автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Повышение эффективности информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах

На правах рукописи

Амурский Алексей Владиславович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ РОБОТАМИ В ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

(промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003465307

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики (МГУПИ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Гарипов В. К.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Данилин Н С.

кандидат технических наук, доцент Кнауэр И.Б.

Ведущая организация: ОАО «Центральный научно-исследовательский

технологический институт»

Защита диссертации состоится « Д » марта 2009 г. в 12 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.119.01 в Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: 107996, г. Москва, ул. Стромынка, д. 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан « 18 » февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д 212.119.01 доктор технических наук, профессор

В.В. Филинов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы

Автоматизация производства способствует сокращению трудоемкости, увеличению производительности труда и внедрению новых технологических методов, реализации новых научно-технических и технологических решений.

В настоящее время на предприятиях осуществляется множество технологических процессов, в которых продолжительность основных операций сопоставима с длительностью погрузочно-разгрузочных и вспомогательных работ. Так же современное состояние производств характеризуется частой сменой номенклатуры и объемов выпускаемой продукции, варьировшшем сырья. Для ликвидации тяжелого физического труда на вспомогательных операциях, особенно во вредных и особо опасных условиях необходимо использовать автоматизированные системы - гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Одним из основных элементов внутризаводской перевозки грузов являются межучастковые и межцеховые перемещения по схемам. В настоящее время эти перемещения в большинстве случаев осуществляются различными машинами напольного транспорта, управлением которых занято большое количество рабочих. Супервизорное управление не является оптимальным вследствие того, что человек может допускать ошибки и имеет более низкую скорость реакции, чем автоматизированная система

Анализ современного состояния показывает, что оптимальным вариантом для выполнения данных функций является применение транспортных систем на основе мобильных транспортных роботов (МТР).

В последнее время на внутри- и межцеховых перемещениях грузов все большее применение находят напольные безрельсовые роботы-штабелеры, выполняющие без водителя транспортные и погрузочно-разгрузочные операции по заданной программе в автоматическом цикле. С их помощью осуществляют транспортировку грузов по горизонтали в пространственных цехах, загружают и разгружают сборочные линии, встраиваются в производственные процессы, служат в качестве мобильного рабочего места, соединяют в единую цепь станки, загружают и разгружают склады и соединяют их с другими участками ГАП.

От характеристик таких МТР во многом зависит эффективность цехов и самого предприятия. Вместе с тем сами технические характеристики технические характеристики МТР определяются:

• собственно конструкцией;

• качеством информационно-измерительных систем управления (ИИСУ МТР), обеспечивающих обмен информацией между элементами МТР (как измерительной, так и управляющей).

Очень важную роль играют алгоритмы функционирования ИИСУ МТР, определяющие быстродействие всего комплекса.

От ИИСУ МТР во многом зависит эффективность работы всего ГАП. Рассредоточение вычислительной мощности по различным уровням и блокам ИИСУ МТР в ГАП позволяет уменьшить потоки информации, сократить общее время обработки, повысить надежность систем, обеспечить гибкость построения структур и программ обработки информационных потоков.

Проведенный анализ показал, что в настоящее время однозначного решения по использованию той или иной методологии для построения ИИУС МТР не существует. Промышленность предлагает не только сотни видов различного оборудования от множества производителей, но и ряд принципиально отличающихся подходов к решению создания ИИСУ МТР.

Такое направление развития ИИСУ МТР выявляет тенденцию усложнения их структуры. Эта тенденция ведет к необходимости решения задач маршрутизации, так как качество решения данных задач напрямую влияет на производительность и эффективность использования ИИСУ в целом.

В общем, решение проблемы повышения эффективности ИИСУ МТР зависит от многих факторов, структуры ИИСУ, интенсивности изменения данных, времени задержек в узлах маршрутизации, пропускной способности каналов и т.п.

В связи с этим, разработка новых более эффективных методов и алгоритмов построения структур, обеспечивающих сокращение времени передачи и обработки данных в ИИСУ МТР является актуальной задачей.

1.2. Цель работы - повышение быстродействия и точности перемещения мобильных транспортных роботов за счет совершенствования их информационно-измерительных систем управления.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:

• разработать алгоритм построения математической модели мобильного транспортного робота и окружающей его среды, позволяющий более адекватно и быстро моделировать внешнюю среду для автоматизации транспортных операций;

• исследовать методы и алгоритмы управления информационными потоками в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах;

• разработать алгоритм оптимизации структур и алгоритмов управления информационно-измерительных систем управления, обеспечивающих повышенное быстродействие мобильных транспортных роботов;

• разработать математическую модель электроприводов мобильного транспортного робота;

• проанализировать схемы построения и разработать корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих приводов, входящих в состав информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами;

• разработать методику построения токового контура электропривода МТР, обеспечивающего минимальный расход энергии,

• провести экспериментальную проверку разработанных алгоритмов.

13. Методы исследования

Для достижения поставленной цели в качестве аппарата исследований использованы: теория систем, топология, теория матриц, теория графов, теория информации и передачи сигналов, теория массового обслуживания, теория вероятностей, прикладная комбинаторика, теория множеств.

1.4. Научная новизиа работы

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена обобщенная структурная схема информационно-измерительной системы управления мобильными транспортными роботами, отображающая основные взаимосвязи между блоками системы и особенности построения мобильных роботов.

2. Разработана методика построения корректирующих устройств, повышающих быстродействие и точность следящих электроприводов, входящих в состав информационно-измерительных системы управления мобильными транспортными роботами.

3. Разработана методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота, позволяющая наиболее полно использовать динамические возможности электропривода.

4. Предложен метод моделирования окружающей среды мобильных транспортных роботов, позволяющий быстро обрабатывать информацию о его положении и принимать управляющие решения.

5.Предложен метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

1.5. Практическая ценность работы заключается в том, что:

• предложенные алгоритмы и вычислительные методы доведены до практической реализации, позволяют организовать процедуры оптимизации структур, передачи и обработки данных в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах, что обеспечивает своевременную проработку вопросов построения структуры информационно-измерительных системы управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах еще на этапе ее проектирования;

• разработанный метод моделирования внешней среды мобильного транспортного робота обладает достаточной универсальностью и применим на любых видах производств, где необходима автоматизация межучастковых транспортных операций. Предложенный метод моделирования окружающей среды мобильных роботов позволил обеспечить более быструю обработку информации о их положении по сравнению с известными методами за счет осуществления возможности работы в реальном времени и потребности в меньших затрат памяти и вычислительных ресурсов ЭВМ.

• оптимизация алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, на основе предложенного метода замещений, позволила обеспечить повышение их быстродействия за счет более точно выбора прохождения вычислительного процесса и использования новые виды математических ограничений (векторов топологии);

• разработанные корректирующие устройства повысили быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами;

• программное обеспечение, разработанное для анализа информации об объекте автоматизации и расчету оптимальных путей перемещения мобильных транспортных роботов, позволяет быстро внедрить разработанного комплекса алгоритмов в реальных производственных условиях.

1.6. Реализация ч внедрение результатов работы:

Результаты моделирования окружающей среды мобильных транспортных роботов, оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, а также разработанные корректирующие устройства следящих электроприводов мобильных транспортных роботов использованы па предприятии ОАО «Центральный научно-исследовательский технологический институт» в распределенных информационно-измерительных системах (РИИС) сборочных робототехнических комплексов (РТК) КСП-3, что подтверждено соответствующим актом внедрения.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре «Приборы и информационно-измерительные системы» в курсе лекций и лабораторном практикуме по специальности «Приборостроение».

