Заключение диссертации по теме "Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)", Русак, Алена Викторовна

Основные результаты диссертации заключаются в следующем.

1. Представлены процедуры построения и классификации математических моделей колесных роботов, проведен их анализ. Ключевым моментом построения моделей робота является вывод кинематических ограничений, генерируемых колесными модулями. Для иллюстрации в разделе приведены конкретные примеры построения кинематических и динамических моделей мобильных колесных роботов.

2. Проведен сравнительный анализ различных оптических схем системы технического зрения мобильного робота с точки зрения точности определения координат объектов.

3. Разработана структура системы управления мобильного робота, регулятор верхнего уровня которой совмещает два блока: анализатор и блок корректировки движения.

4. Использование конечно автоматного подхода при разработке алгоритмов ориентации робота в рабочем пространстве позволяет представить любую траекторию движения в виде движений по базовым примитивам: по прямой и по окружности, а также обеспечивает простоту, наглядность и управляемость полученных алгоритмов.

5. Разработанные локальные алгоритмы управления позволяют решить задачу управления роботом при неопределенности в задании траектории движения, не требуя знания текущего отклонения от траектории.

6. Представлен алгоритм корректировки траектории движения робота с целью предотвращения столкновения с объектами в рабочем пространстве, выполненный на базе комбинации методов нечеткой логики и нейросетевых технологий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации проведено исследование, связанное с анализом математических моделей колесных роботов и построением законов управления движением колесного робота при отсутствии явно заданной желаемой траектории движения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Русак, Алена Викторовна, 2007 год

1. Аржаник A.B., Вашенков O.E., Лямин A.B., Штефан В.И. Мобильный робот «Невская стрела» // Мехатроника, автоматизация, управление. -М.: Новые технологии. 2004, №2. С. 23 - 26.

2. Аржаник А. В. Система технического зрения мобильного робота // Вестник конференции молодых ученых СПбГУ ИТМО. Сборник научных трудов. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2004. - С.97 - 102.

3. Аржаник A.B. Синтез нечетких алгоритмов управления мобильным роботом // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики № 28. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. - С. 113 - 122.

4. Борисович Ю.Г., Близняков Н.М., Израилевич Я.А., Фоменко Т.Н. Введение в топологию. -М.: Наука, Физматиздат, 1995.-416 с.

5. Богуславский A.A., Сербенюк Н.С., Соколов С.М. Конический сенсор для навигации подвижного робота по маякам // Материалы науч. школы-конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы», 5 6 декабря 2000 г. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. - С. 42 - 55.

6. Буданов В. М., Девянин Е. А. О движении колёсных роботов // ПММ. -2003. Т. 67., вып. 2. - С. 244 - 255.

7. Бурдаков С.Ф., Мирошник И.В., Стельмаков Р.Э. Системы управления движением колесных роботов. СПб.: Наука, 2001. - 227 с.

8. Гелиг А.Х., Леонов Г.А., Якубович В.А. Устойчивость нелинейных систем с неединственным состоянием равновесия. М.: Наука, 1978.

9. Девянин Е. А. О движении колёсных роботов // Докл. науч. школы-конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы», 7-8 декабря 1999 г. М.: Институт механики МГУ, 1999. - С. 169 - 200.

10. П.Дезоер Ч., Видьясагар М. Системы с обратной связью: вход-выходные соотношения. -М.: Наука, 1983.

11. Ерофеев A.A., Полчков А.О. Интеллектуальные системы управления. -СПб: СПбГТУ, 1999. 264 с.

12. Калёнова В. И., Морозов В. М., Салмина М. А. Устойчивость и стабилизация установившихся движений неголономных механических систем одного класса // Мобильные роботы и мехатронные системы. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. С. 119 - 134.

13. Каллан Р. Основные концепции нейронных сетей. СПб: Вильяме, 2001.-288 с.

14. Келли Дж. Общая топология.-М.: Наука, 1981.-432 с.

15. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1984.

16. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергия, 1980 - 344 с.

17. Львович А. 10. Электромеханические системы. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.

18. Люгер Дж. Ф. Искусственные интеллектуальные стратегии и методы решения сложных проблем. Изд. 4. -М.: Вильяме, 2003. 864 с.

19. Лямин A.B. Анализ математических моделей колесных роботов и синтез алгоритмов контурного управления. Дис. кандидата техн. наук.- СПб: СПбГИТМО (ТУ), 1997.

20. Лямин A.B., Мирошник И.В. Динамические модели многоприводных колесных роботов // Анализ и управление нелинейными колебательными системами / Под ред. Г.А. Леонова, А.Л. Фрадкова. -СПб.: Наука, 1998. С. 201-214.

