автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Роботизированный комплекс для монтажа крупнопанельных зданий

На правах рукописи

Ткачев Сергей Михайлович

РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОНТАЖА КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.02.05 - «Роботы, мехатроника и робототехнические системы»

Автореферат

диссертации на соискания ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2004

Работа выполнена в Ростовской-на-Дону государственной академии сельскохозяйственного машиностроения на кафедре "Информационные и управляющие системы".

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Паршин Дмитрий Яковлевич;

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тугенгольд Андрей Кириллович; кандидат технических наук, доцент Крапивин Дмитрий Михайлович;

Ведущая организация: Ростовский государственный строительный университет.

Защита состоится 28 декабря 2004 г. в 13 часов на заседании диссертационно! о совета Д.212.304.04 при Государственном образовательном учреждении иыеше-ю профессионального образования «Южно-Российекии государавенный комический унивсрсшсг (Попочеркасский полшехпический инстшут)» но адресу: 346428,1. Новочеркасск, РосIопекая облаем., ул. Просвещения, 132, ауд. 107 1лав. корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасск« :> политехнического и не I и гута).

Автореферат разослан «27» ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бескаркасное крупнопанельное домостроение представляет собой сложный технологический процесс, что требует применения высокопроизводительных машин и оборудования Важнейшим направлением интенсификации строительного производства является оптимизация технологических процессов с целью снижения материальных, трудовых и энергетических затрат. Каждый этап строительства определяет в конечном итоге качество и долговечность выполняемых работ Одним из наиболее ответственных и трудоемких этапов возведения зданий является монтаж стеновых панелей

Выполнить возрастающие требования к качеству, объемам и темпам домостроения, преодолев при этом сложности монтажных работ, возможно только с применением комплексной автоматизации технологического процесса установки панели

Вместе с тем, отсутствие эффективных способов и средств выполнения и контроля параметров технологического процесса монтажа стеновых панелей не позволяет в полной мере использовать все преимущества данного способа строительства при одновременном повышении безопасности Решение проблемы создания роботизированного монтажного комплекса (РМК) делают тему диссертационной работы актуальной как в техническом, так и в научном плане Соответствие научному плану работ и целевым комплексным программам. Работа выполнена в соответствии с научным планом работ Ростов-ской-на-Дону государственной академии сельскохозяйственного машинострое ния (РГАСХМ) в рамках научного направления «Теория и практика создания роботов, робототехнических и мехатронных комплексов»

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности и безопасности выполнения монтажных операций в крупнопанельном домостроении путем совершенствования технологии на основе использования роботов и автоматизации производства монтажных работ Для этого необходимо решить следующие основные задачи

1 Исследовать технологические особенности монтажа крупнопанельных зданий, провести анализ состояния вопроса и сформулировать основные положения роботизации и автоматизации монтажных работ

2 Разработать принципы построения роботизированного монтажного комплекса для крупнопанельного домостроения, обосновать структурную организацию комплекса для установки стеновых панелей

3 Разработать и исследовать математические модели роботизированного монтажного комплекса для установки стеновых панелей, учитывающие упругие свойства механизмов, взаимовлияние оборудования комплекса и влияние внешних воздействий

4 Разработать методы планирования движений РМК при установке панелей и синтезировать алгоритмы управления комплексом, обеспечивающие устойчивость работы оборудования к ветровым воздействиям

5 Сформулировать рекомендации организациям, занимающимся разработкой новых строительных технологий, по лученных ре-

КИБЛ ПОТЕКА

зультатов и использованию программных пакетов на стадии разработки и проектирования позиционирующих роботов и РМК.

Идея работы заключается в построение РМК для крупнопанельного домостроения на основе принципа раздельно-синхронного выполнения монтажных операций, с управлением, основывающимся на синергетическом подходе, двухуровневой интерполяции с последующей оптимизацией скорости движения, лежащей в основе синтеза траектории, обеспечивающей выбор ограничений в направлении максимума удельной работы.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования, практические результаты работы основываются на методологии системного подхода, основных законах классической механики, теории и методах робототехники, методах математического анализа, методах классической и современной теории автоматического управления, методах компьютерного моделирования. Полученные результаты проверялись физическим и компьютерным моделированием, а так же полунатурными экспериментами.

В работе защищаются: структурная организация РМК для крупнопанельного домостроения; метод построения математических моделей манипуляторов с упругими связями; математические модели РМК с замкнутыми кинематическими структурами, метод планирования траектории движения манипулятора, использующий двухуровневую интерполяцию с последующей оптимизацией скорости движения, алгоритмы управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами, обеспечивающие выбор ограничений в направлении максимума удельной работы, результаты исследований динамики позиционирующего робота и РМК; программная оболочка и пакет программных модулей для разработки и моделирования работы позиционирующих роботов и РМК; рекомендации по практической реализации позиционирующего робота, информационно-измерительной и управляющих систем

Научная новизна работы состоит в разработке:

- структурной организации РМК на основе принципа раздельно-синхронного выполнения монтажных операций, определяющего распределение функций и характер взаимодействия элементов комплекса;

- метода построения математических моделей манипуляторов с упругими связями, основанного на принципе конечных разбиений, отличающегося введением фиктивных степеней подвижности в точках критичных к деформации;

- математической модели РМК с замкнутыми кинематическими структурами, на основе использования принципов декомпозиции и малого перемещения;

- алгоритма управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами, использующего синергетический подход для решения задачи избыточности управления;

- метода планирования траектории движения манипулятора, заключающегося в применении двухуровневой интерполяции с последующей оптимизацией скорости движения;

- алгоритма управления движением РМК с оптимизацией скорости и коррекцией траектории движения, обеспечивающей выбор ограничений в направлении максимума удельной работы.

Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности роботизации монтажных работ в крупнопанельном строительстве, предложенной структуре построения РМК, позволяющей автоматизировать процесс установки панелей; инженерных методиках проектирования монтажных комплексов; алгоритмах управления позиционирующим манипулятором РМК; создании программного пакета, позволяющего моделировать и разрабатывать позиционирующие роботы и РМК.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается корректным использованием фундаментальных законов физики, механики, робототехники, классической теории управления, теории электропривода, корректными допущениями при составлении математических моделей и подтверждается данными экспериментов на модели башенного крана, результатами физического и компьютерного моделирования. Расхождение результатов не превысило 6,8%