1.7. Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 4 всероссийских и международных научно-технических конференциях.

1.8. Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ и виде статей в журналах, трудах международных и российских конференций и сборнике научных трудов МГУПИ, из них 2 работы в издании, рекомендованном ВАК РФ для опубликования научных положений диссертационных работ. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат научные и практические результаты, заявленные в диссертации.

1.9. Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 139 наименований и приложения, а также включает рисунки и таблицы в количестве 85 шт.

1.10. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод моделирования окружающей среды мобильных транспортных роботов, обеспечивающий быструю обработку информации о их положении.

2. Метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

3. Корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

4. Методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота и схема построения токового контура электропривода.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, формулируются цель и основные направления научного исследования, отмечаются новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе диссертации приведен подробный обзор литературы по теме автоматизации процессов транспортировки на производствах, рассмотрено существо задачи маршрутизации, классификация систем маршрутизации. Показано, что современная информационно-измерительная система управления (ИИСУ) мобильными транспортными роботами (МТР) имеет, как правило, сложную многоуровневую систему управления, имеющую несколько уровней иерархии:

• приводной уровень, решающий задачу непосредственного управления приводами исполнительных устройств по заданной траектории;

• траекторный уровень, отвечающий за согласованную работу систем управления приводами при реализации заданного закона управления;

• уровень логического управления, отвечающий за координацию работы объектов или локальных систем управления;

• интеллектуальный уровень, формирующий управляющие директивы (в том числе - траектории перемещения МТР) на основе информации о внешней среде и состоянии управляемой системы.

На рис. 1 приведена обобщенная структура ИИСУ МТР.

ИД

АСУД

СФМВС 12

СТЗ

ч

КБД

СПД

НС

ИС

СП

ВС

Рис.1. Структурная схема ИИСУ МР ИД - исходные данные; ВС - внешняя среда;

АСУД - автономная система управления движением;

СТЗ - система технического зрения;

КБД - картографическая база данных;

СФМВС - система формирования модели внешней среды;

СПД - система планирования движения;

ИС и НС - исполнительная и навигационная системы;

СП - следящие приводы.

Рассмотрены группы МТР по способу организации перемещения в системах с осуществлением периодических действий. Проведен анализ, в результате которого выделены два типа систем:

• траекторно-детерминированные транспортные системы;

• траекторно недетерминированные среды.

Показано, что траекторно-детерминированные транспортные системы имеют ряд недостатков, к которым относятся негибкость, неуниверсальность, сложность установки и размещения на производстве, а также могут потребовать значительных вычислительных ресурсов при реализации алгоритмов расчета траекторий движения. Установлено, что траекторно-недетерминированные среды являются наиболее перспективными, так как обладают простотой оснащения, установки, модернизации, изменения системы управления.

Установлено, что для решения задач позиционирования и перемещения МТР в окружающей среде необходимы соответствующая исходная информация об их реальных свойствах и методы ее обработки, то есть математическая модель, представленная моделями данного МТР и окружающей среды.

Определено, что по назначению и содержанию модели делят натри больших группы:

• структурные, отражающие составляющие элементы объекта и связи между ними, описывающие системы, сохраняющие свою структуру в процессе функционирования; различают топологические и геометрические структурные модели;

• функциональные, предназначенные для исследования процессов, переменных во времени и пространстве.

Показано, что обычно структурные и функциональные модели используют на ранних стадиях проектирования объектов, когда необходимо оптимизировать их общую структуру.

• алгоритмические, в которых связь параметров выявляется в результате выполнения некоторой последовательности расчётов, которая называется алгоритмом. Данный вид моделей используется при исследовании процессов и систем, не имеющих достаточно адекватного аналитического описания.

Установлено, что, что деление моделей на типы достаточно условно. У сложных объектов в робототехнике зачастую применяют иерархическое моделирование, при котором решения простых математических моделей используют в качестве начальных приближений либо для оценки результатов, полученных на более подробных моделях.

Показано, что для эффективного управления мобильными объектами в режиме реального времени необходимо обеспечить достаточно быстрое получение квазиоптимальных решений задачи управления, достаточно близких к абсолютно оптимальному. При этом требуется, чтобы:

• полученное решение должно быть максимально близко к точному;

• алгоритм может быть формализован на уровне, допускающем его программное представление с помощью алгоритмических языков,

• приближенный алгоритм по используемым ресурсам памяти и вычислительным возможностям должен быть практически реализован на стандартных вычислительных устройствах.

Определено, что модели внешней среды и методы планирования движения являются основными составляющими в задачах маршрутизации МТР.

Установлено, что для построения траектории движения МТР используются разные модели представления окружающей среды и соответственно различные алгоритмы решения задачи оптимизации траектории и соответственно большее число методов, позволяющих решать эти задачи в той или иной степени.

Проведенный анализ показал перспективность использования математического метода, основанного на принципе парных замещений, позволяющего исследовать различные структуры ИИСУ МТР и проводить оптимизацию структур и алгоритмов обмена информацией в них с высокой точностью и быстродействием.

Метод позволяет анализировать любые алгоритмы и структуры систем управления, легко программируется, обладает быстрой сходимостью. Метод замещений имеет целый ряд преимуществ. Это связано с его следующими особенностями:

• по сравнению с методом перебора метод замещений обладает более быстрой сходимостью;

• в отличие от методов ветвей и границ, динамического программирования, метод замещений позволяет исследовать любые структуры ИИСУ МТР;

• по сравнению с методом Монте-Карло метод замещений позволяет исследовать структуры с локальным и глобальным экстремумами целевой функции;

• в отличие от методов конечных автоматов и сетей Петри метод замещений позволяет не только анализировать, но и синтезировать различные структуры ИИСУ МТР.

Вторая глава посвящена анализу и синтезу следящих электроприводов МТР. Проведен анализ основных схем построения следящих электроприводов МТР.

Показано, что обобщенную математическую модель электроприводов МТР с двигателем постоянного тока (ДПТ) можно представить в виде (рис. 2)

Г—, им« - г-рл

иаЦЦ

1/<>с(0

Рис. 2. Обобщенная математическая модель электроприводов МТР

Приняты следующие обозначения:

и^О), и*« - соответственно сигналы задания скорости и тока;

идс(1), ЦдтО) - соответственно сигналы с датчика скорости и тока;

и,(0, [„(^-соответственно напряжение и ток в ДПТ;

Мд(1), М,((:)- соответственно момент двигателя и внешний момент;

\Урс(0, Wp.it)- соответственно регулятор скорости и тока;

Ку, Ту - коэффициент передачи и постоянная времени усилителя мощности;

Я, Ь -соответственно активное сопротивление и индуктивность ДПТ,

I - момент инерции двигателя и нагрузки;

К„, К„ -соответственно коэффициент передачи по моменту и противоЭДС ДПТ; Крс, Крт - соответственно коэффициенты передачи датчиков скорости и тока; Рре, Ррт - нелинейности типа "ограничения" регуляторов скорости и тока.

Проведен анализ контуров скорости электроприводов МТР. Показано, что контур тока принятого для электроприводов с транзисторными усилителями мощности необходимо настраивать на технический оптимум, а контур скорости - на симметричный, в этом случае имеем:

--!-=---, (1)

1 + 2-гс-5) 1 +

№кс (3) - передаточная функция контура скорости.

Установлено, что полоса пропускания электропривода, определяемая как частота при которой наблюдается либо падение амплитуды сигнала идс(1) на 30%, либо сдвиг по фазе между идс(1) и Ц,£(0 на 90°, определяется в виде:

/ и-!-. (2)

Показано,

что для обеспечения Грзп > 100Гц необходимо, чтобы Ту = < 210"4с, что для современных транзисторных усилителей мощности является обычным.