21. Лямин A.B., Русак A.B. Решение некоторых транспортных задач управления мобильным роботом // Информационные технологии моделирования и управления / Под ред. О .Я. Кравец Воронеж: изд-во «Научная книга», 2006, №5(30). - С. 637 - 644.

22. Лямин A.B., Русак A.B. Использование конечных автоматов при решении нетривиальных транспортных задач управления мобильным роботом // Системы управления и информационные технологии. Перспективные исследования. Воронеж, 2006, № 4.2(26). - С.248 -252.

23. Мартыненко Ю. Г. Аналитическая динамика электромеханических систем. М.: Изд-во МЭИ, 1985.

24. Мартыненко Ю.Г. Применение теории неголономных электромеханических систем к задачам динамики мобильных колёсных роботов // Сб. науч. статей, поев. 125-летию кафедры теоретической механики. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - С. 33 - 47.

25. Мартыненко Ю. Г. Проблемы управления и динамики мобильных роботов // Новости искусственного интеллекта. 2002. - № 4 (52). - С. 18-23.

26. Мартыненко Ю.Г. Управление движением мобильных колёсных роботов // Фундаментальная и прикладная математика. М.: Центр новых информационных технологий МГУ, Издательский дом «Открытые системы», 2005. - Том 11, № 8. - С. 29 - 80.

27. Мирошник И.В. Согласованное управление многоканальными системами. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 128 с.

28. ЗЬМирошник И.В., Никифоров В.О, Фрадков A.JI. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими объектами. СПб.: Наука, 2000. - 549 с.

29. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. М.: Финансы и статистика, 2004. - 344 с.

30. Охоцимский Д. Е., Мартыненко Ю. Г. Новые задачи динамики и управления движением мобильных колёсных роботов // Успехи механики. 2003. - Т. 2, № 1. - С. 3 - 47.

31. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986.-288 с.

32. Сербенюк Н.С. Экспериментальное исследование свойств конического сенсора // Материалы науч. школы-конференции «Мобильные роботы и мехатронные системы», 5-6 декабря 2000 г. М.: Изд-во Моск. унта, 2000. - С. 56 - 67.

33. Трахтенброт Б.А., Бардзинь Я.М. Конечные автоматы. Поведение и синтез. М.: Наука, 1970.

34. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989.

35. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е изд. М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - 1104 с.

36. Хопкрофт Дж., Мотвани Р., Ульман Дж. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений. Спб: Вильяме, 2002.

37. Шалыто A.A. Алгоритмизация и программирование для систем логического управления и "реактивных" систем. Обзор // Автоматика и телемеханика. 2001. - № 1. - С.3-39.

38. Шалыто А.А. Использование граф-схем алгоритмов и графов переходов при программной реализации алгоритмов логического управления //Автоматика и телемеханика. 1996. N6, 7.

39. Шалыто А.А. SWITCH-технология. Алгоритмизация и программирование задач логического управления. СПб.: Наука, 1998.

40. D'Andera-Novel В., Campion G., Bastin G. Control of Nonholonomic Wheeled Mobile Robots by State Feedback Linearization. Int. J. of Robotics Res. 1995. V.14, №6. -P.543-559.

41. Ajith Abraham and Baikunth Nath. Designing Optimal Neuro-Fuzzy Systems for Intelligent Control // In Proceedings of The Sixth International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, (ICARCV 2000 -Singapore), Singapore, 2000.

42. Artus G., Morin P., Samson C., Tracking of an omnidirectional target with a nonholonomic mobile robot // IEEE Conf. on Advanced Robotics (ICAR). -2003.-P. 1468-1473.

43. Astolfi A. Expotential stabilization of nonholonomic systems via discontinuous control // Prep, of the IF AC Symposium on Nonlinear Control Systems Design. California, USA, 1995. - P.741 -746.

44. Astolfi A. Discontinuous output feedback control of nonholonomic chained systems // Proc. Of 3rd European Control Conference. Roma, 1995. -P.2626-2629.

45. Bloch A., Reyhanoglu M., McClamroch N.M. Control and stabilization of nonholonomic dynamic systems // IEEE Trans. On Automatic Control. -1990. V.37, №11. -P.1746-1757.

46. Bloch A.M., McClamroch N.H., Reyhanoglu M. Controllability and stabilizability properties of nonholonomic control system // Proc. 29th Conf. on Decision and Control. Honolulu, Hawaii, 1990.-P. 1312-1314.

47. Bobtsov A.A., Liamin A.V. Trajectory Motion Adaptive Control of Mobile Robots // Abstracts of 5th Int. Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad). St-Petersburg, 1996. - P.30-35.

48. Bobtsov A.A., Liamin A.V. The Problem of the Adaptive Compensation of a Periodical Input Disturbance // Int. Conf. Control of Oscillations and Chaos COC'97. - St-Petersburg, 1997. - P.355.