Реализация работы. Разработанные структуры, модели и методики приняты к внедрению в проектную и конструкторскую документацию ЗАО «Дон-механизация». Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедрой «Информационные и управляющие системы» РГАСХМ для студентов специальности 210300 «Роботы и робототехнические системы».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 20-м международном симпозиуме «Автоматизация и механизация строительства» 18ЛКС-2004 (г. Сеул, Южная Корея, 2004 г.), международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» (Новочеркасск, 2002 г.), международных научно-технических конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.; Ростов-на-Дону, 2003 г.; Кострома, 2004 г.), на кафедре «Автоматизация производства, роботизация и мехатроника» (Новочеркасск, 2004), а также ежегодных научных конференциях РГАСХМ.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 10 печ. работах, в том числе за рубежом (г. Сеул, Южная Корея) на английском языке.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем работы составляет 145 страниц машинописного текста, содержит 46 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 93 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ методов и средств возведения крупнопанельных зданий. В результате анализа определены технологические особенности строительных процессов, наиболее трудоемкими из которых являются операции монтажного цикла. При этом решающее значение на точность выполняемых работ оказывают операции позиционирования и посадки панели на место. Обзор средств автоматизации и роботизации монтажных работ показал, что

в настоящее время отсутствуют эффективные средства автоматизации, обеспечивающие установку и ориентацию стеновых панелей Принимая во внимание значительные массы объектов монтажа и их пространственную протяженность, указанные этапы монтажа требуют нестандартного подхода, основанного на использовании манипуляционных роботов

Проведенный анализ методов управления манипуляторами показал, что синтез алгоритмов управления по прямым и косвенным критериям не представляется возможным в реальном времени Задача упрощается, когда перед оптимизацией движения постулируется некоторая траектория, скорость прохождения которой рассчитывается на основании ограничений обобщенных сил Однако, на данный момент не существует эффективных алгоритмов оптимизации траекторного движения манипуляторов, позволяющих получить замкнутое управление РМК

Во второй главе сформулированы принципы построения РМК и предложена структура позиционирующего робота Для выбранной структуры комплекса получено математическое описание на основании методик построения математических моделей манипуляторов с упругими связями и моделей робо-тотехнических комплексов

Для многоэтажных объектов автоматизация выполнения всего комплекса монтажных операций возможна на основе построения РМК, реализующего принцип раздельно-синхронного выполнения операций Сущность принципа заключается в том, что часть монтажных операций выполняется раздельно специализированным оборудованием, а другая часть при их совместном синхронном взаимодействии Распределение функций установки между составляющими комплекса организуется следующим образом Кран обеспечивает перемещение панели в зону монтажа и удержание ее в процессе установки Позиционирующий робот обеспечивает корректировку положения и точную ориентацию монтируемой детали Структурный анализ показал целесообразность использования трехрукого манипулятора, установленного на самоходной платформе Структурная организация РМК, реализующая описанный принцип построения представлена на рис 1 Ее сущность заключается в том, что система управления (СУ) верхнего уровня полностью контролирует ход установочного процесса и формирует задание сило-моментных и кинематических

параметров ^ для СУ оборудованием комплекса Последние реализуют задание посредством локальных управлений с учетом информации

qr, поступающей с датчиков следящих приводов Информационная система комплекса (ИИС) обеспечивает определение положения панели хр на основании сигналов положения траверсы для заданной рабочей зоны установки панели

РМК представляет сложное взаимодействие башенного крана, панели и позиционирующего робота, поэтому в работе отдельно рассмотрены математические модели оборудования, а затем получена полная математическая модель монтажного комплекса, описывающая характер взаимодействия между ними Особенностью моделирования работы крана и позиционирующего робота является необходимость учета упругих деформаций в их конструкциях, возникаю-

Рис. 1. Структурная схема РМК щих при воздействии ветровых и динамических нагрузок С этой целью разработан метод построения математических моделей упругих манипуляторов, основу которого составляет принцип конечных разбиений На первом этапе, в результате анализа движений манипулятора определяются точки критичные к деформации, в которой упругое звено разбивается на два тела, соединенные шарниром Введение в модель фиктивных степеней подвижности позволяет учесть упругие деформации, а добавление уравнений обобщенных сил фиктивных звеньев - силы упругости Второй этап заключается в идентификации параметров введенных уравнений для соответствия математической модели реальному объекту

В соответствие с предложенным методом было выяснено, что для удовлетворительной оценки кинематических параметров крана достаточно ввести на ряду с тремя управляемыми обобщенными координатами семь фиктивных

степеней подвижности при этом qc = q'¡. В векторе q" две первые координаты имитируют качание башни, другие две - качание троса Для имитации свободного вращения панели на нижнем конце троса введены три вращательные степени подвижности

Для решения обратной задачи кинематики использован численный метод решения нелинейного тригонометрического уравнения Так как панель обычно располагается вблизи точки, относительно которой решается обратная задача, следовательно, при итерационном поиске решения вероятность попадания в локальные минимумы практически отсутствует В этом случае обобщенная координата определяется по формуле

;»1 / "?с|

где ) = . ?е! Х*2 , д") ■ 62 ») - (х„. Чс) ЬД^,^,));

^2(^1)=^ (- (х„, ) ■ ъ, {к,, &)+23 (г „, ) ъ, [ку

где Зс (■), 6;(), (■), 7 = 1,3, т = х,у,г - тригонометрические функции своих аргументов. Остальные обобщенные координаты д'с2, д'сЪ определяются через заданные декартовы координаты точки крепления панели хсо и известные величины обобщенных координат qJ и д'сХ:

д1 д") _ " ) Ьу (к, ,д'с1)+ х3 (хсо ,др- Ь, [ку ,д'с1)

• ( ' Ь2{к:,д'с1)-х3{хсо,д"с) Ъ2[ку,д'с,)

Произведя разделение на управляемые и неуправляемые обобщенные координаты, получены уравнения кинематической модели для скоростей и ускорений в виде-

К = с;(Ах1)Чг>}; + с;(лхе)Чс>1;„

где С(Дх^) - матрица размерностью Зхл якобиана векторной функции прямой задачи кинематики Г(Дх^) относительно точки со смещением Ах; п - количество степеней подвижности.

Описав кинематику крана параметрами Денавита-Хартенберга и пользуясь формализмом Лагранжа, получены уравнения динамики голономной системы крана. Обобщенные моменты крана описываются зависимостью

ме = ^е(че>1е+ье(че,че)+ме1„ (3)

где Ц.(яс), - матрица динамики и вектор кориолисовых, центробеж-

ных и гравитационных сил Последние слагаемое Мс>1, определяет влияние ветровой нагрузки на кран, при этом действие распределенной силы вызванной этой нагрузкой, заменено эквивалентными сосредоточенными силами, действующими на элементы крана,

где э'*'^), , - функция скоростного коэффициента ветровой на-

грузки к-го элемента в направлении осей абсолютной системы координат, Р„х, Р*у, Р*г ~ скорость ветра. Пусть сила Г^'1' имеет точку приложения с координатами г'*'0, измеренными в системе координат ¡-го звена, с которым жестко связана к-я масса. Будем считать, что параметры г^ незначительно меняются в