Определена структурная схема электропривода с настройкой контура положения (рис. 3).

Рис. 3. Структурная схема электропривода Wp„(s) -передаточная функция регулятора положения;

Fpll, Fg,- соответственно нелинейности регулятора положения и датчика положения, ip{t) - положение вала электродвигателя.

Показано, что современные системы управления выполняют на базе микропроцессоров с высокой тактовой частотой, поэтому эффектом квантования по времени можно пренебречь, но эффект квантования по уровню (связанный с цифровым использованием положения и регулятора) необходимо учитывать. Определено условие настройки на технический оптимум:

<у.

(5)__?___\..к __!__/3)

^-(1+4-7; -5) 5 " 2 гп -5(1 +г„ -5) г„ = о-Г,,тогда:

Для уменьшения зависимости динамической ошибки от амплитуды входного сигнала был проведен синтез корректирующего устройства, устраняющего инерционность ЭП. Для схемы, представленной на рис. 3:

Структурная схема корректирующего устройства с регулятором положения представлена на рис. 4, для нее:

К

\У (е) =ЛГ 'Лку] '^ _____V р" Ь> ) /6ч

' Р" 1 . т- о л .у* С 1 . т■ г» " ^ '

*ку2

v+ 1+7:,-.Г =

J

9

6(1) и,(О

Рис. 4. Структурная схема корректирующего устройства с регулятором положения

Показано, что если 7, , « у (,?)= >уК" + К . (7)

*

Однако применение вышеприведенного устройства в электроприводах при малых амплитудах входного сигнала приводит к сильной колебательности (неустойчивости) системы, поэтому его следует дополнить нелинейным звеном с переменным коэффициентом усиления (рис. 5).

Рис. 5. Структурная схема регулятора положения с корректирующим устройством

Установлено, что электроприводы мобильных роботов следует строить по схеме с подчиненным регулированием параметров - тока (момента), скорости и положения.

Показано, что динамическая ошибка контура положения электропривода мобильного робота сильно зависит от амплитуды входного сигнала.

Определено, что зависимость динамической ошибки электропривода мобильного робота от амплитуды входного сигнала можно существенно уменьшить (~ 10 раз) за счет разработанного нелинейного корректирующего устройства.

Рассмотрена проблема учета ограниченной мощности источника питания мобильного транспортного робота. Показано, что разряд батареи сильно влияет на динамические возможности электропривода, что видно из скоростной характеристики, представленной на рис. 6.

Рис. 6. Скоростная характеристика электродвигателя МТР

и" и М*- относительные значения скорости и момента на валу двигателя;

Ч - характеристика разряда батареи.

Определено, что при больших ч(~0,75) момент двигателя значительно ограничен, что крайне нежелательно, поэтому следует на больших скоростях ограничивать момент.

Установлено, что пульсации тока еще более ухудшают разрядные характеристики аккумулятора, поэтому стараются их уменьшить за счет соответствующей организации контура тока.

Третья глава посвящена исследованию вопросов моделирования внешней окружающей среды. Предложено при проектировании мобильного транспортного средства и окружающей среды использовать несколько типов приближенных моделей данных. Показано, что хотя это несколько усложняет соответствующие алгоритмы построения и обработки данных, но зато позволяет существенно ускорить их работу в режиме реального времени.

Проведенный анализ показал, что для упрощения и ускорения работы алгоритмов наряду с уточненными моделями целесообразно использовать различного рода приближенные модели плоских объектов в виде простых геометрических фигур.

Определено, что прямоугольные модели проще строить, однако в случае вращения объекта при перемещении данная модель также должна изменяться. Круговые модели лишены данного недостатка, однако их труднее строить. Полигональные выпуклые модели наряду с приближенной оценкой пересечения (непересечения) позволяют локализовать искомое место пересечения с исходным контуром и, тем самым, значительно сократить перебор при оценке пересечения (непересечения) с ннм. Также на предпочтение той или иной модели может влиять конкретная форма приближаемого контура.

Геометрические модели плоских объектов можно представить следующим образом (рис. 7):

Рис. 7. Геометрические модели плоских объектов

Изложен общий метод представления плоских векторных моделей объектов среды, позволяющий наряду с геометрическими задавать и иные дополнительные их свойства.

Показано, что алгоритм построения оптимальных вписанных и описанных моделей позволяет достаточно точно и адекватно описывать объекты и использовать приближенные модели для нахождения пересечения их контуров.

Установлено, что оптимальные описанные приближенные модели должны охватывать исходный объект как можно более плотно. На рис. 8 показан многоугольник, а также его оптимальная прямоугольная и круговая приближенные модели.

Рис. 8. Исходный многоугольник, его оптимальная прямоугольная и круговая приближенные модели.

Предложенный метод позволяет моделировать объекты окружающей среды в виде плоских замкнутых контуров. Алгоритм построения оптимальных вписанных и описанных моделей позволяет достаточно точно и адекватно описывать объекты, работать в реальном времени, требует меньших затрат памяти и позволяет использовать приближенные модели для нахождения пересечения их контуров.

В четвертой главе представлены результаты по реализации разработанных методов и алгоритмов в ИИСУ МТР. Проведен синтез оптимальных по быстродействию алгоритмов управления мобильных роботов. Проанализированы методы решения оптимизационных задач. Рассмотрено приложение метода замещений к оптимизации алгоритмов управления мобильных роботов.

Рассмотрена оптимизация структур ИИСУ МТР и алгоритмов формирования и передачи информационных потоков.

Оптимизацию структур ИИСУ МТР предлагается проводить с использованием метода парных замещений, который представляет собой точный метод решения оптимизационных задач на графах, использующий поиск в глубину с возвращением. В

основе метода лежит фундаментальный принцип парных замещений. Под парой замещения, в зависимости от характера задачи, понимается либо пара ребер, либо пара вершин, то есть два каких-либо однородных элемента графа, один элемент является удаляемым, а другой добавляемым. Элементарная операция замещения заключается в замене первого элемента вторым. Конкретным вариантом интерпретации терминологии математического метода парных замещений применительно решению задачи разработки структуры ИИСУ МТР предлагается следующий:

Прибор - элемент ИИСУ МТР; требование - время обмена информацией между элементами ИИСУ МТР; пакет требований - набор времен обмена информацией между элементами ИИСУ МТР; маршрут обслуживания отдельных требований - конкретная структура ИИСУ МТР; план - график обмена информацией. Снижение трудоемкости алгоритма достигается путем декомпозиции задачи. Укрупненная блок-схема алгоритма решения задачи показана на рис. 9.

__/\__

Рис. 9. Алгоритм решения задачи

Р - план - план обслуживания пакета требований /е/сЛ' ИИСУ МР с заданными длительностями > 0 всех операций, М - множество элементов ИИСУ МР.

Выявление структуры оптимально плана имеет существенное значение для формирования самого оптимального плана. В общем случае выявление структуры будет сводится к определению числа ветвей и длины каждой ветви корневого дерева минимального веса. Конкуренция за приоритет между Р - планами возникает внутри каждой ветви корневого дерева. Данная задача математически формулируется в терминах теории графов следующим образом. Требуется найти набор дуг корневого дерева, доставляющий минимум функции цели

11 То" хч (8)

хц е{ 0,1 }, 1 ?у, х0- интервал с /, j - номерами граничных вершин дуги, соответственно, исхода и захода.

Предложенный алгоритм позволяет точно решить задачу за конечное число шагов.

