Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
Россия
УДК 519 Комбинатор. анализ. Теория графов. Теория вер. и мат. стат. Вычисл. мат., числ. анализ. Мат. кибер..
В работе представлено моделирование решения одной из задач механики – автоматизированного управления манипулятора, использующегося в лесной промышленности для переместительных операций на различных этапах технологического процесса. Разработана унифицированная модель, позволяющая генерировать управляющие воздействия и энергозатраты исследуемого объекта. В результате решения поставленной задачи получена система уравнений для определения управляющего момента и управляющей силы, которые позволяют привести манипулятор в движение, а также определить энергозатраты на реализацию программного движения, при котором груз перемещается с заданной скоростью из точки a в точку b по прямой, наклоненной под заданным углом к горизонту. Предложенный алгоритм является обобщенным для решения задач автоматизированного проектирования и представляет собой имитационный эксперимент. Программное решение реализовано двумя формами. В перовом модуле осуществляется заполнение базы данных начальными метрическими, угловыми и физико-математическими характеристиками манипулятора. Во втором – по описанной выше унифицированной модели производится расчет показателей, необходимых для осуществления движения объекта и характеризующих динамику перемещения, а также необходимые энергозатраты на совершение выполняемых операций. Предусмотрена возможность конвертации рассчитанных значений из базы данных в таблицу MS Excel.
Моделирование, манипулятор, проектирование, управление, автоматизация, энергозатраты, информационные технологии
1. Юдина, Н.Ю. Моделирование и оптимизация процесса лесосечных работ при рубках ухода в малолесных районах / Н.Ю. Юдина // Лесотехнический журнал. - 2013. - № 2 (10). - С. 101-110.
2. Лапшина, М.Л. Адаптация декомпозиционного подхода к проблемам согласования оптимальных планов / М.Л. Лапшина, А.С. Черных, Н.Ю. Юдина // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. - 2017. - № 3 (18). - С. 17.
3. Юдина, Н.Ю. О программной реализации метода конечных элементов на примере двумерной задачи плоского напряженного состояния / Н.Ю. Юдина, А.В. Водяницкий // Моделирование систем и процессов. -2018. - Т. 11, № 1. - С. 68-73. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5b574c80302045.38772751.
4. Юдина, Н.Ю. Программная реализация модуля "создание и ведение баз данных" информационной системы проектирования технологического процесса лесозаготовок / Н.Ю. Юдина, Т.И. Колупаева, А.Ю. Лемешко // Моделирование систем и процессов. - 2015. - Т. 8, № 1. - С. 75-80. - DOI:https://doi.org/10.12737/12030.
5. Характеризация и моделирование сигналов в САПР / В.А. Скляр, В.К. Зольников, А.И. Яньков [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2018. - Т. 11, № 1. - С. 62-67. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5b574c7fd2b815.56868481.
6. Лавлинский, В.В. Теоретические основы формирования моделей и методов взаимодействия информационных процессов / В.В. Лавлинский, И.И. Струков // Моделирование систем и процессов. - 2018. - Т. 11, № 2. - С.31-37. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5b57794b9ae122.37725395.
7. Оксюта О.В., Формализация проблемы управления в условиях неопределенности / О.В. Оксюта, А.Л. Курина // Моделирование систем и процессов. - 2018. - Т. 11, № 3. - С. 60-67. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5c4f1988298899.16643928.
8. Dynamic creation of the optimum program motion of a manipulator-tripod / V. Zhoga, V. Gerasun, I. Nesmiyanov [et al.] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. - 2015. - Vol. 44. - Pp. 180-185. - DOI:https://doi.org/10.3103/S1052618815020168.
9. Analysis of special positions of parallel structure mechanisms for aggressive media / G.V. Rashoyan, M.F. Slavutin, S.A. Sheptunov [et al.] // 2016 IEEE Conference on Quality Management, Transport and Information Security, Information. - 2016. - Pp. 160-163. - DOIhttps://doi.org/10.1109/ITMQIS.2016.7751948.
10. Kung, Y.S. Design and implementation of a control IC for vertical articulated robot arm using SOPC technology / Y.S. Kung, G.S. Shu // IEEE International Conference on Mechatronics, ICM '05. - 2005. - Pp. 532-536. - DOI:https://doi.org/10.1109/ICMECH.2005.1529314.
11. Хиникадзе, Т.А. Моделирование гидравлической системы устройства с самоадаптацией по силовым и кинематическим параметрам на рабочем органе / Т.А. Хиникадзе, А.Т. Рыбак, П.И. Попиков // Advanced Engineering Research. - 2021. - Т. 21, № 1. - С. 55-61. - DOI:https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-55-61.
12. Nurmi, J. Global energy-optimal redundancy resolution of hydraulic manipulators: experimental results for a forestry manipulator / J. Nurmi, J. Mattila // Energies. - 2017. - Vol. 10, № 5. - S. 647. - DOI:https://doi.org/10.3390/en10050647.
13. Оптимизация гидравлических параметров подъемного механизма манипулятора грузового автомобиля / П.И. Попиков, А.С. Черных, И.В. Четверикова [и др.] // RESOURCES AND TECHNOLOGY. - 2017. - Т. 14, № 4. - С. 43-65. - DOI:https://doi.org/10.15393/j2.art.2018.4021.
14. Математическое моделирование процессов в системе гидропривода лесных манипуляторов / П.И. Попиков, П.И. Титов, А.А. Сидоров [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 69. - С. 96-106. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/05/pdf/25.pdf.
15. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2019662779. Программа подбора параметров гидропривода лесных машин : заявл. 23.09.2019 ; опубл. 02.10.2019 / Н.Ю. Юдина, А.Н. Черников, Р.В. Юдин ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
16. Quang, L.H. Robust control of a multi-degree-of-freedom electromechanical plant with adaptive disturbance compensation / L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - Vol. 1864. - 012083. - DOI:https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012083.
17. Robust control of multi degree-of-freedom mehanical plant with adaptive disturbance compensation / L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // XXIII International Conference on soft computing and measurements, SCM. - 2020. - Pp. 242-245. - DOI:https://doi.org/10.1109/SCM50615.2020.9198778.
18. Quang, L.H. Adaptive robust control of a multi-degree-of-freedom indefinite nonlinear electromechanical plant with adaptive compensation of disturbances / L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2020. - 2020. - С. 9271203. - DOI:https://doi.org/10.1109/FarEastCon50210.2020.9271203.
19. Quang, L.H. Multi-degree-of-freedom nonlinear mechanical plant adaptive control / L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2020. - 2020. - С. 9271415. - DOI:https://doi.org/10.1109/FarEastCon50210.2020.9271415.
20. Quang, L.H. Adaptive robust control of a multi-degree electromechanical object with elastic properties / L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // Proceedings - 2020 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2020. - 2020. - С. 570-575. - DOI:https://doi.org/10.1109/SUMMA50634.2020.9280588.
21. Quang, L.H. Adaptive control of rigid multi-degree-of-freedom nonlinear mechanical plants/ L.H. Quang, V.V. Putov, V.N. Sheludko // Journal of Physics: Conference Series. - 1021. - Vol. 1864. - 012084. - DOI:https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012084.
