автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Автоматизированная обработка геометрической информации в комплексе автоматизированного моделирования

ГБ ОД

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Горитов Александр Николаевич

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЛЕКСЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.11.-Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов, систем и сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ТОМСК 1994

Работа выполнена в НИИ прикладной математики и механики и Томской государственной академии систем управления и радиоэлектроники

Научный руководитель: доктор технических наук, В.М. Дмитриев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор А.К. Мартынов

кандидат технических наук, доцент Д.П. Петере

Ведущая организация: ГНПП Полюс

Зашита диссертации состоится "0.2." июИ9\ 1994 года в \5ой часов на заседании Специализированного Совета Д 063.80.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук при Томском политехническом университету по адресу:

634004, г. Томск, ул. Советская, 84, Томский политехнический университет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета. Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим выслать по указанному адресу на имя ученого секретаря Специализированного Совета.

Автореферат разослан "_"_ 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета к. т. н., доцент

И.Л.Чудиков

- а

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Постоянный рост сложности проектируемых механических устройств ставит перед исследователем необходимость решения разнообразии задач многомерной механики. В настоящее время разработаны различные методы моделирования сложных механических устройств и систем. Они поьволяют проводить кинематический и динамический анализ технических устройств различной сложности. Многие из них ориентированы на определенный класс устройств. Так известны методики расчета дорожных и строительных машин, расчета кинематики и динамики промышленных роботов, расчет-тракторов и сельхозмашин с навесными орудиями и ряд других методик. Среди универсальных методов моделирования механических систем и устройств отметим метод, основанный на теории компонентных цепе$. На основе данного метода разработана и создана система автоматизированного моделирования МАРС.

Применяемые методы моделирования позволяют вычислять скорости, ускорения и перемещения различных элементов механических устройств в виде численных величин. Проектировщик, выполняющий анализ технического устройства на ЭВМ, получает наг5ор таблиц или графиков, в которых отражаются изменения интересующих пользователя переменных. Полученные таблицы и графики ие отражают всю необходимую для проектировщика информацию. Они требуют дальнейшей интерпретации. Особенно большую сложность имеет интерпретация пространственного положения элементов сложной машины или механической конструкции. Перечислим основные задачи, где встречается необходимость интерпретации результатов анализа в пространстве:

- прямая задача о положении схвата промышленного робота;

- положение рабочего органа экскаватора;

- позиционирование обрабатывающего инструмента в станках с' 41IV;

- определение траекторий иеренещающахсм сбъекюь в гибких производственных линиях.

Все перечисленные задачи маяно свести к Четырем олшышы типам:

Г) поиск оптимальных компоновочных реокшии,

S) проверка на выполнение условий собираемости;

3) контроль недопустимых взаммопересечений элементов в щюцессе функционирования;

4) движение при заданных пространственных ограничениях.

В наиболее общем виде решение этих задач состоит в геометризации функционального моделирования, которое достигается путем включения специальным образом построенных алгоритмических и программных средств геометрического моделирования в блок автоматизированного моделирования сложных механических систем и построения на его основе геометрических сцен;

Создание единого аппарата функционально-геометрического моделирования требует расширения системы основных понятий автоматизированного моделирования, разработанных применительно к анализу режимов функционирования механических объектов.

Связь темы с планами основных научных работ. Диссертация Горитова Александра Николаевича "Автоматизированная обработка геометрической информации в комплексе автоматизированного моделирования" представляет собой итог исследований автора, выполненных в соответствии с планом научно-исследовательских работ НИИ прикладной математики и механики по теме "Автоматизация моделирования неоднородных технических устройств" (шифр "МАРС" Н гос. per. 01829057922, 1985 - 1992 гг.), включенной в Государственную целевую программу 0Ц.027 "Создание и развитие автоматизированных систем научных исследований (АСНИ) и систем автоматизированного проектирования (САПР)" и Региональную межвузовскую целевую комплексную научно-техническую программу Минвуза РОХСР "Автоматизация", раздел 2.7.