По завершении его работы получается минимальный подграф, характеризующий структуру оптимального плана 5*. Найденный подграф может содержать от 1 до п - 1 ветвей. Внутри каждой ветви номер дуги соответствует номеру приоритета, а номер вершины - номеру р- плана. Таким образом, подграф й] определяет такую очередность обслуживания пакетов требований, которая доставляет минимум функций цели (1).

Реализация такого алгоритма позволяет существенно снизить трудоемкость расчета плана 5*. Эффект снижения трудоемкости обусловлен, во-первых, декомпозицией задачи и, во-вторых, использованием метода замещений для отыскания подграфа сложной топологической структуры.

Рассмотрены вопросы оптимизации структуры сборочного робототехнического комплекса КСП - 3, а также применение алгоритмов сжатия данных в гибких автоматизированных производствах. На рис. 10 представлена структура РТК КСП-3.

Рис. 10. Структура РТК КСП -3

В состав РТК КСП-3 входят:

■ два сборочных робота (CP 1 и CP 2 ) типа "Универсал - 5.03";

• два устройства управления сборочными роботами типа МПСУ;

• робокара(ТУ)типаРБ'Г-1;

• устройство управления робокарой типа IBM;

• поворотный стол с прессом (ТО)склада заготовок (СЗ) на 1024 ячеек;

• устройство управления этими элементами ( УУ ТО) типа контроллера

«Микродат»;

• склад готовой продукции (СГП) на 256 ячеек.

На основе технических характеристик элементов РТК КСП-3 определялись времена обмена информацией между устройствами управления РТК КСП-3 (рис. 11). Затем с использованием метода замещений проводился синтез структуры РТК КСП-3.

1 2 3 4 5

- 0,02 0,02 0,03 0,04

- - 0,04 0,06 0,08

- 0,04 - 0,06 0,08

- 0,04 0,04 - 0,08

- - - - -

Рис. 11. Матрица времени обмена информацией

Векторы ограничений для иерархической структуры имеют вид: У„ = [ 2,2, 2,2, 1 ] У.= [2, 1,1,1, 1,] п =5 ш = 4

Оптимальная структура РТК КСП-3, синтезированная с помощью метода замещений, приведена на рис. 12.

УУ ТУ (4)

УУСР-1 (МПСУ) (2)

УУ СР2 (МПСУ) (3)

Рис. 12. Оптимальная по быстродействию структура РТК КСП-3

Время обмена информацией между всеми устройствами управления равно 0,17 с. РТК КСП-3 с такой структурой обладает минимальным временем обмена информацией, т.е. минимальными временными потерями.

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом. В приложении к диссертации приведен акт внедрения.

3. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

1. Проведен анализ современного состояния вопроса использования автоматизированных транспортных систем в современных гибких автоматизированных производствах. Показано, что производительность гибких автоматизированных производств сильно зависит от быстродействия мобильных транспортных роботов.

2. Разработана обобщенная функциональная схема информационно -измерительной системы управления мобильными транспортными роботами, учитывающая основные связи между элементами.

3.Разработаны технические требования, предъявляемые к элементам информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

4. Проведен анализ методов решения оптимизационных задач в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами. Установлено, что наиболее эффективным для решения данной задачи является математический метод парных замещений, позволяющий синтезировать оптимальные по быстродействию законы управления.

5. Рассмотрено два типа моделей организации внешней среды в задачах упраления движением мобильными транспортными роботами - траекторно детерминированные и траекторно недетерминированные. Определено, что наиболее перспективным в настоящее

РТК КСП-3 (1)

УУ ТО «Микродат»

время является второй тип. Установлено, что для решения реальных производственных задач оптимальным вариантом являются плоские контурные модели.

6. Разработаны алгоритмы решения задач геометрического взаимодействия моделей, позволяющих производить основные действия с исходными и приближенными моделями объектов внешней среды и самого мобильного транспортного робота -определять пересечения, точки входа и выхода ломаной из препятствий и др.

7. С учетом разработанных моделей внешней среды и мобильного транспортного робота дана математическая формулировка основной и вспомогательной задач оптимального построения каркаса траектории.

8. Разработаны методы моделирования окружающей среды мобильных роботов, обеспечивающих быструю обработку информации о их положении.

9. Разработан метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

10. Разработаны корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

11.Разработана методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота, позволяющая наиболее полно использовать возможности привода

12. Осуществлен синтез оптимальных траекторий движения мобильного транспортного робота на основе метода замещений, позволяющий значительно сократить время его перемещений.

13. Разработан алгоритм построения траектории движения мобильного транспортного робота с учетом его размеров, позволяющий повысить маневренность мобильного транспортного робота.

14. Предложенные методы, алгоритмы и вычислительные процедуры доведены до практической реализации и внедрены на предприятии ОАО «Центральный научно-исследовательский технологический институт» в распределенных информационно-измерительных системах робототехнических комплексов КСП-3, что подтверждено соответствующим актом внедрения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Амурский A.B., Васильев A.M., Гарипов В.К., Сидоров А.К. Оптимизация структур распределенных информационно-измерительных систем на основе метода парных замещений. Научные труды международной НТК «Информационные технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надежности». Том 2. - г. Хургада, Египет. - М.: МГУПИ, 2006, С. 264-270.

2. Амурский A.B. Повышение эффективности раскройно-заготовигельного производства путем оптимизации раскроя длинномерных материалов. Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: Труды VI Всероссийской НПК. -Новокузнецк: СибГИУ, 2007, С. 115-116.

3. Амурский A.B. Применение математического метода замещений для повышения эффективности раскройно-заготовительного производства. Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: труды 16-го Международного НТС. Сентябрь 2007 г., Алушта,- Тула: Изд-во ТулГУ, 2007, С. 238.

4. Амурский A.B., Гарипов В.К. Управление потоками информации в распределенных информационных измерительных системах. Научные труды 10-ой международной НПК «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики». Книга «Приборостроение». - М.:МГУПИ, 2007, С. 65-68.

5. Амурский A.B., Слепцов В.В. и др. Синтез оптимальных по быстродействию алгоритмов работы координагно-измерительных машин и роботов. ПРИБОРЫ, 2007, № 12 (90), С. 6-10.

6. Амурский A.B. Повышение эффективности управления электроприводами мобильных роботов. ПРИБОРЫ, 2009, № 1 (103 ), С. 24 -29.

ЛР № 020418 от 08 октября 1997 г.

Подписано к печати 16.02.2009 г. Формат 60x84. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 38.

Московский государственный университет приборостроения и информатики

107996, Москва, ул. Стромынка, 20

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1 .Обзор автоматизированных транспортных систем, используемых в современных гибких автоматизированных производствах.

1.2. Разработка обобщенной функциональной схемы информационноизмерительной системы управления мобильными транспортными роботами.

1.3. Разработка технических требований, предъявляемым к элементам информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

1.4. Анализ методов решения оптимизационных задач в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами.

Выводы.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛЕДЯЩИХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МОБИЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ РОБОТОВ

2.1. Разработка математических моделей электроприводов мобильных транспортных роботов.

2.2. Анализ контуров скорости электроприводов мобильных транспортных роботов.

2.3. Анализ контуров положения электроприводов мобильных транспортных роботов.

2.4. Учет ограниченной мощности источника питания мобильного транспортного робота.

Выводы.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО РОБОТА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 3.1. Геометрическое моделирование плоских фигур и построение оптимальных вписанных и описанных приближенных моделей.

3.2. Моделирование тележки мобильного транспортного робота.