процессе установки панели и могут быть заранее оценены Следовательно, переход к обобщенным координатам крана будет иметь вид

где 1Ш - количество тел, обладающих парусностью, связанных с г-М звеном; якобиан С,(Ах,л)} отличается об(Л1,ф} м , что количество столбцов матрицы уменьшается с

Используя оператор разделения обобщенных координаг крана qc на управляемые И фиктивные ч", преобразуем (3) к виду

м;+ь;(Чс)Чг)+мс"„. (4)

При этом вектор М' реализуется приводами крана, а обобщенные силы фиктивных степеней подвижности определяются соотношением M"--aq"-pq", где диагональные матрицы жесткости и диссипации элементов конструк-

ции крана. Полученная в матричном виде модель крана удобна для построения модели монтажного комплекса и алгоритмов управления

Построение моделей манипуляторов позиционирующего робота вначале выполнено на основе рассмотрения абсолютно жесткой конструкция, а затем с учетом упругих деформаций Их учет выполнен путем введения двух дополнительных степеней подвижности На основании предложенной структуры кинематика манипулятора позиционирующего робота описана выражением вида Х-соэСд,, +ФАг)-а,5 smqri■sm{qr[+(pь,)-^ хм

ЛЬ

X 5Ш(?п + (?Ьг)+аг5 $mqr¡-cos{qrl + qt,r)+xЬJ

(5)

4 51П?г7 •

где K = cos\sr2-qы}ar}cosqr5+{qrJ+drг)cosq,2+ar^, хЬг, <р4г - координаты

базы манипулятора. На базе предложенной кинематической модели построена динамическая модель робота.

Особенностью) построения математической модели РМК является наличие замкнутых связей в системе, поэтому модель построена в соответствии с принципами декомпозиции и малого перемещения Оборудование комплекса декомпозируется в точках крепления манипуляторов к панели на четыре автономные механических системы, а взаимодействие между ними, учитывается по принципу малого перемещения В этом случае силы реакции связей в точках прикрепления манипуляторов, обусловленные упругими деформациями, равны

где р^ - диагональные матрицы коэффициентов жесткости и диссипации соединения схвата, смещения этой же точки, измеренные в

последних системах координат к-й руки позиционирующего робота и крана со-

ответственно. Полученные силы преобразуем к обобщенным силам, в результате чего уравнения динамики элементов комплекса принимают вид

(7)

(8)

На основании уравнений (б)-(8) получим структурную схему модели РМК (рис. 2.), которая может быть использована для моделирования монтажных операций и построения управляющих алгоритмов.

Рис. 2. Структурная схема модели РМК В третьей главе рассмотрены особенности и методы управления РМК. Задача управления РМК решается на основе трехуровневой организации алгоритмов управления: первый (верхний) уровень - нахождения закона движения панели обеспечивающего оптимизацию скорости с учетом огра-

ничения усилий в вакуумных захватах второй (средний) уровень - опре-

деление управления панелью посредством усилий в соответствии принципом разделения функций между краном и роботом; третий (нижний) уровень -формирование законов управления приводами робота м*^), обеспечивающих реализацию траекторий и сил взаимодействия с пане а также

закон управления обобщенными силами крана М'с"(?), на основе задания желаемой траектории

Синтез локальных алгоритмов управления позиционирующего робота выполнен без учета деформаций манипулятора, так как их значения невелики и за счет большой инерционности панели мало влияют на ее динамику. Особен-

ностью построения управляющих алгоритмов нижнего уровня является обеспечение манипуляторами требуемых усилий F^. В соответствии с уравнением динамики робота (7), требуемые обобщенные силы равны

м;=Dr(q;)- q;+b(q;,q;)-c?rT(AXoiq;)-f;. (9)

В соответствии с синергетической теорией для обеспечения асимптотически устойчивого управления задаемся желаемым многообразием у, и переходным процессом, по которому оно стремится к нулю:

где I, Г - действительный и требуемый ток привода роботамие-стоянная времени управления. Ее значение выбщжется из условий физической осуществимости и плавности управления: 10/Atr7 <ХГ < 0,4/. В результате решения системы уравнений (9), (10) с учетом уравнений двигателя постоянного тока получен закон управления приводами манипулятора, изменяющий обобщенные силы по апериодическому закону:

где R, L - сопротивление и индуктивность якорной цепи; кы, кт -коэффициенты самоиндукции и передачи по току; е — передаточное число редуктора.

При построении управления приводами крана в качестве выходных параметров рассматривается вектор обобщенных сил управляемых координат При этом функцией крана является сопровождение панели вдоль траектории Х;(г) и удержание ее веса без коррекции ориентации. Целевое инвариантное многообразие в данном случае задавалось в соответствии с требованием совпадения координат точки подвеса панели, с требуемой траекторией X* (i):

ve=q;-f;'(Ai.,x;,q;), (12)

где векторная функция решения обратной задачи кинематики

о положении относительно управляемых координат q^, определяемая уравнениями (1, 2), относительно точки с нулевым смещением Лхо. Для удобства дальнейших преобразований переходной процесс задаем в форме апериодического звена второго порядка:

Vc+4iVc + 42Vc=0, (В)

где Хс1, Хс1 - постоянные управления, определяющие время и форму переходного процесса. На основании (8, 12, 13) синтезирован закон изменения обобщенных ускорений и закон изменения управляющих моментов крана:

В соответствии с принципом разделения функций по установке панели из уравнения (14) исключаются составляющие, учитывающие влияние динамики панели на координаты которые потенциально могут совершать горизонтальное перемещение панели Принимая во внимание, что установка панели осуществляется на малых скоростях, пренебрегаем действием центробежных и кориолисовых сил В результате, уравнение (14) преобразовано к виду

где 0'ст, М'„от - парамс <ры уравнения (14) с учетом указанных упрощений

Как показали результаты моделирования, предложенная схема управления краном позволяет компенсировать влияние возникающих колебаний башни и предотвратить срыв вакуумных захватов при их большой амплитуде.