Цель диссертационной работы. Цель работы состоит в разработке методологических основ и программно-алгоритмического аппарата геометризации пространства состояний сложных механических систем.

Для достижения поставленной цели потребовалось:

- определить формализованное представление геометрических сцен для автоматизированного моделирования;

- разработать методику автоматизированного построения моделей геометрических объектов из моделей компонентов;

- разработать методику автоматизированного построения и ■агмиза геометрических цепей;

- образовать единую комплексную систему анализа функцио-

- ь -

нирования (МАРС) и геоыетризации пространства состояний;

- создать диалоговые средства, для повышения эффективности ввода и обработки алфавитно-цифровой и графической информации.

Метод исследования. При решении поставленных задач использовался аппарат теории цепей и структурных графов. В процессе создания программных средств использовались принципы структурного программирования и нисходяцего проектирования, а также принципы создания интегрированной программной среди, включающей в себя диалог и управление входной информацией, систему геометрического моделирования, программный интерфейс для связи с системой функционального моделирования, библиотеку моделей компонентов.и блоки визуализации входной и выходной информации.

Научная новизна. Наиболее существенные результаты, полученные в диссертационной работе и представлявшие научную новизну, следующие:

1. Выполнено развитие теории компонентных цепей применительно к описанию геометрии сложных механических устройств;

2.Построены алгоритмы автоматического построения и анализа модели геометрической цепи.

3. Построен единый аппарат функционально-геометрического моделирования сложных механических устройств.

4. Разработан программный комплекс проблемно-ориентированных программ для автоматизированного функционально-геометрического моделирования сложных механических устройств, которые позволяют проводить статические, кинематичесгае и динамические исследования механических устройств с последующей визуализацией процессов функционирования объектов на плоскости или в пространстве как в автономном так и в комплексном режиме путем подключения системы МАРС; -

Практическая ценность. На основе теоретических исследований, проведенных в работе, автором разработаны и созданы пакет программ геометризации пространства состояний сложных механических объектов и диалоговый процессор, обеспечнвашйй управление единой комплексной системой автоматизированного моделирования и геоыетризации функционального пространства. С использованием этих программных комплексов можно выпс-сн/Ль нее ледованив сложных механических устройств в статическим, иные

магическом и динамическом режимах с последующей визуализацией функционально-геометрической сцены. Созданные программные средства позволяют решать следующие типы задач машиностроения:

- поиск оптимальных компоновочных решений;

- проверка т выполнение условий собираемости;

- контроль недопустимых взаимопересечений рабочего органа в пространстве функционирования:

- движение при заданных пространственных ограничениях.

Внедрение результатов работы. Пакет программ геометрического моделирования внедрен на ГНПП Полюс, где используется при проведении научно-исследовательских работ для исследования раскрытия сложных механических конструкции в пространстве, на предприятии Технотрон г. Томска для научно-исследовательских работ в области проектирования роботов с оптимальными кинематическими и динамическими характеристиками и на кафедре Робо-тотехнических систем Томского политехнического университета, где попользуется в учебном процессе при проектировании и проверке футсциовирования робототехннческих комплексов.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались на:

- Зональной конференции "Проблемы повышения производи тельности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства" САндропов, 1980);

- научно-практической конференции на тему "Региональная ме.»иаузовс1сая целевая комплексная научно-техническая программа Миввуоа РСФСР "Автоматизация" и ее роль в реализации областной программы "Ускорение - 90" (Томск. 1988).

По теме диссертационной роботе опубликовано пять статей и теяисн доклада.

Объем^аботу^ Диссертация содержит введение, 5 глав, заключение и список литературных источников. Объем работы составляет 152 страницы машинописного текста, включая 28 рисунков и 2 таблицы.

С0ДЕРЙА1МЕ РАБОТЫ

Вов велении обоснована актуальность диссертационного исследования, определена цель и задачи работы, показана научная новизна и практическая ценность диссертации.

