Капитанюк Ю.А. Траекторное управление многоканальными динамическими объектами

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (в технических системах). — Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики. — Санкт-Петербург, 2014. — 111 с.Научный руководитель: к.т.н., доц. Чепинский С.А.Целью диссертационной работы является разработка новых методов планирования траекторий и управления мобильными робототехническими системами на основе стабилизации целевых многообразий в пространстве выходов объекта управления. А так же
проведение экспериментальных исследований полученных алгоритмов применительно к мобильному роботу “Robotino”.В процессе достижения поставленной цели решены следующие задачи:
Предложен методы планирования траектории движения на основе базовых элементов, представленных в классе неявных функций, обеспечивающих 𝐶2-гладкость результирующего пути.
Разработаны алгоритмы траекторного управления, относительно стационарно заданных траекторий и траекторий, заданных относительно
подвижных внешних объектов, не требующие измерение вектора линейных скоростей.
Решена задача разработки алгоритмов траекторного управления мобильной робототехнической системой “Robotino”. Проведены эксперименты на реальном мобильном роботе.Научная новизна.
В рамках данной работы развивались методы планирования траектории и синтеза регуляторов на основе методологий преобразования к задачно-ориентированным координатам, разрабатываемой И.В. Мирошником. На основании проведённых исследований были разработаны
методы планирования траектории движения на основе базовых элементов, представленных в классе неявных функций, обеспечивающих 𝐶2-гладкость результирующего пути, что, насколько известно автору, сделано впервые. Разработаны методы синтеза законов управления пространственным траекторным для полноприводных и неполноприводных объектов управления для стационарной и нестационарной постановки траекторной задачи. Разработанные регуляторы в отличии от ранее изученных не требуют измерения вектора линейных скоростей.Введение
Постановка задачи траекторного управления. Анализ существующих решений
Обзор методов планирования траекторий движения мобильных робототехнических систем
Обзор методов синтеза алгоритмов управления траекторным движением
Планирование траекторий движения мобильных робототехнических систем
Введение
Постановка задачи
Планирование траектории на основе базовых элементов
Заключение
Алгоритмы траекторного управления
Введение
Управление пространственным движением точечной массы
Стабилизация угловой ориентации
Управление неполноприводным твердым телом
Заключение
Система траекторного управления роботом с роликонесущими колёсами
Введение
Техническое описание
Математическое описание
Движение вдоль прямой
Движение вдоль окружности
Движение вдоль криволинейной траектории
Движение вдоль составной кривой
Заключение
Литература