3.3. Построение математической модели окружающей среды.

Выводы.

Глава 4. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ РОБОТОВ

4.1. Синтез оптимальных траекторий движения мобильного транспортного робота на основе метода замещений.

4.2. Учет размеров мобильного транспортного робота при его движении.

4.3. Пример синтеза алгоритма управления мобильного транспортного робота.

Выводы.

Автоматизация производства способствует сокращению трудоемкости, увеличению производительности труда и внедрению новых технологических методов, реализации новых научно-технических и технологических решений.

В настоящее время на предприятиях осуществляется множество технологических процессов, в которых продолжительность основных операций сопоставима с длительностью погрузочно-разгрузочных и вспомогательных работ. Так же современное состояние производств характеризуется частой сменой номенклатуры и объемов выпускаемой продукции, варьированием сырья. Для ликвидации тяжелого физического труда на вспомогательных операциях, особенно во вредных и особо опасных условиях необходимо использовать автоматизированные системы - гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Одним из основных элементов внутризаводской перевозки грузов являются межучастковые и межцеховые перемещения по схемам. В настоящее время эти перемещения в большинстве случаев осуществляются различными машинами напольного транспорта, управлением которых занято большое количество рабочих. Супервизорное управление не является оптимальным вследствие того, что человек может допускать ошибки и имеет более низкую скорость реакции, чем автоматизированная система.

Анализ современного состояния показывает, что оптимальным вариантом для выполнения данных функций является применение транспортных систем на основе мобильных транспортных роботов (МТР).

В последнее время на внутри- и межцеховых перемещениях грузов все большее применение находят напольные безрельсовые роботы-штабелеры, выполняющие без водителя транспортные и погрузочно-разгрузочные операции по заданной программе в автоматическом цикле. С их помощью осуществляют транспортировку грузов по горизонтали в пространственных цехах, загружают и разгружают сборочные линии, встраиваются в производственные процессы, служат в качестве мобильного рабочего места, соединяют в единую цепь станки, загружают и разгружают склады и соединяют их с другими участками ГАП.

От характеристик таких МТР во многом зависит эффективность цехов и самого предприятия. Вместе с тем сами технические характеристики технические характеристики МТР определяются:

• собственно конструкцией;

• качеством информационно-измерительных систем управления (ИИСУ МТР), обеспечивающих обмен информацией между элементами МТР (как измерительной, так и управляющей).

Очень важную роль играют алгоритмы функционирования ИИСУ МТР, определяющие быстродействие всего комплекса.

От ИИСУ МТР во многом зависит эффективность работы всего ГАП. Рассредоточение вычислительной мощности по различным уровням и блокам ИИСУ МТР в ГАП позволяет уменьшить потоки информации, сократить общее время обработки, повысить надежность систем, обеспечить гибкость построения структур и программ обработки информационных потоков.

Проведенный анализ показал, что в настоящее время однозначного решения по использованию той или иной методологии для построения ИИУС МТР не существует, промышленность предлагает не только сотни видов различного оборудования от множества производителей, но и ряд принципиально отличающихся подходов к решению создания ИИСУ МТР.

Такое направление развития ИИСУ МТР выявляет тенденцию усложнения их структуры. Эта тенденция ведет к необходимости решения задач маршрутизации, так как качество решения данных задач напрямую влияет на производительность и эффективность использования ИИСУ в целом.

В общем, решение проблемы повышения эффективности ИИСУ МТР зависит от многих факторов: структуры ИИСУ, интенсивности изменения данных, времени задержек в узлах маршрутизации, пропускной способности каналов и т.п.

В связи с этим, разработка новых более эффективных методов и алгоритмов построения структур, обеспечивающих сокращение времени передачи и обработки данных в ИИСУ МТР является актуальной задачей.

Целью работы является повышение быстродействия и точности перемещения мобильных транспортных роботов за счет совершенствования их информационно-измерительных систем управления.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:

• разработать алгоритм построения математической модели мобильного транспортного робота и окружающей его среды, позволяющий более адекватно и быстро моделировать внешнюю среду для автоматизации транспортных операций;

• исследовать методы и алгоритмы управления информационными потоками в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах;

• разработать алгоритм оптимизации структур и алгоритмов управления информационно-измерительных систем управления, обеспечивающих повышенное быстродействие мобильных транспортных роботов;

• разработать математическую модель электроприводов мобильного транспортного робота;

• проанализировать схемы построения и разработать корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих приводов, входящих в состав информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами;

• разработать методику построения токового контура электропривода МТР, обеспечивающего минимальный расход энергии;

• провести экспериментальную проверку разработанных алгоритмов.

Для достижения поставленной цели в качестве аппарата исследований использованы: теория систем, топология, теория матриц, теория графов, теория информации и передачи сигналов, теория массового обслуживания, теория вероятностей, прикладная комбинаторика, теория множеств.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена обобщенная структурная схема информационно-измерительной системы управления мобильными транспортными роботами, отображающая основные взаимосвязи между блоками системы и особенности построения мобильных роботов.

2. Разработана методика построения корректирующих устройств, повышающих быстродействие и точность следящих электроприводов, входящих в состав информационно-измерительных системы управления мобильными транспортными роботами.

3. Разработана методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота, позволяющая наиболее полно использовать динамические возможности электропривода.

4. Предложен метод моделирования окружающей среды мобильных транспортных роботов, позволяющий быстро обрабатывать информацию о его положении и принимать управляющие решения.

5. Предложен метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

• предложенные алгоритмы и вычислительные методы доведены до практической реализации, позволяют организовать процедуры оптимизации структур, передачи и обработки данных в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах, что обеспечивает своевременную проработку вопросов построения структуры информационно-измерительных системы управления мобильными транспортными роботами в гибких автоматизированных производствах еще на этапе ее проектирования;

• разработанный метод моделирования внешней среды мобильного транспортного робота обладает достаточной универсальностью и применим на любых видах производств, где необходима автоматизация межучастковых транспортных операций. Предложенный метод моделирования окружающей среды мобильных роботов позволил обеспечить более быструю обработку информации о их положении по сравнению с известными методами за счет осуществления возможности работы в реальном времени и потребности в меньших затрат памяти и вычислительных ресурсов ЭВМ.

• оптимизация алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, на основе предложенного метода замещений, позволила обеспечить повышение их быстродействия за счет более точно выбора прохождения вычислительного процесса и использования новые виды математических ограничений (векторов топологии);

• разработанные корректирующие устройства повысили быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами;

• программное обеспечение, разработанное для анализа информации об объекте автоматизации и расчету оптимальных путей перемещения мобильных транспортных роботов, позволяет быстро внедрить разработанного комплекса алгоритмов в реальных производственных условиях.

Результаты моделирования окружающей среды мобильных транспортных роботов, оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, а также разработанные корректирующие устройства следящих электроприводов мобильных транспортных роботов использованы на предприятии ОАО «Центральный научно-исследовательский технологический институт» в распределенных информационно-измерительных системах (РИИС) сборочных робототехнических комплексов (РТК) КСП-3, что подтверждено соответствующим актом внедрения.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре «Приборы и информационно-измерительные системы» в курсе лекций и лабораторном практикуме по специальности «Приборостроение».

Основные положения диссертационной работы докладывались на 4 всероссийских и международных научно-технических конференциях.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в виде статей в журналах, трудах международных и российских конференций и сборнике научных трудов МГУПИ, из них 2 работы в издании, рекомендованном ВАК РФ для опубликования научных положений диссертационных работ. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат научные и практические результаты, заявленные в диссертации.

