Analizowany w pracy płaski układ mechatroniczny o trzech stopniach swobody - mechanizm dźwigniowy o strukturze zamkniętej wyposażony w sterowane napędy - może analizować dowolną trajektorię. Zastosowany trzeci napęd zwiększa strefę roboczą, a jednocześnie a jednocześnie pozwala na optymalizację pracy układu. W pracy dokonano oceny wpływu dokładności ustawienia napędów na odchyłki trajektorii. Pokazano stosowane równania i przedstawiono przykładowe wyniki badań symulacyjnych oraz stanowiskowych.
EN
The paper concerns with accuracy of redundant trajectory generator based on closed kinematic system. For a such system a particular point of the workspace can be various configurations. It enables to optimize the trajectory accuracy and allow to avoid singular positions. The influence of drivers' positioning errors on the trajectory deviation have been shown. The work shows that it is possible to choose configurations to minimize trajectory errors. In the work an exemplary results have been shown. Some experimental research on the laboratory stand of the system was presented.
W artykule przedstawiono wybrane możliwe sposoby opisu ruchu obiektów naziemnych i powietrznych. Analizę przeprowadzono w oparciu o różne modele ruchu, począwszy od najprostszego – kinematycznego, a skończywszy na modelu ruchu Moose’a. Przedstawiono wyniki w postaci zobrazowań tras, otrzymanych przy różnych parametrach wejściowych zaprojektowanego generatora trajektorii.
EN
Chosen types of motion models of ground and air vehicles are presented in the paper. Some of the considered models, i.e. very simple kinematic model and more complex Moose model have undergone closer examination. Results of the simulative tests for different model parameters are presented.
In this paper a singularity robust trajectory generator for robotic manipulators is presented. The generator contains the procedure of solving the inverse kinematics problem. This issue is defined as an optimization problem, where a genetic algorithm is used for optimizing the fitness function. In order to avoid singularity problem, the generator is based on the direct kinematics problem. The trajectory generator allows to obtain generalized coordinates, velocities and accelerations. Simulation results show that the procedure generates a trajectory of manipulator even in kinematics singularities.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono generator trajektorii robota manipulacyjnego odporny na osobliwości kinematyki. Generator zawiera procedurę rozwiązywania zadania odwrotnego kinematyki. Problem ten jest zdefiniowany jako problem optymalizacyjny, w którym algorytm genetyczny służy do optymalizacji funkcji dopasowania opierającej się na błędzie rozwiązania zadania. Aby wyeliminować problem osobliwości, generator wykorzystuje zadanie proste kinematyki. Generator trajektorii umożliwia uzyskanie uogólnionych współrzędnych, prędkości i przyspieszeń manipulatora. Wyniki symulacji wskazują, że opracowana procedura generuje trajektorię manipulatora nawet w przypadku wystąpienia osobliwości kinematyki.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano hierarchiczny układ sterowania ruchem mobilnego robota kołowego w nieznanym środowisku ze statycznymi przeszkodami. Układ sterowania składa się z dwóch warstw, warstwy planowania trajektorii ruchu oraz warstwy realizacji ruchu. Warstwa planowania trajektorii generuje bezkolizyjną trajektorię ruchu robota w złożonym zadaniu typu „podążaj do celu z omijaniem przeszkód”. W warstwie planowania trajektorii ruchu zastosowano metody sztucznej inteligencji w formie układów z logiką rozmytą. Warstwę podrzędną hierarchicznego układu sterowania stanowi neuronowy algorytm sterowania ruchem nadążnym, w którym zastosowano algorytm aproksymacyjnego programowania dynamicznego w konfiguracji dualnego heurystycznego programowania dynamicznego, zrealizowany w formie dwóch struktur: aktora i krytyka. W strukturach aktora i krytyka zastosowano sztuczne sieci neuronowe z wagami warstwy wejściowej dobieranymi w sposób losowy w procesie inicjalizacji sieci i sigmoidalnymi bipolarnymi funkcjami aktywacji neuronów. Poprawności procesu generowania i realizacji trajektorii ruchu zweryfikowano poprzez serię testów numerycznych przeprowadzonych w środowisku obliczeniowym Matlab/Simulink z zastosowaniem emulatora mobilnego robota kołowego oraz toru pomiarowego.
EN
In the article the hierarchical control system of the wheeled mobile robot movement in the unknown environment with static obstacles was presented. The control system consists of two layers, the path planning layer and the tracking control layer. The path planning layer generates the collision-free trajectory of the robot in the complex “goal seeking and obstacle avoiding” task. In the path planning layer fuzzy logic systems were used. The subordinate layer of the hierarchical control system was the neural tracking control algorithm. In that layer the approximate dynamic programming algorithm in the dual heuristic dynamic programming configuration was used. It was realised in a form of two structures: the actor and the critic. In both the actor and the critic structures artificial neural networks with input layer weights chosen randomly in the network initialization process and sigmoidal bipolar neuron activation functions were used. Performance evaluation of the trajectory of generating and realisation processes was verified by the series of numerical tests performed in the Matlab/Simulink computational environment, using the wheeled mobile robot emulator and the laboratory environment emulator.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono problem generowania trajektorii kinematycznie redundantnych manipulatorów na poziomie sprzężenia zwrotnego. W rozważaniach uwzględniono ograniczenia na sterowania robota. Dla wyprowadzenia schematu sterowania zastosowano teorię stabilności Lapunowa oraz rachunek wariacyjny. Poprzez użycie metody zewnętrznych funkcji kary zapewniono wykonanie dodatkowego zadania, tj. na przykład uniknięcia kolizji ogniw manipulatora z przeszkodami w trakcie ruchu. Obszerne obliczenia komputerowe ilustrują działanie zaproponowanych schematów sterowania, zarówno w przestrzeni roboczej bez oraz z przeszkodami.
EN
This paper deals with the problem of generating a trajectory at the control-loop level by a kinematically redundant manipulator. The constraints imposed on the robot actuator controls are taken into account. The Lyapunov stability theory and/or the calculus of variations are used to derive the control scheme. Through the use of exterior penalty function approach, an additional objective to be fulfilled by the robot, i.e. a collision avoidance of the manipulator links with obstacles is ensured. The extensive computer simulation results illustrate the trajectory performance of the proposed control scheme in both an obstacle-free work space and a work space including obstacles.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.