В первой главе диссертационной работы рассматриваются математические методы описания сложных геометрических объектов на ЭВМ - типы моделей геометрических примитивов, а также методы синтеза математических моделей сложных технических устройств и систем на основе миделей геометрических примитивов.

Основой для систем геометрического моделирования является модель геометрического объекта. Для представления объекта в геометрическом моделировании используются следующие типы моделей: каркасные (проволочные), полигональные (поверхностные) и объемные.

Наиболее полной моделью является объемная модель. Основным элементом для построения объемной модели является поверхность. Используются следующие способы построения объемных моделей:

1) объем задается с помощью ограничивающих поверхностей;

2) объемная модель строится как совокупность элементарных компонент, каждая из которых задается с помощью ограничивающих поверхностей;

3) объемная модель строится с помощью операций,геометрического объединения, геометрического пересечения и геометрической разности, выполняемых над элементарными объемами, под которыми понимается множество точек в пространстве.

Производится анализ известных систем геометрического моделирования, таких как DDM, CDM300, CATIA, СОМРАС, ROMULUS, TIPS-1, CADIS, GEOMETRIE, EUCLID, MEDUSA, ФАП-КП. Рассматриваются используемые типы моделей геометрических примитивов, способы построения моделей сложных геометрических объектов и область применения системы геометрического моделирования.

Применение диалоговых средств позволяет значительно поьы-сиуь производительность труда как начинающего так и опытного проектировщика.

Основными элементами построения диалога являются следующие; простой запрос, предложение для выбора, з;щрос с синтаксисом для ответа, запрос в свободной форме, команда, фраза на квааиестественном языке.

В данной главе проводится анализ существующих типов диалога, используемых в системах автоматического проектирования и иодёлирования. Выделяются основные цели, преследуемые при разработке диалога. Анализируются принципы nocí роения диалога и

основные элементы его построения. Отмечаются возможности как текстовых тзк и графических диалоговых средств. Рассматриваются этапы создания программных средств.

В третьем параграфе первой главы рассматриваются основные особенности каждого из этих этапов разработки программного обеспечения применительно к поставленной задаче.

Среди работ, посвященных проблемам геометрического моделирования и использования его в системах автоматизированного проектирования следует выделить монографии Гардана И., Люка М., Горелика А.Г., Зозулевича Д.М., Осипова В,А., Рвачева В.Д., Шпура Г., Краузе Ф;-Л.

Вопросы, связанные с организацией диалогового взаимодействия, достаточно подробно рассмотрены в работах Броневицкого В. И., Никитина А.И., Герасимова И.А., Яковлева А.И., Денинга В., ЭссичаГ., Мааса С., Анисимова ВЛ1., Дмитровича Г.Д., Скобель-цина К.Б., Фоля Дж., Уоллеса В.

Методам разработки программных систем посвящены работы Зелковица М., Шоу А., Генона Дж., Фокса Дж. Отдельным вопросам разработки программного обеспечения посвящены монографии авторов Агафонова В.И., Дала У., Дейкстры Э., Хоора К., Йодана Э., Вирта II., Гласса Р., Майерса Г., Хьюза Дж., Мичтома Дж. ■

В заключение главы на основе изложенного материала делаются выводы и ставятся задачи, подлежащие решению:

- разработать формализованное описание геометрии сложных механических устройств на основе теории компонентных цепей и дать формализованное представление компонентов и связей компонентной геометрической цепи;

- разработать алгоритмы и построить систему автоматизированного моделирования сложных механических устройств на основе теории компонентных цепей, допускающую оперативное манипулирование ее структурой и параметрами;

- разработать интегрированный комплекс проблемно-ориентированных программ с диалоговым интерфейсом для автоматизированного функционально-геометрического моделирования ta. основе сопряжения систем функционального и геометрического моделирования. Для- выполнения функционального моделирования использовать систему автоматизированного моделирования МАРС. Диалоговый интерфейс выполнить с применением высококачественного контроля входных данных. На этапе синтеза и анализа моделируе-

к

') У*

а/к

Рис. 1. Обобщенная структура геометрической цени

а) базовый элемент " б) присоединенный элемент Рис. 2. Графическое представление геометрического К _—_ элемента

У*

Рис. 3. Графическое изображение формализованного представления детали

Рис. 4. Графическое изображение формализованного представления изделия

«ого объекта использовать графические средства.