Основными положения, выносимыми на защиту, являются:

1. Метод моделирования окружающей среды мобильных транспортных, роботов, обеспечивающий быструю обработку информации о их положении.

2. Метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

3. Корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

4. Методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота и схема построения токового контура электропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

1. Проведен анализ современного состояния вопроса использования автоматизированных транспортных систем в современных гибких автоматизированных производствах. Показано, что производительность гибких автоматизированных производств сильно зависит от быстродействия мобильных транспортных роботов.

2. Разработана обобщенная функциональная схема информационно — измерительной системы управления мобильными транспортными роботами, учитывающая основные связи между элементами.

3. Разработаны технические требования, предъявляемые к элементам информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

4. Проведен анализ методов решения оптимизационных задач в информационно-измерительных системах управления мобильными транспортными роботами. Установлено, что наиболее эффективным для решения данной задачи является математический метод парных замещений, позволяющий синтезировать оптимальные по быстродействию законы управления.

5. Рассмотрено два типа моделей организации внешней среды в задачах управления движением мобильными транспортными роботами — траекторно-детерминированные и траекторно-недетерминированные. Определено, что наиболее перспективным в настоящее время является второй тип. Установлено, что для решения реальных производственных задач оптимальным вариантом являются плоские контурные модели.

6. Разработаны алгоритмы решения задач геометрического взаимодействия моделей, позволяющих производить основные действия с исходными и приближенными моделями объектов внешней среды и самого мобильного транспортного робота - определять пересечения, точки входа и выхода ломаной из препятствий и др.

7. С учетом разработанных моделей внешней среды и мобильного транспортного робота дана математическая формулировка основной и вспомогательной задач оптимального построения каркаса траектории.

8. Разработаны методы моделирования окружающей среды мобильных роботов, обеспечивающих быструю обработку информации о их положении.

9. Разработан метод оптимизации алгоритмов управления мобильными транспортными роботами, обеспечивающий повышение их быстродействия.

10. Разработаны корректирующие устройства, повышающие быстродействие и точность следящих электроприводов информационно-измерительных систем управления мобильными транспортными роботами.

11. Разработана методика учета ограниченной мощности источника питания электропривода мобильного транспортного робота, позволяющая наиболее полно использовать возможности привода.

12. Осуществлен синтез оптимальных траекторий движения мобильного транспортного робота на основе метода замещений, позволяющий значительно сократить время его перемещений.

13. Разработан алгоритм построения траектории движения мобильного транспортного робота с учетом его размеров, позволяющий повысить маневренность мобильного транспортного робота.

14. Предложенные методы, алгоритмы и вычислительные процедуры доведены до практической реализации и внедрены на предприятии ОАО «Центральный научно-исследовательский технологический институт» в распределенных информационно-измерительных системах робототехнических комплексов КСП-3, что подтверждено соответствующим актом внедрения.

1. Амурский А.В. Повышение эффективности раскройно-заготовительного производства путем оптимизации раскроя длинномерных материалов. Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: Труды VI Всероссийской НПК. Новокузнецк: СибГИУ, 2007, С.115-116.

2. Амурский А.В., Слепцов В.В. и др. Синтез оптимальных по быстродействию алгоритмов работы координатно-измерительных машин и роботов. ПРИБОРЫ, 2007, № 12 (90), С. 6-10.

3. Амурский А.В. Повышение эффективности управления электроприводами мобильных роботов. ПРИБОРЫ, 2009, № 1 (103),1. С. 24 -29.

4. А.К. Платонов, И.И. Карпов. Синтез и моделирование на ЦВМ информационной системы шагающего аппарата. М.: Препринт ИПМ АН СССР№ 66, 1974.-96 с.

5. Алгоритмы поведения автономного универсального робота, Электронный ресурс. / Электрон, журн. Украина, 2005 -.- Режим доступа к журн.: http://www.robo.com.ua /projects/robotai/rai2.html. - Загл. с экрана.

6. Артемьев В.М. Локационные системы роботов: справочное пособие. -Минск: Вышэйш. Шк., 1988. - 221 с.

7. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988. -640 с.

8. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства/ Пер. с англ. М.Ю. Евстигнеева и др. М.: Машиностроение, 1989. - 446 с.

9. Белянин П.Н. Промышленные роботы и их применение. М.: Машиностроение, 1983. - 311 с.

10. Березина Л.Ю. Графы и их применение. М.: "Просвещение", 1979. 142 с.

11. Берж К. Теория графов и её применения. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. — 127 с.

12. Бодров В.И. и др. Роботы в химической промышленности. — М.: Химия, 1989.- 134 с.

13. Бурдаков С. Ф., Мирошник И. В., Стельмаков Р. Э. Система управления движением колесных роботов. СПб. Наука, 2001. 228 с.

14. Бурдаков С. Ф., Юдин И. В. Управление движением мобильного робота по неточной и качественной информации от оператора // Мехатроника, Автоматизация, Управление. 2004. №9. с. 50 -54.

15. Бурдаков С.Ф., Дьяченко В. А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов. М.: Высш. шк., 1986. 264 с.

16. Василенко Г.И. Голографическое опознавание образов. М.: «Сов. радио», 1977. — 327 с.

17. Васильев В. И. Проблема обучения распознаванию образов Принципы, алгоритмы, реализация. Киев: Выща шк., 1989. — 89 с.

18. Васильев В. И. Распознающие системы: Справочник. Киев: Наук. Думка, 1983.-422 с.

19. Власов С.Н., Позднеев Б.М., Черпаков Б.И. Транспортные и загрузочные устройства и робототехника: Учебник для техникумов по специальности «Монтаж и экусплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий». -М.: Машиностроение, 1988. 144 с.

20. Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Механотроника и робототехника". М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 382 с.

21. Вукобратович М., Стокич Д., Кирчански Н. Неадаптивное и адаптивное управление манипуляционными роботами. М.: Мир, 1989. — 376 с.

22. Гавриш А.П., Ямпольский JI.C. Гибкие робототехнические системы. Киев: Вища школа, 1989. 497 с.

23. Галактионов А.И. Представление информации оператору (Исследование деятельности человека оператора производственных процессов). - М.: Энергия, 1969.-136 с.

24. Гданский Н.И. Геометрическое моделирование и машинная графика. Учебное пособие. М., МГУИЭ, 2003 204 с.

25. Гданский Н.И. Основы дискретной математики и ее практические приложения. Учебное пособие. — М.: МГУИЭ, 2006. 512 с.

26. Гданский Н.И., Мальцевский В.В., Засед В.В. Маршрутизация мобильных средств в автоматизированных транспортных системах химических производств // Труды IV Международной научно-практической конференции. 2007,- с. 267-276.

27. Гданский Н.И., Мальцевский В.В., Засед В.В., Михайлов А.А. Автономная идентификация положения и ориентации мобильных объектов во вредных и опасных средах // Химическое и нефтегазовое машиностроение. №12, 2006. -с. 34-36.

28. Гришин Б.В. Мобильные роботы, используемые в экстремальных условиях: Аналит. обзор; ВНИИ информ. и техн.-экон. исслед. по машиностроению и робототехнике. М.: ВНИИТЭМР, 1989. - 82,2. с. : ил.; 22 с.

29. Гурман В.И. Принцип расширения в задачах управления. М.: Наука; Физматмет, 1997. 304 с.

30. Дзамоев Э.Р., Печерский Ю.Н., Модели роботизированных производств/ Отв. Ред. А.Д. Закревский. Кишинев: Штиинца, 1989. - 112 с; 22 с.

31. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / Под ред. B.C. Кулешова и Н.А. Лакоты. М.: Машиностроение, 1986. 327,1. с. : ил.; 22 с.

32. Евстигнеев Д. В. Программно-алгоритмическое обеспечение интеллектуальных систем управления автономными мобильными роботами : Дис. канд. техн. наук : 05.13.01 М., 2003 218 с.ил - Библиогр.: с. 204-213.

33. Елизаров А. И., Шеин К. Г. Промышленные роботы в химическом машиностроении. М.: Машиностроение, 1985. — 200 с.

34. Ермолов И.Л. Синтез движений технологических роботов для операций с движущими объектами на основе метода компьютерной алгебры: Дис. . канд. техн. наук: 05.02.05. М., 1997. - 190 с.

35. Ерош И.Л. Построение объемных моделей сенсорными системами роботов // Материалы 12-й научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». СПб.: СПбГТУ, 2002. - С. 313-317.

36. Ж.-Л. Лорьер. Системы искусственного интеллекта / Пер. с фр. под ред. В. Л. Стефанюка. М.: Мир, 1991. - 568 с.

37. Заединов Р.В. Управление роботами на основе быстроменяющейся информации: Дис. канд. техн. наук. — М., 2003. 249 с.

38. Засед В.В. Математическая модель и алгоритм управления мобильным роботом // Сборников тезисов выставки НТТМ-2005. М.: ВВЦ. 2005. — с. 184-186.

39. Засед В.В., Михайлов А.А., Гданский Н.И., Марченко Ю.А. Коррекция растровых изображений, получаемых с видеокамер. Приборы, №5, 2007. — с. 54-56.

40. Злотникова Л.Г., Колосков В.А., Лобанская Л.П. Организация и планирование производства. Управление нефтеперерабатывающим и нефтехимическим предприятием. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1988. 320 с.

41. Зыков А.А. Теория конечных графов. Новосибирск, Наука, 1969. 544 с.

42. Ильин В. А. Алгоритм планирования поведения интегральных роботов в условиях неполной информации о структуре внешней среды/ Сиб. физ.-техн. Ин-т им. В.Д. Кузнецова. Под ред. А.М. Корикова. изд-во Томск, ун-та, 1990.-269 с, ил.

43. Информационные и управляющие системы роботов. Сборник научных трудов под ред. Д.Е. Охоцимского. М.: Институт математики им. М.В. Келдыша АН СССР, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 1982.— 211 с.

44. Каталог подъемно-транспортных машин и складского оборудования, выпускаемого предприятиями бывшего СССР. Составители Н.Н. Торубаров, А.С. Обручников. Фонд научно-технической, инновационной и творческой деятельности молодежи России. 1993. — 124 с.

45. Клименко В.Д., Табурчак П.П., Иванова С.Н. Организация и планирование химического производства. Д.: Химия, 1989. —367 с.

46. Козлов Ю.М. Адаптация и обучение в робототехнике. М.: Наука, 1990. — 247 с.

47. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 392 с.

48. Криницкий Н.А. Алгоритмы и роботы. М.: Радио и связь, 1983. - 167 с.

49. Куафе Ф. Взаимодействие робота с внешней средой/ Пер. с. фр. М.Б. Блеер, М.С. Фанченко; Под ред. А.Б. Мещерякова. М.: Мир, 1985 - 285 с.

50. Кудрявцев И. А. Способ энергообеспечения автономных мобильных роботов. Патент РФ N 2250498, B62D57/028. Йошкар-Ола. - 2005.

51. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М., Энергоиздат. 1988. 480 с.

52. Кузьмин С. Т. Основные направления автоматизированных процессов с применением промышленных роботов: Труды семинара "Опыт и перспективы применения ПР и манипуляторов на предприятиях отрасли". М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986.- с. 11-12.

53. Кулаков Ф.М. Супервизорное управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1980.-448 с.

54. Курицкий Б.Я. Поиск оптимального решения средствами Excel 7.0. СПб.: BHV-Санкт-Петербург. 1997. 384 с.

55. Латышенко К.П. Автоматизация измерений, испытаний и контроля: Учебное пособие; Федер. агентство по образованию, МГУИЭ, ф-т АИТ, кафедра «Мониторинг и автоматизированные системы контроля». М.: МГУИЭ, 2006.-312 с, ил.

56. Литвинов В.А., Крамаренко В.В. Контроль достоверности и восстановление информации в человеко-машинных системах. Киев: Техника, 1986. - 199 с, ил.

57. Малафеев С. И. Управление по критерию эффективного использования энергетических ресурсов в мехатронных системах. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. — М., 2003 26 с.

58. Мальцевский В.В., Михайлов А.А., Гданский Н.И., Засед В.В. Способ определения параметров, характеризующих ориентацию тележки транспортного средства. Патент РФ №2300738 от 6.10.2007. БИ №10, 2007.

59. Мальцевский В.В., Михайлов А.А., Гданский Н.И., Засед В.В. Способ определения пространственного положения и угловой ориентации тележки транспортного средства. Патент РФ № 2303240 от 20.07.2007. БИ №7, 2007.

60. Медведев B.C., Лесков А.Г., Ющенко А.С. Системы' управления манипуляционных роботов. М.: Наука, 1978 .- 416 е.: ил.

61. Механика промышленных роботов : В 3 кн. / Е. И. Воробьев и др. ; Под ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. М. : Высш. шк., 1988-[Кн.] 1: Кинематика и динамика. - М. : Высш. шк., 1988. - 303, 1. с. : ил.

62. Мехатроника / Т. Исни, И. Симояна, X. Инодэ и др. М.: Мир, 1988. 550 с.

63. Мобильные роботы, используемые в экстремальных условиях Аналит. обзор Б. В. Гришин; ВНИИ информ. и техн.-экон. исслед. по машиностроению и робототехнике М. : ВНИИТЭМР , 1989 82с.

64. Накано Эйдзи. Введение в робототехнику/ Пер. С яп. Под ред. A.M. Филатова. М.: Мир, 1988 - 335, 1. с'., ил.

65. Нилова М. И. Мобильный робот и способ коррекции его курса. Патент РФ №2210492, 7B25J5/00, 9/00. СПб. - 2003.

66. Нилова М. И. Система с мобильным роботом, выполненная с использованием высокочастотного модуля. Патент РФ №2210491, 7B25J5/00, 9/00.-СПб.-2003.

67. Нилова М. И. Система с чистящим роботом, выполненная с использованием мобильной сети связи. Патент РФ №2212995, 7B25J5/00, 9/00. СПб. - 2003.

68. Новоселов А.И. Автоматическое управление (Техническая кибернетика) Учебн. пособие для вузов по специальности «Автоматика и телемеханика». JL: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1973. 452 с.

69. Организация транспортного хозяйства на химических предприятиях, Электронный ресурс. / Электрон, журн. Россия, 2005 — Режим доступа к журн: http://orgtranshoz.net.ru/page6.html - Заголовок с экрана.

70. Основы управления манипуляционными роботами : учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности "Работы и робототехн. системы" / С. JI. Зенкевич, А. С. Ющенко. Изд. 2-е, испр. и доп. - М. : Изд-во МГТУ, 2004. - 478, 1. с. : ил., табл.i

71. Осуга С. Обработка знаний. М.: Мир, 1989. 293 с.

72. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. Пер. с англ. М., "Радио и связь", 1986, 400 с.

73. Павловский В. Е., Рабыкина В. Ю. Моделирование алгоритмов обработки данных TV-сенсора при обнаружении препятствий мобильным роботом. //

74. Адаптивные роботы и GSLT. Труды международной школы-семинара им. А. Петрова. Russia - Italy, 1998.-е. 125-135.

75. Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность. Пер. с англ. М.: Мир. 1985. - 510 с.

76. Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора. -М.: Наука. 1976. — 103 с.

77. Поликарпов А. В. Мобильный робот. Патент РФ N 2003112007, B25J5/00. -СПб.-2001.

78. Попов А.П. Робототехника и гибкие производственные системы. М.: Наука. 1987. - 192 с.

79. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич C.JI. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. М.: Наука, 1978. — 400 с.

80. Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники. М.: Высш. шк., 1990.-224 е., ил.

81. Представление и использование знаний Под ред. X. Уэно, М. Исидзука; Перевод с яп. И. А. Иванова; Под ред. Н. Г. Волкова. М. : Мир, 1989. - 220 с. : ил.; 20 см.

82. Применение роботов в химической промышленности // Нисикова Тосио "МОН". 1985. Т. 23, № 6. С. 67-75.

83. Программа для изучения работы алгоритмов поиска пути и обхода препятствий. Электронный ресурс.: Железный Феликс Лаб. Украина. 2006. -Режим доступа: http://www.ironfelix.ru/modules.php?name=Pages&pa=showpage&pid=95&page= 1. Загл. с экрана.

84. Промышленная робототехника/ JI.C. Ямпольский, В.А. Яхимович, Е.Г. Вайсман и др. Под оед. JI.C. Ямпольского. Киев: Техника,,1984. - 263 с, ил.

85. Пшихопов В. X. Аналитический синтез синергетических регуляторов для систем позиционно-траекторного управления мобильными роботами. В сб. научно-технической конференции «Экстремальная робототехника», СПб, 2000. с. 98 - 102.

86. Пшихопов В.Х. Позиционное, субоптимальное по быстродействию управление мобильным роботом. В журнале национальной Академии наук Украины «Искусственный интеллект», 2001, № 3, с. 490-497.

87. Пшихопов В.Х. Устройство позиционно-траекторного управления мобильным роботом. Патент РФ N 2185279, G05B19/19. Таганрог. -2001

88. Рейнгольд Э., Нивергельт Ю., Део Н. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика. Пер. с англ. М.: Мир. 1980. - 476 с.

89. Реклейтис Г. и др. Оптимизация в технике. В 2 кн. Пео. с англ. В.Я. Алтаева, В.И. Моторина. -М.: Мир. 1986.

90. Робот. Компьютер. Гибкое производство: Сб. ст./ АН СССР; [Ред.-сост. авт. Предисл. И.М. Макаров]. М.: Наука, 1990. - 168 с.

91. Роджерс Д., Адаме Дж. Математические основы машинной графики. Пер. с англ. М., "Машиностроение", 1980.-240 с.

92. Селезнев В.П., Селезнева Н.В. Навигационная бионика. М.: Машиностроение, 1987. - 255 с.

93. Системы для управления через Интернет роботом CRS А465 Электронный ресурс. Институт кибернетики Нанта Нант, Франция, 2004 — Режим доступа: http.V/vvovw.irccyn.ec-nantes.fr/Equipes/Robotique/RobotiqueF-ang.html - Загл. с экрана

94. Софиева Ю.Н., Цирлин A.M. Условная оптимизация. Методы и задачи. — М.: Едиториал УРСС, 2003. 144 с.

95. Справочник по промышленной робототехнике. В 2 кн. / Под ред. Ш. Ноф. М.: Машиностроение, 1989. Кн. 1. М. : Машиностроение, 1989. - 478 с. : ил.

96. Степанов В.П. Робототехника путь к подъему отечественного машиностроения // Наука Москвы и регионов. — 2005- №3. - с. 46-53.

97. Тимофеев А.В. Адаптивные транспортные средства для гибких автоматических производств. Л.: ЛДНТП., 1986. 32 с.

98. Тимофеев А.В. Роботы и искусственный интеллект., М.: Наука, 1978. — 192 с.

99. Топчиев Б. В. Синергетический синтез нелинейных систем взаимосвязного управления мобильными роботами : Дис. канд. техн. наук : 05.13.01, 05.13.06 Таганрог, 2003. 185 с.

100. Управление ГПС: Модели и алгоритмы/ Под общ. Ред. Академика АН ССР СВ. Емельянова. М.: Машиностроение, 1987. - 368 с, ил.

101. Управление роботами: Основы упр. манипуляц. роботами : Учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности "Роботы и робототехн. системы" C.JI. Зенкевич, А.С. Ющенко М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000 399 с.ил. - Библиогр.: с. 384-388.

102. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям / В.Г. Градецкий, В.Б. Вешняков, СВ. Калиниченко, JI.H. Кравчук. М.: Наука, 2001. 359, 1. с. : ил.

103. Управляющие и вычислительные устройства роботизированных комплексов на базе микроЭВМ / Под ред. B.C. Медведева. М: Высш. шк., 1990.-238 с.

104. Фоке А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. -М.: Мир, 1982. — 304 с.

105. Фостер Я., Дж. Инсли, Г. Лацевски, К. Кессельман, М. Тибау. Удаленная визуализация // Открытые системы. — 1999. №11. — с. 35-45.

106. Цирлин A.M. Методы усредненной оптимизации и их приложения. М: Наука; Физматмет, 1997. с. 304.

107. Черноруцкий Г.С., Сибрин А.П., Жабреев B.C. Следящие системы автоматических манипуляторов. М.: Наука, 1987. 271 с.

108. Черноусько Ф.Л., Болотник Н.Н., Градецкий В.Г. Манипуляционные роботы. Динамика, управление, оптимизация. М.: Наука, 1989. 363 с.

109. Чернухин Ю.В., Каданов М.В. Устройство управления адаптивным мобильным роботом, Патент РФ N 2143334, G06F19/00. Таганрог. - 1999.

110. Шикин А.В., БоресковА.В. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения. М.: Диалог-МИФИ, 1996. - 288с.

111. Юдин И.В., Бурдаков С.Ф. Управление движением мобильного робота по неточной информации о координатах цели // Материалы 14-й научно-технической конференции "Экстремальная робототехника". — СПб., 2004. с. 36-39.

112. Юревич Е.И. Основы робототехники: Учебник для втузов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. -271 с, ил.

113. Autonomous robot vehicles I,J. Cox, G.T. Wilfong, ed. ; Forew. by T. Lozano-Perez New York etc. : Springer , Cop. 1990 XXVI, 462 с.ил.,28 с. - Библиогр. в конце ст. - Указ. - ISBN 0-387-97240-4 (New York etc.)

114. Grossmeyer M., Rench G. Machine and method using graphic data for treating a surface. US Patent № 5086535. Germany. 1992.

115. Hight Т.Н. Implementation of robotics Workcells in the Laboratory // J. of Liquid Chromatography. 1986. N9 (14). P. 3191-3196.

116. Kuniharu Takayama. Apparatus for controlling motion of normal wheeled omni-directional vehicle and method thereof. US Patent № 5739657. Japan. -1998.

117. The Kluwer international series in engineering and computer science : SECS 574, DARWIN 2K An evolutionary approach to automared design for robotics

118. By Chris Leger Boston etc. : Kluwer acad. publ. , Cop. 2000 XIII, 271 с.ил., табл.,24 с. - Библиогр.: с. 261-266. - Указ. - ISBN 0-7923-7929-2

119. J. Schmidhuber. Reinforcement learning with self-modifying policies. In S.Thrun and L.Pratt, Learning to learn, pages. 293-309, Kluwer, 1997.