КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДСИСТЕМ ОРИЕНТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГОРНОМ ДЕЛЕ
Автономные колесные роботы способны в автоматическом режиме выполнять работы по обследованию территории. Подсистемы таких роботов тесно взаимосвязаны. Анализ характеристик трансмиссий разработанных роботов показал, что в них могут возникать колебательные процессы, обусловленные проскальзыванием колес и упругостью механических передач. Эти колебательные процессы снижают точность навигации и управления движением, надежность, срок службы и ухудшают другие характеристики робота. Для демпфирования колебаний и снижения проскальзывания в электроприводах колес были применены модальные регуляторы с наблюдателями состояния. Их синтез базируется на математической модели двухмассовой электромеханической системы. Такая модель может расширяться моделью сил сопротивления движению, что позволяет использовать оценку сопротивления в системе навигации для учета характеристик поверхности перемещения. Сложность программной реализации наблюдателя с расширенной моделью относительно мала. За счет упрощения алгоритмов визуального ориентирования методами фотограмметрии при одновременном совершенствовании электроприводов колес робота достигается повышении точности систем навигации и управления движением, снижается вычислительная нагрузка.
Ключевые слова
Мобильный робот, система навигации, управление движением, проскальзывание колес, электропривод, демпфирование колебаний, наблюдатель.
Номер: 8
Год: 2016
ISBN:
UDK: 620.9
DOI:
Авторы: Татаринович Б. А., Котляров В. О.
Информация об авторах: Котляров Владимир Олегович – кандидат технических наук, доцент, Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт», Украина,
Татаринович Борис Александрович – кандидат технических наук, доцент, Белгородский государственный аграрный университет
им. В.Я. Горина.
Библиографический список: 1. Zhang J., Song D., Jayasuriya S. IMU-based localization and slip estimation for skid-steered mobile robots // Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. Intell. Robot. Syst., San Diego, CA, 2007, pp. 2845–2850.
2. Song Z., Zweiri Y., Seneviratne L., Althoefer K. Nonlinear observer for slip estimation of skid-steering vehicles // Proc. IEEE Int. Conf. Robot. Autom., Orlando, FL, 2006, pp. 1499–1504.
3. Zielinska T., Chmielniak A. Controlling the slip in mobile robots. Proc. 13th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, 2010, pp. 13–20.
4. Konolige K., Agrawal M., Solá. J. Large-scale visual odometry for rough terrain // In Robotics Research, volume 66 of Springer Tracts in Advanced Robotics, 2011, pp. 201–212.
5. Canudas de Wit C., Tsiotras P., Velenis E., Basset M., Gissinger G. Dynamic friction models for road/tire longitudinal interaction // Veh. Syst. Dyn. 39(3), 2003, pp. 189–226.
6. Ruderman M., Bertram T. Friction model with elasto-plasticity for advanced control applications // Proc. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2010), Montreal, Canada, 2010, pp. 914–919.
7. Mutoh N. Driving and braking torque distribution methods for front- and rear-wheel-independent drive-type electric vehicles on roads with low friction coefficient // IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 10, 2012, pp. 3919–3933.
8. Rodriguez J.M., Meneses R., Orus R.J. Active vibration control for electric vehicle compliant drivetrains // Industrial Electronics Society, IECON 2013, 39th Annual Conference of the IEEE, 2013, pp. 2590–2595.