Вторая глава диссертационной работы посвящена развитию метода компонентных цепей применительно к формализованному представлению геометрических объектов.

Теория компонентной геометрической цени строится на основе теории компонентных цепей, разработанной Арайсом Е.А. и .Дмитриевым В.М.

Формализованное представление и моделирование сложных механических устройств потребовало развития аппарата компонентных цепей. Для описания сложных механических устройств введено понятие компонентной геометрической цепи: - (К, N1, Ик, Т), где К - множество компонентов геометрической цепи: (Ь - множество узлов жесткого соединения компонентов цепи (топологических узлов); Ик - множество кинематических узлов; Т - топологическая функция, устанавливающая топологические соотношения между графами компонентов из К и узлами цепи. Граф Г(С^) задает топологию геометрической цепи, т.е. структуру межсоединения компонентов (рис. 1).

Компонентом геометрической цепи могут быть элементы, детали и изделия. Математической моделью элемента К будем называть набор

Е = <с1, г, ш, 5> , где с1 - совокупность геометрических параметров элемента; г - размерность пространства, в котором строится модель элемента; т - совокупность математических зависимостей; з - топологические параметры элемента. Графическое представление элемента приведено на рис. 2.

Математической моде пью детали называется набор О « <К, ом, 5„, Т>, где к - множество моделей компонентов: - множество внешних связей детали; Б* - множество внутренних связей детали (связи между компонентами, составляющими деталь); Т - функция, устанавливающая соответствие между множествами К я 5ц. Внутренние связи детали являются жесткими. Топологическим параметром детали 'является множество внешних связей детали. Геометрическим параметром детали является множество геометрических параметров моделей компонентов, ' входящих в деталь. Графическое представ-.л»ни'? детали приведено на рис. 3.

Математической моделью изделия называется набор 7. = <К, Б, Зь Зк, Т>. где К - множество компонентов изделия; Э - множество деталей изделия; 5t - множество жестких связей, соединяющих компоненты и детали изделия; Эк - множество кикематичесга« связей изделия; Зу - множество внешних связей изделия; Т - топологическая функция, устанавливающая соответствие между множеством всех моделей и множеством всех связей. Математическое представление изделия приведено на рис. 4.

Соединение геометрических компонентов в геометрическую цепь производится посредством описания связей, существующих между компонентами геометрической цепи. При объединении связи компонентов образуют узлы компонентной цепи. Будем выделять узлы жесткого соединения (топологические узлы) и узлы кинематического соединения (кинематические узлы).

Всякий объект характеризуется совокупностью физических, топологических и математических предикатов, образующих предикатные группы. Множество физико-математических предикатов позволяет построить модель объекта в форме алгебро-дифференциаль-ных уравнений, которые не учитывают в явном виде состав и характер соединения входящих в систему элементов. Включение топологических предикатов позволяет строить матричио-топологическую модель исследуемого объекта, учитывающую компонентный состав и характер "сборки" элементов в структуру. Изменяя топологические предикаты, можно манипулировать топологической структурой объекта.

Для геометризации функционального моделирования к характеристикам объекта исследования добавляется множество геометрических предикатов, характеризующих размеры и форму элементов из объекта, а также взаиморасположение объектов в пространстве.

Функционально-геометрическая модель является результатом последовательного объединения алгебраической модели объекта, определяющей его 'функционирование, и геометрической модели, осуществляющей вычисление координат геометрических элементов объекта. Реализация пространственно-временных характеристик объекта с последующей их визуализацией образует функционачь-но-геометрическую сцену. Понятие функционально-геометрической сцены является обобщающим понятием для геометрического и Функ-

циснаяьного моделирования, позволяет свести воедино два способа моделирования сложных геометрических объектов и получить при этом качественно новые возможности при моделировании.