На втором уровне с учетом введенных локальных управлений описание объекта можно упростить и представить в виде панели на шарнирном подвесе с декартовыми координатами и ориентацией, задаваемой вектором В соответствии с принципом разделения функций установки кран удерживает вес панели, те управляет координатой х® Остальные координаты панели

Чр X® ф^ ф^ ф^) необходимо контролировать посредством сил

Р,^*, ¿ = 1,3. Особенностью управления является то, что при помощи

шестимерного управляющего вектора Г^ необходимо контролировать 5

координат панели х^, ф^, Считая координатл^тработанной без

ошибки х® - х^", уравнение динамики панели принимает вид

Производя процедуру синергетического синтеза, вводим многообразия

^Ч^ЧКМ^Ч,). = * = (17)

где А.^ - параметры управления Решая (17) с учетом (16), получаем закон управления панелью

где Г - блочная матрица, размерностью 3x3, состоящая из девяти матриц размерности 2x2; - вектор, размернос&хЮС учетом упрощений,

обусловленных незначи гельным изменением некоторых параметров в процессе установки, уравнение (18) принимает вид

где ' ^ - элемент блочной м а т р и1ц_1ы ач е н и я обобщенных

координат панели в наиболее характерной точке траектории

Для предотвращения перегрузок вакуумных захватов позиционирующего робота, вызванных неучтенными ветровыми нагрузками, в управление вводится эллипсовидная функция насыщения Тогда, при выходе управления Р^ за установленные пределы его значение будет определяться выражением

(20)

Удобство измерения параметров обратной связи обеспечивается введением модели панели, коррекция координат которой осуществляется слагаемыми

(21)

Дч.^-ч,) К,, ДЧ,=(я„-Ч,

где обобщенные координаты панели, вычисленные на основании коорди-

нат крана, коэффициенты наблюдателя

Структурная схема контура управления панелью, объединяющая уравне-

г к„

й-ъ

Мв (-)

'(-) (-Г

=Е

\ 5

сМ

<Г->

-хх>

-У

р1:

Л

Р £

1Р.

->

-

-

Рис. 3. Структурная схема контура управления панелью

зультаты моделирования (рис 4) показали, что в целом предложенный алгоритм распределения работы между манипуляторами обеспечивает равномерную нагрузку вакуумных захватов

О 2 4 6 8 10 12 <,с

Рис. 4 Моделирование движения панели с учетом ограничения В основу первого уровня управления положен метод двухуровневой интерполяции траектории движения манипулятора с оптимизацией скорости Суть метода заключается в том, что на первом уровне интерполяции определяется временной закон изменения пути S,(t), а на втором уровне производится аппроксимация обобщенных координат сплайнами третьего порядка в функции перемещения С учетом полученного на втором уровне закона движения выполняется оптимизация параметров первого уровня построения сплайнов С целью облегчения этого этапа от аппроксимирующих функций потребуем отсутствия значительных биений Тогда, учитывая, что усилия по установке панели вызваны в основном ее инерционными свойствами, ограничения управляющих усилий можно свести к ограничению ускорений в опорных точках Закон изменения пути во времени 5,(0 равен

^¡Я <22>

где Р1-У/! ~ относительная скорость в у-Й опорной точке, - величина пути между опорными точками на ум интервале, У^ - максимальная скорость,

количество интервалов аппроксимации Полученный закон изменения пути удовлетворяет требованию отсутствия биений, так как ускорение между опорными точками постоянно Для обеспечения непрерывности положения и скорости панели в опорных точках в качестве аппроксимирующей функции обобщенных координат выберем полином вида

= + + ; = ■ ' '(22) коэффициенты интерполяции которого определены из граничных условий

где у = - ~QJ - векторы обобщенных координат в опорных

точках.

Полученный закон интерполяции (22), (23) позволяет свести задачу оптимизации к расчету относительных скоростей в промежуточных опорных

точках при ограничениях на обобщенные силы

<м^(г)<мм„, ге[0,Г,] (24)

В качестве функционала при оптимизации траектории использовано общее время прохождения траектории

т "о

у 01

ЛМ + Р;-1)

Так как предложенный функционал не содержит экстремумов, то поиск скоростей Р/ сводится к решению систем линейных уравнений, описывающих выход

обобщенных сил в опорных точках на предельные значения Уравнения системы получаются из неравенства (24) с учетом (22), (23) и уравнения динамики манипулятора в результате перебора всех вариантов выхода на ограничения путем вариации индексов обобщенной координаты края

сплайна / = {0,Гу| и верхнего И нижнего М£]1т пределов Из всех допус-

тимых решений выбирается то, которое доставляет минимум функционалу (25)

-> тга.

(25)

Рис. 5. Зависимости обобщенных моментов от количества промежуточных опорных точек.

О-выход сплайна на предел, О - выход двух сплайнов на предел в одной точке

Зависимость управляющих моментов от количества промежуточных опорных точек показана на рис. 5. Исследования показали, что выдвинутое предположение об отсутствии больших биений усилий оправданы в случае, когда траектория движения не имеет резких изломов, а увеличение количества опорных точек уменьшает гладкость функции обобщенных сил. При выборе этого количества необходимо учитывать, что в зависимости от длины и формы траектории, увеличение количества опорных точек на определенном этапе существенно повышает требования к вычислительным ресурсам, при этом время реализации траектории или уменьшается незначительно или даже возрастает, что требует выработки индивидуальной стратегии управления для разных технологических операций.

С целью получения замкнутого цикла пересчета опорных точек для построения и оптимизации траектории, воспользуемся степенным полиномом, учитывающим технологические требования к монтажу панелей. Требования обусловили разбиение траектории на фазы' позиционирования и посадки. Последняя фаза выполняется по линейной траектории. Граничные условия первой фазы определяются непрерывностью положения и скорости в начальной точке и равенством нулю скоростей и ускорений горизонтального перемещения панели в точке перехода между технологическими фазами для обеспечения дополнительной устойчивости монтажа.

Особенностью применения метода планирования для робототехнических комплексов с замкнутыми кинематическими структурами является избыточность вектора ограничений управления е >так кж управление приложено не к обобщенным координатам манипуляционной структуры, а в трех точках, связанных с ее последним звеном. Пересчет ограничений к базису обобщенных сил модели панели, используемой для планирования траектории, осуществляется по формуле

где вектора усилий в вакуумных захватах, измеренные в системе коор-

динат панели.

Пересчет эллипсовидных ограничений к базису обобщенных сил сводится к выделению прямоугольной части выпуклой нелинейной области ограничений управления панелью: Направление диагонали искомой области предлагается определять вдоль вектора удельной работы

,М_Л(0 „(«). т~

а

координаты панели в начальной и конечной точках траектории, масса данели и момент инерции относительно вертикальной оси Полученная методика позволяет эффективно использовать область допустимых управлений

В четвертой главе разработаны рекомендации, методики и предложения по практической реализации РМК, а так же изложены результаты математического и физического моделирования

С целью автоматизации процесса проектировании строительных роботов и роботизированных комплексов разработан интегрированный программный комплекс Robot Maker Основными функциями программного комплекса Robot Maker являются задание параметров кинематических структур, выбор редукторов и двигателей, решение задачи кинематики, задание траекторий на основе двухуровневой интерполяции, оптимизация скорости прохождения траектории, динамический расчет манипулятора, просмотр графиков обобщенных координат, скоростей, ускорений, сил и мощностей, задание компоновок роботизированных комплексов, трехмерное отображение манипуляторов, траекторий и моделирование движения по ним Приложение имеет многооконный интерфейс Основу программной реализации комплекса Robot Maker составляют объектные классы Библиотеки классов предоставляют возможность для удобного написания и отладки программ управления позиционирующим роботом, а открытая архитектура системы, реализованная на языке C++, позволяет добавлять новые интерфейсные модули для связи с внешними устройствами