49. Borenstein J. Control and Kinematic design of multi-degree-of-freedom mobile robots with compliant linkage // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1995 - V.l 1, №1. -P.21-35.

50. Brockett R.W. Asymptotic stability and feedback stabilization // Differential Geometric Control Theory. Birkhauser: Boston, 1983. P.181-191.

51. Camption G., Bastin G., D'Andera-Novel B. Structural Properties and Classification of Kinematic and Dynamic Models of Wheeled Mobile Robots // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1996 . - V.l2, №1. -P.47-61.

52. Canudas de Wit C., Khennouf H., Samson C., Sordalen O.J. Nonlinear Control Design for Mobile Robots // In Y.Zheng (Ed). 'Recent trends in Mobile Robots'. World Scientific, 1993. - P. 121-126.

53. Canudas de Wit C., Sordalen O.J. Exponential stabilization of mobile robots with nonholonomic constraints // IEEE Trans, on Automatic Control. -1992. -P.1791-1797.

54. Canudas de Wit C., Sordalen O.J. Example of piecewise smooth stabilization of driftless systems with less inputs them states // Nonlinear Control System Design Simposium. Bordeaux, France, IFAC, 1992. -P.57-61.

55. Coron J.M., Praly L., Teel A. Feedback Stabilization of Nonlinear Systems and Lyapunov and Input-output Techniques // In A.Isidori (Ed). 'Trends in Control: A European Perspective'. Springer-Verlag, 1995. - P.293-349.

56. DeSantis R.M. Modeling and path-tracking control of a mobile wheeled robot with a differential drive // Robotica. -1995. V. 13, part 4. - P.401-410.

57. Everett H.R. Sensors for Mobile Robots: Theory and Application, AK Peters, Ltd., Wellesley, Massachusetts, 1995.

58. Harel D., Politi M. Modeling reactive systems with' statecharts. NY: McGraw-Hill, 1998.

59. Isidori A. Nonlinear control systems. Berlin: Springer-Verlag, 1995.

60. Kennouf H., Canudas de Wit C. On the constraction of stabilizing discontinues for nonholonomic systems // Prep, of the IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems Design. California, USA, 1995. - P.747-752.

61. Kolmanovsky I., Mcclamroch N.M. Application of integrator backstepping to nonholonomic control problems // Prep, of the IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems Design. California, USA, 1995. - P.747-758.

62. Lyamin A.V. Trajectory tracking for mobile robots. Abstracts of 4lh Int. Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Alimpiad). Russia, St-Petersburg, 1995. P.34-36.

63. Lyamin A.V., Miroshnik I.V. Dynamics and path control of multi-drive mobile robots //Prep, of 27th International Symposium on Industrial Robots. Italy, Capri, 1994. - P.243-248.

64. M'Clockey R.T., Murray R.M. Extending Exponential Stabilizers For Nonholonomic Systems From Kinematic Controllers To Dynamic Controllers // Prep, of the Fourth IFAC Symposium on Robot Control. -Italy, Capri, 1994.-P.243-248.

65. M'Clockey R.T., Murray R.M. Nonholonomic systems and exponential convergence: Some analysis tools // Proc 32nd Conference on Decision and control. IEEE, San-Antonia, Texas, 1993. - P.943-948.

66. Miroshnik I.V., Korolev S.M. Dynamic models and control of spatial motion of nonlinear systems // Prep. European Control Conf. Roma, Italy, 1995. — P. 1463-1468.

67. Miroshnik I.V., Lyamin A.V. Nonlinear Control of Multi-drive Vehicular Robots // Proc. IEEE Conf. on Control Application. UK, Glasgow, 1994. -P.79-80.

68. Miroshnik I.V., Lyamin A.V. Path motion force-torque control of mobile robots // 5th Int. Conference on Robotics and Manufacturing. Cancun, Mexico, 1997.

69. Miroshnik I.V., Nikiforov V.O. Coordinating control and self-learning of robot trajectory motion // The 4th IFAC Symp. On Robot Control. Capri, 1994. -P.811-816.

70. Miroshnik I.V., Nikiforov V.O., Lyamin A.V. Trajectory control of mobile manipulators interacting with complex environment // 2 ECPD International Conference on Advanced Robotics, Intelligent Automation and Active Systems. Austria, 1996. - P.222-227.

71. Morin P., Samson C. Trajectory tracking for nonholonomic vehicles: overview and case study // Work, on Robot Mot. Cont. (RoMoCo). 2004. -P. 139-153.

72. Nijmeijer H., wan der Schaft A.J.H. Nonlinear dynamical control systems. -N.Y.: Springer-Verlag, 1990.

73. Pomet J.B., Thuiot B., Bastin G., Camption G. A hybrid strategy for the feedback stabilization of nonholonomic mobile robots // Int. Conf. on Robotics and Automation. Nice, France, IEEE, 1992. - P. 129-134.

