Альтернативи подібної базової інформації для робота

Для виробничих приміщень комплексно кращою альтернативою є звичайна розмітка фарбою – вона сумісна – легко сприймається і контролюється людиною. Крім лінії маршруту на цій розмітці можна розмістити коди з додатковою інформацію, наприклад про розгалуження.

Таким чином, об’єктом управління є робот який у першому наближення можна вважати матеріальною точкою, що має два ступені свободи - рух по маршруту х(t) – відстань, та рух перпендикулярно маршруту у(t) – відхилення від осі маршруту.

Визначимо входи і виходи об’єкту управління. Особливості управління – високі вимоги до точності і безпеки – надійності системи. Робот в усіх умовах повинен бути відмовобезпечним, – для себе, для обладнання, і особливо для людини. В усіх ланках системи повинні бути закладені конструкторські рішення, що гарантують відмовобезпечність (інша назва – гарантоспроможність).

Збуреннями для руху робота можуть бути нахили та нерівності підлоги, а також змінні зусилля від агрегатів прибирання.

Критерієм якості регулювання положення вибираємо критерії 1, тривалість перехідного процесу (ПП), викид, інтегральний квадратичний критерій.

Об’єкт розробки, згідно завданню, підсистема управління положенням робота - прибиральника виробничих приміщень відносно лінії розмітки проходів. Особливість підсистеми в тому, що параметри моделі динаміки залежать від швидкості руху, а швидкість руху задається іншою підсистемою в залежності від характеристик шляху. Вимірюється відхилення (Y) робота від лінії розмітки. швидкість – dY/dt не вимірюється, або вимірюється із значними завадами.

Необхідно розробити орієнтовану на реалізацію на базі мікроконтролера САУ з спостерігачем.

Входи системи:

- сигнали про положення і оточення робота;

- збурення;

- управляючі дії.

Компоненти вектору стану:

- координати х,у;

- швидкості vx, vy;

- прискорення ux, uy.

Компоненти вектору управління:

- управління електродвигуном руху U1;

- управління електродвигуном руху U2.

Компоненти вектору збурень:

- сила опору повздовжнього руху;

- сила опору поперечному руху;

Задачу управління рухом робота можна розділити на три досить незалежні задачі. Для реалізації цих задач можна створити досить незалежні підсистеми управління – канали управління:

1) Підсистема управління повздовжнім рухом;

2) Підсистема управління поперечним рухом;

3) Командно – навігаційна система, що формує програмні режими для перших двох підсистем, наприклад: „зупинитись в заданому місці”, стартувати і розігнатись до заданої швидкості, виконати перехід (поворот) на потрібний маршрут в точці розгалуження маршрутів, включити режим заднього ходу та ін.

Згідно з завданням необхідно розробити імпульсний регулятор по вектору стану для підсистеми 2) – стабілізації положення відносно лінії маршруту.

Система має комплекс сенсорів – досить надійну систему вимірювання відстаней, швидкостей, прискорень.

Для підвищення точності і надійності звичайно використовуються спостерігачі вектору стану та інших параметрів, вони видають оцінки параметрів, які не вимірюються, або вимірюються із шумами, не досить точно.

Власне регулятор, реалізується як програма у відповідному мікропроцесорі. Регулятор через АЦП, або безпосередньо, якщо давачі мають власні цифрові підсистеми обробки первісних сигналів, отримує сигнали підтвердження відносно маршруту, та перешкод, може також отримувати інші сигнали, наприклад від інших роботів, чи людини оператора.

Особливість такої системи управління в тому, що вона повинна бути масовою, дешевою, ефективною, надійною і безпечною. Значну частину цих вимог можна задовольнити, якщо вибрати методи управління по вектору стану і реалізацію алгоритмів управління та ідентифікації мікроконтролером[4].