Наиболее сложным элементом монтажного комплекса для проектирования является позиционирующий робот В диссертации разработаны рекомендации по выбору кинематических и геометрических параметров позиционирующего робота, сформулированы основные требования к роботу, которые необходимо учитывать при расчете этих параметров

Экспериментальные исследование роботизированного монтажного комплекса на основе программных комплексов Robot Maker, MatLab, MathCAD позволили установить, что установка панелей выполняется в соответствии желаемой траекторией, при этом максимальные значения усилий в захватных устройствах не превышают предельных значений, а скорости и ускорения находятся в пределах допустимых значений Синтезированные алгоритмы управления РМК обеспечивают отсутствие резких изломов траектории установки панели в проектное положение При действии ветровой нагрузки система обнаруживает адаптивные свойства, заключающиеся в увеличении времени позиционирования с сохранением показателей надежности На основе математических моделей проведено всестороннее исследование характера влияния упругих свойств крана и позиционирующего робота на изменение координат панели

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена научно-техническая задача повышения эффективности и безопасности выполнения монтажных операций в кр>пнопа-

нельном домостроении путем совершенствования технологии на основе использования роботов и автоматизации производства монтажных работ.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие основные научные выводы и практические результаты:

1. Научно обоснована целесообразность автоматизации монтажных работ в крупнопанельном домосгроении на основе создания роботизированных монтажных комплексов, позволяющих повысить безопасность выполнения монтажных работ, снизить трудоемкость, повысить качество работ.

2. Предложена структурная организация РМК для крупнопанельного строительства, основу которой составляет принцип раздельно-синхронного выполнения операций, определяющий характер взаимодействия оборудования и иерархические уровни управления комплексом.

3. Разработан метод построения математических моделей манипуляторов с упругими связями, основанный на принципе конечных разбиений, отличаю-' щийся введением фиктивных степеней подвижности в точках критичных к деформации, на основе которого получены математические модели крана и позиционирующего робота

4. На основе совместного применение методов декомпозиции и малого перемещения получена математическая модель РМК, позволяющая проводить анализ, его динамических характеристик, прогнозировать отклонения панели, оценивать влияние внутренних и внешних возмущений.

5 Разработан алгоритм управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами на основе синергетического подхода, заключающийся в построении трехуровневого управления, из которых нижний уровень сокращает размерность объекта, средний - решает задачу избыточности управления, а верхний - формирует траекторию движения панели с учетом ограничений.

6. На основе двухуровневой интерполяции разработан метод планирования сплайнов, сочетающий применение поисковых и аналитических алгоритмов, который оптимизирует скорости движения манипулятора в реальном времени. На его основе разработан алгоритм управления движением РМК, обеспечивающий коррекцию траектории движения с учетом ограничений в направлении максимума удельной работы.

7. Разработаны алгоритмы определения положения и ориентации панели и манипуляторов комплекса, алгоритмы оптимизации,места установки позиционирующего робота и его геометрических параметров.

8. Разработан интегрированный программный пакет для проектирования и моделирования роботов и РМК, включающий функции кинематического и динамического моделирования, планирование траекторий, визуализации движения комплекса, подготовки программ управления движением робота.

9. Выполненный комплекс исследований качества управления РМК показал эффективность разработанных методов и алгоритмов управления. В результате исследований выявлены адаптивные свойства РМК, обеспечивающие сохранение точности позиционирования при действии ветровой нагрузки в пределах допустимых значений.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Паршин Д.Я., Ткачев СМ. Планирование движения многомерного объекта // Электрооборудование в строительстве и на транспорте: Межвузов, сб. / Под ред. В.В. Кононенко. - Ростов-н/Д: Изд-во Рост. гос. строит, ун-та, 2002. - С. 28-30.

2. Ткачев СМ. Применение гибридных фази-нейронных систем для управления адаптивным роботом // Математические методы в интеллектуальных информационных системах: Сб. тр. Международ, науч. конф. - Смоленск, 2002. - С. 87.

3. Паршин /1-Я., Ткачев СМ. Планирование движений монтажных роботов с интеллектным управлением // Математические методы в интеллектуальных информационных системах: Сб. тр. Международ, науч. конф. - Смоленск, 2002. -С. 108.

4. Ткачев СМ. Моделирование рабочих пространств промышленных роботов// Магматические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XV Международ, науч. конф.: В 10 т. Т.8. Секция 8 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. - С. 92-94.

5. Паршин Д.Я., Ткачев СМ. Математические модели многомерных мехатрон-ных комплексов. // Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XV Международ, науч. конф.: В 10 т. Т.8. Секция 8 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Тамбов: Изд-во Тамб. me. iexn. ун-та, 2002. - С. 55-59.

6. Паршин Д. Я., Ткачев С. М. Моделирование ишамики манипулятора с >пр>-1ими связями // Новые ICXHOJIOIНИ управления движением технических обт.ек-10»: Сб. ciaTeii но маг. 5-й Международ, науч.-технической конф., 18-20 декабря 2002 г. - Новочеркасск - Росгов-н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - Вып. 3, Ч. 1. - С 26-29.

7. Ткачев СМ. Моделирование динамики робоюв па основе объектно-ориеншроаанпою проекшривания // Математические методы в ючнике и iex-нолошях.: Сб. ip. XVI Междунар. науч. конф.: В 10 т. Т. 5. Секция. 5 / Иод общ. ред. B.C. Балакирева. - Росгов-н/Д, 2003. - С. 200-202.

8. Ткачев С. М. Построение моделей и исследование динамики башенных кранов // Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVII Международ, науч. конф.: В 10 т. Т. 5. Секция 5 / Под общ. ред. В. С. Балакирева. - Кострома: Изд-во Костромского гос. технолог, ун-та, 2004. - С. 61-63.

9. Ткачев С. М. Вычисление управляющих моментов робототехнического комплекса с избы ючными связями // Математические методы в технике и техноло-шях: Сб. тр. XVII Международная науч. конф.: В 10 т. Т. 5. Секция 5 / Под общ. ред. В. С. Балакирева. - Кострома: Изд-во Костромского гос. технолог, ун-ia, 2004.-С 55-56.

10.Parshin D. J., Tkachev S. M. Robotic Mounting System for Large-Panel Building // Proceedings of the 21th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2004 (16-18 Sept., 2004, Seoul, South Korea). - Seoul, 2004. -P. 350-353. (Паршин Д.Я., Ткачев СМ. Роботизированный монтажный комплекс для возведения крупнопанельных зданий // Материалы 21-ю международного симпозиума по автоматизации и роботизации строительства ISARC-2004 (16-18 септ., 2004, Сеул, Южная Корея). - Сеул, 2004. - С. 350-353.)