74. Rusak (Arzhanik) A.V. Mobile robot control system design based on fuzzy neural networks // Preprints of 11 International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad). Saint-Petersburg, 2006. - P. 236 -240.

75. Ryan E., On Brockett's condition for smooth stabilizability and its necessity in a context of nonsmooth feedback // SIAM J. on Cont. and Opt. 1994. -Vol. 32.-P. 1597-1604.

76. Samson C. Path Tracking and Stabilization of a wheeled Mobile Robot // Proc. Int. Conf. ICARCV'92. Singapour, 1992.

77. Samson C. Velocity and torque feedback control of a nonholonomic cart // Int. Workshop an adaptive and nonlinear control. Grenoble, 1990. - P. 125151.

78. Samson C. Control of chained systems. Application to path following and time-varying point stabilization of mobile robots. // IEEE Trans, on Automatic Control. 1995. -P.64-77.

79. Seradji H. Configuration control of redundant manipulators: theory and implementation // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1989. - V.5, №4. - P.472- 490.

80. Sordelen O.J., Egelend 0. Exponential stabilization of chained nonholonomic systems // Proc. 2nd European Control Conference. -Gronmgen, The Netherlands, 1993. -P.1438-1443

81. Sordelen O.J., Nakamura Y., Chung W.J. Path planning and stabilization of nonholonomic manipulator // Proc. of 3rd European Control Conference. -Roma, 1995.-P.2642-2647.

82. Su C., Stepanenko Y. Robust motion/force control of mechanical systems with classical nonholonomic constraints // IEEE Trans, on Automatic Control.- 1994. V.39, №3. P.609-614.

83. Thuilot B., d'Andrea-Novel B., Micaelli A. Modeling and feedback control of mobile robots equipped with several steering wheels // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1996. - V.12, №3. - P.375-390

84. Tilbury D., Sordalen J.,Bushnell L., Sastry S. A multi-steering trailer system: Conversion into chained form using dynamic feedback // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1995. - V.l 1, №6. - P.807-818.

85. Vukobratovich M., Stojic R. and Ekalo Y. Contribution to the control ofthrobot interacting with dynamic environment // The 4 IFAC Symp. on Robot Control. Capri, 1994. - P.487-816.

86. Walsh G., Tilbury D., Sastry S., Murray R., Laumond J.P. Stabilization of trajectories for systems with nonholonomic constraints // IEEE Trans, on Automatic Control. 1994. V.39, №1. -P.216-222.

87. Waxman A.M., LeMoigne J.J. Scinvasan F.B. A visual navigation system for autonomous land vehicles // IEEE J. Robotics and Automation. 1987. 3(2).-P. 124-141.

88. Yagi Y., Kawato S. Panorama scene analysis with conic projection // IEEE International workshop on intelligent Robots & Systems. IROS'90.

89. Yagi Y., Kawato S. and Tsuji S. Real-time omnidirectional image sensor (COPIC) for vision-guided navigation // IEEE Trans, on Robotics and Automation. 1994. V. 10, № 1.

90. Zuoliang L. Cao, Sung J. Oh, Ernest L. Hall. Omnidirectional dynamic vision positioning for mobile robot // Optical engineering. 1986. V.25, №12.1. Лржаник Алене Викторовне

91. За участие в Фестивале «Мобильные роботы — 2002»1. В.А. Садовничий

92. Ректор МГУ им. М.В.Ломоносова академик РАН

93. Председатель Комитета Фестиваля академик РАН1. Д.Е. Охоцимскийвсероссмсшм нкучно-тештескллл1. Команде «Невская стрела»за 2-е местов упражнении «Куча»

94. Ректор МГУ им. М.В.Ломоносова академик РАН1. В. А. Садовничий

95. Председатель Комитета Фестиваля академик РАН1. Д.Е. Охоцимскийнкумио-теш\лче.с\ш\л1. В.А. Садовничий

96. Команде «Невская стрела» за 2-е местов упражнении «Маяки — Ворота»

97. Ректор МГУ им. М.В.Ломоносова академик РАН

98. Председатель Комитета Фестиваля академик РАН1. Д.Е. Охоцимский

99. ВСЕРОСС\Л\ЛСМЛ\Д НКУМНОЛЕШЖЕСКШ

100. ВСЕРОССУМСтЛ НМЧНО-1ЕХН\ЛЧЕСК'Л\Л

101. Команде «Невская стрела» За прогресс и стабильные высокие результаты в соревнованиях Фестиваля «Мобильные роботы 2002»

102. Ректор МГУ им. М.В.Ломоносова академик РАН1. В.А. Садовничий

103. Председатель Комитета Фестиваля академик РАН1. Д.Е. Охоцимский

Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/razrabotka-algoritmov-upravleniya-i-orientatsii-mobilnykh-robotov#ixzz4KholBMP3