Э заключение рассматриваются основные режимы анализа функционально-геометрических сцен.

В третьей главе рассматриваются алгоритмы автоматизированного построения и анализа геометрической цепи.

В данной главе рассматривается общий алгоритм моделирования геометрического объекта на основе теории компонентных цепей. Алгоритм применим для моделирования геометрических объектов в статическом, кинематическом и динамическом режимах. Общая схема моделирования геометрического объекта, включает в себя четыре основные этапа:

1) формирование описания геометрического объекта в виде спискового представления цепи;

2) вычисление матриц перехода между смежными компонентами геометрического объекта;•

3) при наличии кинематических связей в модели геометрического объекта выполняется пересчет значений коэффициентов матриц перехода с учетом начальных данных или данных из функционального моделирования;

4) геометрические расчеты и проверки.

На первом этапе на основе схематического изображения объекта строится списковое представление компонентной геометрической цепи, которое содержит перечисление входящих в объект компонентов и деталей. Информационная строка о компоненте включав* в себя:

- имя компонента;

- значение геометрических-параметров;

- координаты точек, обеспечивающие связь с предыдущим компонентом цепи;

- количество присоединенных компонентов;

■ • мюрдинаты точек, используемые для связи с присоединенными компонентами.

На втором этапе вычисляются матрицы перехода для пересчета координат точек из ССК 1-го компонента в ССК 1+1-го компонента и ъекюр свободных членов. На основе матриц перехода между истинен 1аыи для ¡-¿¡ждого из них строится матрица перехода Но РСК 1 го компонента в ИСК.

На третьем этапе выполняется модификация коэффициентов матриц перехода для кинематических узлов с учетом начальных данных или данных из функционального моделирования.

Па четвертом этапе для каждого компонента, геометрической цепи вычисляются координаты точек, принадлежащие текущему компоненту. В зависимости от заданного режима, координаты вычисленных точек могут принадлежать всему объему; занимаемому компонентом, или только его поверхности. Организуются геометрические проверки:

а) попадание контрольной точки в область компонента;

б) попадание контрольной области в область компонента. По результатам геометрических проверок выдаются сообщения. Формируется геометрическая сцена моделируемого объекта.

На пятом этапе выполняется контроль на окончание процесса моделирования.Для статических сцен процесс моделирования заканчивается после однократного выполнения алгоритма. При кинематических и динамических расчетах условие для окончания процесса моделирования определяется из задания на моделирование. Если условие окончания выполняется, то вычисления прекращаются. В противном случае выполняется переход на этап 3.

Данная схема моделирования применима для исследования всего спектра геометрических объектов - статических, объектов с кинематическими сйязями и динамических объектов. Подробное рассмотрение каждого этапа общей схемы моделирования включает в себя описание алгоритма, реализующего данный пункт. Описывается работа предлагаемых алгоритмов. Дается оценка числа операций для алгоритма проверки на взаимопересечение компонентов геометрической цепи.

В четвертой главе рассматривается реализация пакета программ геометрического моделирования сложных механических устройств и диалоговый процессор комплекса программ функционально-геометрического моделирования.

Дается описание структуры пакета программ геометрического моделирования (рис. 5). Приводится структурная схема информационных потоков в пакете программ геометрического моделирования. Дается описание структуры задания на моделирование геометрического объекта и структуры описания моделируемого объекта. Рассматривается алгоритмическая структура модели компонента геометрической цепи. Вводится понятие базисного набора мо-

1Ьг Г

Описание моделируемого объекта в виде геометрической цепи

Блок входной информации

Задание на моделирование

J

Управляющая программа

п

Модель геометрического компонента

Развертка

модели

компонента

Г

<-

Функции.