№26 148

Подписано к печати 17.11.2004 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Объем 1,1 усл. печ. л., 1,0 уч.-изд. л. Заказ № 13/2004. Тираж 120 экз. Цена договорная

Редакционно-издательский отдел РГАСХМ ГОУ 344023, г. Ростов-на-Дону, ул. Страны Советов, 1

Введение.

1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1. Анализ особенностей выполнения монтажных работ.

1.2. Обзор средств автоматизации и механизации монтажных работ.

1.3. Анализ методов и алгоритмов управления манипуля-ционными роботами.

1.4. Постановка задачи исследований.

1.5. Выводы по главе 1.

2. Принципы построения и математическое описание роботизированного монтажного комплекса

2.1. Принципы построения и структурная организация РМК.

2.2. Построение модели крана.

2.3. Построение модели позиционирующего робота.

2.4. Построение модели монтажного комплекса.

2.5. Выводы по главе 2.

3. Построение управляющих алгоритмов РМК

3.1. Построение локальных алгоритмов управления.

3.2. Построение алгоритмов управления положением панели.

3.3. Планирование траектории движения манипулятора с учетом ограничений обобщенных моментов.

3.4. Формирование траектории движения панели.

3.5. Выводы по главе 3.

4. Предложения по практической реализации РМК

4.1. Интегрированный программный пакет для разработки и моделирования роботов.

4.2. Предложения по построению ИИС.

4.3. Предложения по технической реализации комплекса.

4.4. Результаты испытаний и моделирования.

4.5. Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Бескаркасное крупнопанельное домостроение представляет собой сложный технологический процесс, что требует применения высокопроизводительных машин и оборудования. Важнейшим направлением интенсификации строительного производства является оптимизация технологических процессов с целью снижения материальных, трудовых и энергетических затрат. Каждый этап строительства определяет в конечном итоге качество и долговечность выполняемых работ. Одним из наиболее ответственных и трудоемких этапов возведения зданий является монтаж стеновых панелей.

Выполнить возрастающие требования к качеству, объемам и темпам домостроения, преодолев при этом сложности монтажных работ, возможно только с применением комплексной автоматизации технологического процесса установки панели.

Вместе с тем, отсутствие эффективных способов и средств выполнения и контроля параметров технологического процесса монтажа стеновых панелей не позволяет в полной мере использовать все преимущества данного способа строительства при одновременном повышении безопасности. Решение проблемы создания роботизированного монтажного комплекса (РМК) делают тему диссертационной работы актуальной как в техническом, так и в научном плане.

Соответствие научному плану работ и целевым комплексным программам. Работа выполнена в соответствии с научным планом работ Ростов-ской-на-Дону государственной академии сельскохозяйственного машиностроения (РГАСХМ) в рамках научного направления «Теория и практика создания роботов, робототехнических и мехатронных комплексов».

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности и безопасности выполнения монтажных операций в крупнопанельном домостроении путем совершенствования технологии на основе использования роботов и автоматизации производства монтажных работ. Для этого необходимо решить следующие основные задачи:

1. Исследовать технологические особенности монтажа крупнопанельных зданий, провести анализ состояния вопроса и сформулировать основные положения роботизации и автоматизации монтажных работ.

2. Разработать принципы построения роботизированного монтажного комплекса для крупнопанельного домостроения, обосновать структурную организацию комплекса для установки стеновых панелей.

3. Разработать и исследовать математические модели роботизированного монтажного комплекса для установки стеновых панелей, учитывающие упругие свойства механизмов, взаимовлияние оборудования комплекса и влияние внешних воздействий.

4. Разработать методы планирования движений РМК при установке панелей и синтезировать алгоритмы управления комплексом, обеспечивающие устойчивость работы оборудования к ветровым воздействиям.

5. Сформулировать рекомендации организациям, занимающимся разработкой новых строительных технологий, по практической реализации полученных результатов и использованию программных пакетов на стадии разработки и проектирования позиционирующих роботов и РМК.

Идея работы заключается в построение РМК для крупнопанельного домостроения на основе принципа раздельно-синхронного выполнения монтажных операций, с управлением, основывающимся на синергетическом подходе, двухуровневой интерполяции с последующей оптимизацией скорости движения, лежащей в основе синтеза траектории, обеспечивающей выбор ограничений в направлении максимума удельной работы.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования, практические результаты работы основываются на методологии системного подхода, основных законах классической механики, теории и методах робототехники, методах математического анализа, методах классической и современной теории автоматического управления, методах компьютерного моделирования. Полученные результаты проверялись физическим и компьютерным моделированием, а так же полунатурными экспериментами.

В работе защищаются: структурная организация РМК для крупнопанельного домостроения; метод построения математических моделей манипуляторов с упругими связями; математические модели РМК с замкнутыми кинематическими структурами; метод планирования траектории движения манипулятора, использующий двухуровневую интерполяцию с последующей оптимизацией скорости движения; алгоритмы управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами, обеспечивающие выбор ограничений в направлении максимума удельной работы; результаты исследований динамики позиционирующего робота и РМК; программная оболочка и пакет программных модулей для разработки и моделирования работы позиционирующих роботов и РМК; рекомендации по практической реализации позиционирующего робота, информационно-измерительной и управляющих систем.

Научная новизна работы состоит в разработке:

- структурной организации РМК на основе принципа раздельно-синхронного выполнения монтажных операций, определяющего распределение функций и характер взаимодействия элементов комплекса;

- метода построения математических моделей манипуляторов с упругими связями, основанного на принципе конечных разбиений, отличающегося введением фиктивных степеней подвижности в точках критичных к деформации;

- математической модели РМК с замкнутыми кинематическими структурами, на основе использования принципов декомпозиции и малого перемещения;

- алгоритма управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами, использующего синергетический подход для решения задачи избыточности управления;

- метода планирования траектории движения манипулятора, заключающегося в применении двухуровневой интерполяции с последующей оптимизацией скорости движения;

- алгоритма управления движением РМК с оптимизацией скорости и коррекцией траектории движения, обеспечивающей выбор ограничений в направлении максимума удельной работы.

Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности роботизации монтажных работ в крупнопанельном строительстве, предложенной структуре построения РМК, позволяющей автоматизировать процесс установки панелей; инженерных методиках проектирования монтажных комплексов; алгоритмах управления позиционирующим манипулятором РМК; создании программного пакета, позволяющего моделировать и разрабатывать позиционирующие роботы и РМК.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается корректным использованием фундаментальных законов физики, механики, робототехники, классической теории управления, теории электропривода, корректными допущениями при составлении математических моделей и подтверждается данными экспериментов на модели башенного крана, результатами физического и компьютерного моделирования. Расхождение результатов не превысило 6,8%.

