Публикации автора

Цель. Целью исследования является создание эффективной модели динамики беспилотного транспортного средства с двумя поворотными осями, пригодной для разработки алгоритмов автономного управления.

Метод. Исследование основано на методах математического моделирования.

Результат. В работе представлена математическая модель динамики беспилотного транспортного средства (БТС) с двумя поворотными осями, которая учитывает движение центра масс, динамику подвески, вращение корпуса вокруг центра масс по углам тангажа и крена, влияние отрыва колёс от опорной поверхности вследствие деформации подвески и изменения вертикальных нагрузок, силу тяжести в продольном движении при наклоне кузова. Предложен аналитический метод расчёта главных моментов инерции, основанный на геометрических параметрах и положении кузова, колёс и центра масс груза. В целях упрощения моделирования приняты допущения: не учитывается динамика вращения колёс, взаимодействие шин с дорогой описано упрощённо, а динамика силовой установки и рулевых приводов представлены дифференциальными уравнениями первой степени.

Вывод. Входы и выходы математической модели соответствуют реальным сигналам в бортовом комплексе управления, что обеспечивает её применимость для разработки и отладки алгоритмов управления. Результаты моделирования показали корректность описанных соотношений для моделирования динамики БТС и их применимость для задач отладки систем управления движением БТС.

Качественное и надежное функционирование экзопротезов, например кисть руки, поможет существенно улучшить качество жизни людей, у которых повреждены или утрачены части тела. Подобное функционирование обеспечивается с помощью системы управления, рассмотренной в данной работе. Моделью экзопротеза пальца служит математическая модель плоского трехзвенного маятника с учетом ограничений на возможные углы поворота каждого звена. Приведенный в работе тросовый механизм состоит из четырех независимых тросов, каждый из которых крепится к соответствующему звену экзопротеза пальца на заданном расстоянии. Каждый трос независимо управляется электрическим двигателем постоянного тока. Регулирование реализуется с помощью пропорционально-интегральных регуляторов (ПИ-регуляторов) по ошибкам заданных значений углового положения каждого звена. Для этого по заданным угловым положениям каждого звена вычисляется необходимая сила натяжения тросов, используемая для создания моментов нагрузки приводов. Настройка системы регулирования осуществляется с помощью генетического алгоритма. Для проверки предложенного подхода было проведено моделирование, показавшее, что рассмотренная система регулирования экзопротеза пальца кисти человека с торсовой конфигурацией принципиально применима.