описывашцие

границы

моделей

компонентов

-0-

Программы, обеспечивавшие обработку древовидной структуры связей моделей компонентов

Программы составления систем уравнений для вычисления функций перехода

Вычислительный блок

Программа решения систем линейных алгебраических уравнений

Т_

Программа Формирования проекций геометрического объекта

Программа печати исходных данных

Программа выдачи сообщений о геометрическом противоречии

Выдача сообщений об ошибках

Информационный блок

Рис. е . Обобщенная структурная схема пакета программ гевиетрическоги моделирования,

- -

делен компонентов как минимально необходимое множество моделей для моделирования широкого круга различных механических устройств. Базисный набор моделей компонентов составляет основу библиотеки моделей компонентов. Методы, положенные в основу созданного пакета программ геометрического моделирования, позволяют пользователям самостоятельно дополнять библиотеку моделей геометрических компонентов и развивать ее в соответствии со спецификой решаемых задач. Приводятся алгоритмы:

а) автоматического формирования спискового описания моделируемого устройства по его графическому представлению;

б) обработки исходного описания геометрического объекта при вычислении функций перехода из ССК каждого компонента' о ИСК.

в) контроля на геометрическое противоречие в моделируемом

объекте.

Рассматривается работа приведенных алгоритмов.

Диалоговый процессор комплекса программ функционально-геометрического моделирования, рассматриваемый п этой же тлаве, обеспечивает весь технологический цига решения задач. Диалоговый процессор позволяет выполнять:

а) автоматизированное задание и редактирование топологии компонентной цепи в графической форме для функцяонально-гео-метрического моделирования с помощью специализированного графического редактора;

б) автоматизированное задание и редактирование параметров компонентов цепи;

в), вводить, редактировать и информационно сопровождать процедуры задания на моделирование для выполнения совместного Функционально-геометрического моделирования сложных механических устройств.

г) автоматизированное накопление, обработка и выдача результатов анализа в графической или табличной форме.

Как было сказано вшз, при задании структуры геометрической цепи исполь'йувтся специализированный графический редан-тор. С помощью набора графических примитивов на экране дисплея . задаются компоненты геометрической цепи (рис.6). Узлы изображаются на экране малыми кружками, а ветви - линиями. Здесь же можно задавать параметры геометрических компонентов, взаимное положение связанных систем координат геометрических компонен-

тов и положение базового компонента относительно неподвижной системы координат.

Рис. В.

Графический образ геометрической цепи служит основой для автоматического формирования описания геометрической цепи и задания на моделирование на входном языке пакета программ геометрического моделирования.

Визуализация результатов моделирования трехмерных объектов выполняется для указанного пользователем направления взгляда на объект и углом возвышения. Изображение строится на экране покадрово. В зависимости от способа вывода изображение каждого кадра может накладываться на предыдущие изображения моделируемого объекта, показывая всю картину перемещений, либо замещая последнее изображение. В этом случае на экране дисплея присутствует два изображения мбделируемого объекта - последнее и предыдущее. Это позволяет пользователю видеть относительные перемещения составных частей геометрического объекта. -

В пятой главе рассматриваются примеры применения предлагаемого аппарата для решения практических задач. Для иллюстрации выбраны задачи, имеющие место в робототехнических комплексах:

а1) технологические операции переноса и размещения деталей;

б) технологические операции но сборке и монтажу деталей.

Решение этих задач позволяет анализировать возникающие ситуации ь процессе функционирования роботизированных уст-

ройств, выявлять случаи столкновения рабочего органа робота-манипулятора с имеющимся оборудованием, проектировать размещение 1сак самого оборудования так и рабочего органа, компоновать рабочий орган из промышленных, функционально законченных модулей и анализировать функционирование сконструированного устройства в заданной пространственной среде.