Реализация работы. Разработанные структуры, модели и методики приняты к внедрению в проектную и конструкторскую документацию ЗАО «Донмеханизация». Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедрой «Информационные и управляющие системы» РГАСХМ для студентов специальности 210300 «Роботы и робототехниче-ские системы».

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 20-м международном симпозиуме «Автоматизация и механизация строительства» ISARC-2004 (г. Сеул, Южная Корея, 2004 г.), международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» (Новочеркасск, 2002 г.), международных научно-технических конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.; Ростов-на-Дону, 2003 г.; Кострома, 2004 г.), на кафедре «Автоматизация производства, роботизация и мехатроника» (Новочеркасск, 2004), а также ежегодных научных конференциях РГАСХМ.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 10 печ. работах, в том числе за рубежом (г. Сеул, Южная Корея) на английском языке.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем работы составляет 146 страниц машинописного текста, содержит 46 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 93 наименований.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В диссертационной работе решена научно-техническая задача повышения эффективности и безопасности выполнения монтажных операций в крупнопанельном домостроении путем совершенствования технологии на основе использования роботов и автоматизации производства монтажных работ.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие основные научные выводы и практические результаты:

1. Научно обоснована целесообразность автоматизации монтажных работ в крупнопанельном домостроении на основе создания роботизированных монтажных комплексов, позволяющих повысить безопасность выполнения монтажных работ, снизить трудоемкость, повысить качество работ.

2. Предложена структурная организация РМК для крупнопанельного строительства, основу которой составляет принцип раздельно-синхронного выполнения операций, определяющий характер взаимодействия оборудования и иерархические уровни управления комплексом.

3. Разработан метод построения математических моделей манипуляторов с упругими связями, основанный на принципе конечных разбиений, отличающийся введением фиктивных степеней подвижности в точках критичных к деформации, на основе которого получены математические модели крана и позиционирующего робота.

4. На основе совместного применения методов декомпозиции и малого перемещения получена математическая модель РМК, позволяющая проводить анализ его динамических характеристик, прогнозировать отклонения панели, оценивать влияние внутренних и внешних возмущений.

5. Разработан алгоритм управления РМК с замкнутыми кинематическими структурами на основе синергетического подхода, заключающийся в построении трехуровневого управления, из которых нижний уровень сокращает размерность объекта, средний - решает задачу избыточности управления, а верхний - формирует траекторию движения панели с учетом ограничений.

6. На основе двухуровневой интерполяции разработан метод планирования сплайнов, сочетающий применение поисковых и аналитических алгоритмов, который оптимизирует скорости движения манипулятора в реальном времени. На его основе разработан алгоритм управления движением РМК, обеспечивающий коррекцию траектории движения с учетом ограничений в направлении максимума удельной работы.

7. Разработаны алгоритмы определения положения и ориентации панели и манипуляторов комплекса, алгоритмы оптимизации места установки позиционирующего робота и его геометрических параметров.

8. Разработан интегрированный программный пакет для проектирования и моделирования роботов и РМК, включающий функции кинематического и динамического моделирования, планирование траекторий, визуализации движения комплекса, подготовки программ управления движением робота.

9. Выполненный комплекс исследований качества управления РМК показал эффективность разработанных методов и алгоритмов управления. В результате исследований выявлены адаптивные свойства РМК, обеспечивающие сохранение точности позиционирования при действии ветровой нагрузки в пределах допустимых значений.

1. Беллман Р. Динамическое программирование.- М.: ИЛ, 1960.

2. Болотник Н.Н., Черноусько Ф.Л. Оптимизация управления манипуляци-онными роботами. «Техническая кибернетика», № 1, 1990, с. 189-238.

3. Булгаков А.Г., Гернер И., Каден Р. Исследования и практические примеры организации производства и использования роботов в стройиндустрии // Машины, механизмы, оборудование и инструмент М.: ВНИИНТПИ, 1990, вып. 1. - 48 с.

4. Булгаков А.Г., Сухомлинов А.Д. Применение лазерных информационно-измерительных систем в строительстве. // Технология строительно-монтажных работ. М.: ВНИИИС, 1989, вып. 3. - 53 с.

5. Булгаков А.Г., Шиндлер И. Средства и системы автоматизации в строительной технике Технология и автоматизация строительства. М.: ВНИИНТПИ, 1994, вып.4. - 56 с.

6. Вейскас Дж. Эффективная работа с Microsoft Access 2000. СПб., 2000.

7. Вильман Ю.А. Основы роботизации в строительстве. М., 1989. 219с.

8. Воробьев В. И. и др. Механика роботов (в 3-х книгах) / Под ред. К. В. Фролова и Е. И. Воробьева. Учебн. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1988.

9. Воробьев В.А., Френкель Г.Ю., Юков А.Я. Анализ состояния и тенденция развития робототехники в строительстве // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1984. - № 10. - С. 81-87.

10. Галиуллин А. С. Методы решения обратных задач динамики: М.: Наука, 1986. 224с.

11. Головинский А.Н., Наумов А.И. Аналитическое решение задач оптимального траекторного управления летательным аппаратом // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1989. -№6.

12. Н.Горбачев Н.В., Ким Д.П., Шухов А.Г. Синтез алгоритмов управления на основе решения обратной задачи динамики с учетом ограничений на управление// Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1987. - №4.

13. Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Управление роботами. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. - 400 с.

14. Зубов Н.Е. Управление объектами с релейно-импульсными и непрерывными рулевыми органами на основе алгоритма с прогнозирующей моделью и его приложение в динамике сближения КА // Космические исследования. -1989.-т. XXVII.-Вып. 2.

15. Игнатьев М.Б., Кулаков Ф.М., Покровский A.M. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. Л.: Машиностроение, 1977. - 248 с.

16. Колесников А.А. Последовательная оптимизация нелинейных агрегированных систем управления. — М: Энергоатомиздат, 1987.

17. Колесников А.А. Синергетическая теория систем управления. — Таганрог, 1987.

18. Колмановский В.Б., Носов В.Р. Принцип обобщенной работы в системах с последействием // Адаптация и оптимизация систем на основе принципа минимизации обобщенной работы: Тез. докл. Всес. семинара. Фрунзе: Илим, 1990.

19. Корнев В.И., Мамасуев А.В., Федоров В.А. Оптимизация системы управления приводами постоянного тока по критерию обобщенной работы// Гага-ринские научные чтения по космонавтике и авиации. М.: Наука, 1985.

20. Красовский А.А. Аналитическая форма субоптимального адаптивного управления нелинейными объектами// Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. -1983. №2.

21. Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование.—М.: Наука, Гл. ред. ф.-м. лит., 1973.

22. Красовский А.А., Колесников А.А. и др. Современная прикладная теория управления. 4.1. Оптимизационный подход в теории управления/ Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.

