаризованной системы построен оптимальный асимптотический наблюдатель, позволяющий получить оценку вектора состояния системы, а также фильтрующий случайный шум в канале измерения и подавляющий стационарные стохастические возмущения.
Кроме того разработан алгоритм управления обратной связью на базе идеологии LQR-оптимизации. Предложенный алгоритм обеспечивает
стабилизацию в заданном положении подводного робота. Результаты компьютерного и имитационного моделирования подтверждают эффективность и работоспособность предложенного подхода.
В дальнейшем предполагается совершенствование предложенного алгоритма управления, который бы компенсировал силовые и моментные воздействия манипулятора на судно, обеспечивая, таким образом, астатизм системы управления.



1. Веремей Е.И., Корчанов В.М., Коровкин М.В., Погожев С.В. Компьютерное моделирование систем управления движением морских подвижных объектов. - СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2002. - 370 с.
2. Веремей Е.И. Линейные системы с обратной связью. - СПб.: Лань, 2013. - 448 с.
3. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами. - М.: Мир, 1989.
4. Макаров И.М., Топчеев Ю.И. Робототехника. Истории и перспективы. - М.: Наука; МАИ, 2003. - 349 с.
5. Орлов И.А. Синтез движения манипуляционных систем для пространств со сложными связями и ограничениями: дис. ... канд. ф.-м. наук. Ин-т прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН., Москва, 2013.
6. Попов Е.П. Управление роботами-манипуляторами. Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1974, N 6.
7. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов / под ред. Фролова К.В., Воробьева Е.И. - М.: Высш.шк., 1988.
8. Чернышева И.Н., Мусатов А.К., Глухов Н.А. и др. Силовой расчет, уравновешивание, проектирование механизмов и механика манипуляторов: Учебное пособие / Под ред. Мусатова А.К. - М.: Изд-во МГТУ, 1990. - 80с.
9. Antonelli, G. Underwater Robots: Motion and Force Control of Vehicle¬Manipulator Systems. - Berlin: Springer, 2005. - 265 p.
10. Driankov D., Hellendoorn H. and Reinfrank M. An Introduction to Fuzzy Control. - Berlin: Springer-Verlag, 1995.
11. Fossen T.I. Guidance and Control of Ocean Vehicles. - New York: Wiley, 1994. - 300p.
12. Healey, J. and Lineard D. Multivariable Sliding-Mode Control for Autonomous Diving and Steering of Unmanned Underwater Vehicles // IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1993. Vol. 18, No 3, P. 327-338.
13. Janocha, H. and Papadimitriou, I. Simulation of the dynamic behavior of robots in an extreme environment // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 1991. Vol. 8, No 3, pp. 163-169.
14. Lee M. and Choi H.S. (2000) A Robust Neural Controller for Underwater Robot Manipulators // IEEE Transactions on Neural Networks, 2000. Vol. 11, pp. 1465-1470.
15. Mahesh H. and Yuh J. Control of Underwater Robots in Working Mode // IEEE International Conference on Robotics and Automation, Sacramento, 1991, pp. 2630-2635.
16. Schjolberg I., Fossen T.I. Modeling and Control of Underwater Vehicle¬Manipulator Systems // Proceedings the 3’d Conference on Marine Craft Maneuvering and Control (MCMC’94), Southampton, UK, 1994.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы

Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (149688)

Новости

06.01.2018 Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров

Помощь в выполнении учебных и научных работ на заказ ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ

дальше

»» Все новости

Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Заказать диплом

Приглашаем авторов студенчесчких работ


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.