В последнем разделе рассмотрены результаты диссертационной работы, сделаны выводы, указывающие на то, что предлагаемая методика моделирования сложных механических ■устройств существенно обогащает возможности систем автоматизированного моделирования, а предлагаемый проблемно-ориентированный пакет программ реализует рассмотренную методику функционально-геометрического моделирования сложных механических устройств с последующей визуализацией процессов функционирования объекта на плоскости или в пространстве.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформулирован новый подход к моделированию сложных механических устройств, представляющих собой много'связные 3-х мерные геометрические структуры, на основе теории компонентных цепей. Введено понятие модели геометрического компонента и компонентной геометрйческой цепи применительно к указанному классу объектов. Введенное понятие функционально-геометрической сцены является обобщающим понятием представления сложного механического объекта (например, промышленные роботы, станки с ЧПУ, дорожные и строительные машины), взаимодействующего с объектами внешней среды.

2. Разработаны алгоритмы автоматизированного построения и анализа модели геометрической цепи из компонентов.

3. Создан пакет программ, позволяющий описывать геометрию сложных механических объектов. В процессе обработки геометрической информации об исследуемом объекте выполняется анализ на взаимное расположение элементов моделируемого объекта. Анализ взаимного положения элементов геометрического объекта позволя-. ет выявить наличие в нем геометрических противоречий.

4. Для моделирования и визуализации механических устройств в 3-х мерном пространстве создан базисный набор моделей геометрических компонентов. Методы, положенные в основу пакета

программ геометрического моделирования, позволяют легко создавать модели новых геометрических компонентов, деталей и изделий в зависимости от области использования пакета программ и включать в существующую библиотеку моделей.

5. Разработано сопряжение пакета программ геометрического моделирования с системой МАРС. Интегрирование геометрического моделирования с функциональным моделированием позволяет более полно проводить исследование сложных механических устройств.

6. Рааработан диалоговый процессор, позволяющий обеспечить эффективное управление единой комплексной системой моделирования сложных механических устройств с визуальным представлением функционально-геометрической сцены в статическом, кинематическом и динамическом режимах.

Применение диалогового процессора позволяет повысить производительность труда проектировщика, освобождает его от непосредственного программирования при описании моделируемого объекта, предоставляет польвователю удобный инструмент для работы с задачами, позволяющий сосредоточить все внимание проектировщика на моделируемом объекте - его структуре и параметрах.

Созданная методика иллюстрируется рядом практических примеров иэ области робототехники и тракторостроения.

Таким образом, построен единый аппарат функционально-геометрического моделирования сложных механических устройств, ко-торий позволяет проводить статические, кинематические и динамические исследования механических устройств с последующей визуализацией процессов функционирования объектов на плоскости иди в пространстве.

ПЕЧАТНЫЕ РАБОТЫ АВТОРА 110 ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Горитои А.И. Программная организация моделирования на основе причинно■ следственных зависимостей. // Вопроси программирования и автоматизации проектирования. Bun. ES. - Томск, 1860. - с. 4и - Ьб. '

<:. Горитоь А.Н. Модс.-дш[хл)£1ШШ радиоэлектронных цепей ме ■годам упорядочены ниформацисииих связей // Автомат u&aww ааа лиаа и спнтсоа i'.upvK'ryp 0UI и вычислительных алгоритмов. (меч, 1Ус!;;. ■ с. 4" - 46.

3. Горитов А.Н. Автоматизация геометрического моделирования в системе МАРС. // Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства /Тезисы 1 зональной научно-технической конференции. - "Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизации машиностроительного производства".- Андропов, 1986.- с. 12 - 13.

4. Горитов А.Н. Диалоговый процессор системы моделирования МАРС / Том. ун-т.- Томск, 1992.- 20 с. :ил. Деп. в ВИНИТИ 8.07.92г. N 2218-В92.

5 . Горитов А.Н., Дмитриев В.М. Геометризация,функционального пространства / Том. ун-т.- Томск, 1992.- 25 с. :ил. Деп. в ВИНИТИ 21.12.92г. N 3590-В92.

6. Горитов А.Н. Пакет программ геометрического моделирования сложных механических устройств / Том. ун-т.- Томск, 1993,- 33 с. :ил. Деп. в ВИНИТИ 27.01.93 г. N 177-В93.