23. Крейг Арнуш. Borland С++ 5: Освой самостоятельно: Пер. с англ. М.: Восточная Книжная Компания, 1997 г. - 720 с.

24. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. Нелинейные модели. М.: Наука, 1989.

25. Крутько П. Д. Управление исполнительными системами роботов. М.: Наука., 1991.-336 с.

26. Кудин В.Ф. Выбор минимизируемого функционала в нелинейных задачах аналитического конструирования регуляторов// Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1976. - №5.

27. Кудин В.Ф., Ляшевский С.Э. Обобщение решения одного класса задач аналитического конструирования нелинейных регуляторов // Автоматика и телемеханика. 1990. - №7.

28. Кудин В.Ф., Самарин Е.М. Аналитическое конструирование нелинейных цифровых регуляторов по критерию обобщенной работы // Адаптация и оптимизация систем на основе принципа минимизации обобщенной работы: Тез. докл. Всес. семинара. Фрунзе: Илим, 1990.

29. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления.— М.: Машиностроение, 1986.

30. Кухаренко И.В. Определение коэффициентов квадратичных функционалов в задачах аналитического конструирования// Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1977. - №4.

31. Летов A.M. Аналитическое конструирование регуляторов, I IX. - Автоматика и телемеханика. - 1960. - т.21, №4. - С. 436 - 442, №5. - С. 561 - 568, №6. - С. 661 - 665; 1961. - т.22, №4. - С. 425 - 434.

32. Летов A.M. Динамика полета и управление. М.: Наука, 1969.

33. Летов A.M. Теория оптимального управления. — В кн.: Труды II конгресса ИФАК. Оптимальные системы. Статистические методы. М.: Наука, 1965. -С. 7—38.

34. Микропроцессоры и микро-ЭВМ в системах автоматического управления электроприводами.— М.: ЦНИИТЭИ приборостроения. Обзорная информация. 1985. - вып. 4, серия 06.

35. Миркин Б.М., Цой Ман-Су. Об одном классе адаптивных алгоритмов идентификации для динамических систем// Адаптация в системах управления технологическими процессами и производством. Фрунзе: Илим, 1984.

36. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. — М.: Наука, 1975.

37. Павлов В. А., Тимофеев А. В. Расчет и стабилизация программного .вижения манипулятора подвижного робота // Техническая кибернетика. 976. №6. С. 91-101.

38. Паршин Д.Я., Булгаков А.Г. Автоматизация и роботизация строительно-монтажных работ: Учеб. пособие / НПИ. Новочеркасск, 1988. - 88 с.

39. Паршин Д.Я., Ткачев С.М. Планирование движения многомерного объекта // Электрооборудование в строительстве и на транспорте: Межвузов, сб. / Под ред. В.В. Кононенко. Ростов-н/Д: Изд-во Рост. гос. строит, ун-та, 2002. - С. 28-30.

40. Паршин Д.Я., Ткачев С.М. Планирование движений монтажных роботов с интеллектным управлением // Математические методы в интеллектуальных информационных системах: Сб. тр. Международ, науч. конф. Смоленск, 2002.-С. 108.

41. Попов Е. П., Письменный Г. В. Основы робототехники. Введение в специальность: Учеб. -М.: Высш. шк., 1990.

42. Поттс С., Монк Т.С. BORLAND С++ в примерах/ Пер. с англ.; Мн.: ООО "Попурри", 1996. - 752 с.

43. Проектирование и разработка промышленных роботов / С. С. Аншин, А. В. Баранов и др.; Под общ. ред. Я. А. Шифрина, П. Н. Белянина. М.: Машиностроение, 1989. - 272 с.

44. Пшихопов В. X. Аналитическое решение задачи оптимального по быстродействию траекторного управления для манипуляционных роботов // Материалы 11-й научно-технической конференции «экстремальная робототехника», СПб, СПГТУ, 2000.

45. Пшихопов В.Х. Аналитический синтез агрегированных регуляторов ма-нипуляционных роботов. В сб. РАЕН «Синтез алгоритмов сложных систем», вып. №9 , М.-Таганрог, 1997, с.с. 93-110.

46. Пшихопов В.Х., Колесников А.А. «Устройство контурного управления манипуляционным роботом». Патент РФ № 2146606, бюл. № 8, 2000.

47. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Кн. 2. Приводы робототехнических систем: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. И.М. Макарова. М.: Высш. шк., 1986. - 175 с.

48. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. Кн. 2. Приводы робототехнических систем: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. И.М. Макарова. М.: Высш. шк., 1986. - 175 с.

49. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления / Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. II - 559 с.

50. Современная прикладная теория управления: Новые классы регуляторов технических систем / Под ред. А. А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. III. - 656 с.

51. Справочник по промышленной робототехники: В 2 кн. / Под ред. Ш Нофа.- М.: Машиностроение, 1990. 960 с.

52. Справочник по теории автоматического управления / Под редакцией Кра-совского А.А. — М.: Наука, гл. ред. ф.-м. лит., 1987.

53. Тиба Д. Применение электроники в строительных машинах. // Кэсэцу кикай.- 1980.-№10.-С. 64-75.

54. Тимофеев А. В. Адаптивные робототехнические комплексы. JL: Машиностроение, 1988.

55. Ткачев С.М. Применение гибридных фази-нейронных систем для управления адаптивным роботом // Математические методы в интеллектуальных информационных системах: Сб. тр. Международ, науч. конф. Смоленск, 2002.-С. 87.

56. Френкель Г.Ю. Роботизация процессов в строительстве. М.: Стройиз-дат, 1987. 173 с.

57. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989,- 624 с.

58. Харитонова К. А., Михеева В. Д. Microsoft Access 2000. Разработка приложений. СПб., 2000.

59. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. М.: Мир, 1967.

60. Цыкунов A.M. Конструирование оптимального регулятора// Адаптация и оптимизация систем управления. Фрунзе: Илим, 1985.

61. Bellman R. On the Determination of Optimal Trajectories Via Dynamic Programming, G. Leitman, ed. Optimization Techniques. Academic Press, New York, 1962.

62. Chen Y. On the Structure of the Time-optimal Controls for Robotic Manipulators // IEEE Trans. Autom. Contr., Vol. 34, No 1, pp.115-116, 1989.

63. Chen Y., Chien S.Y.-P., Desrochers A.A. General structure of time-optimal control of robotic manipulators moving along prescribed paths // IEEE Int. J. Control, Vol. 56, No 4, pp. 767-782, 1992.

64. Chen Y., Desrochers A.A. Structure of minimum- timel control of robotic manipulators with constrained paths. Proc. IEEE Int. Conf. Rob. and Autom., Vol. 2, pp. 971-976, 1987.

65. Handbook of industrial robotics / Edited by S.Y. Nof. NewYork: John Wiley & Sons, Inc., 1999. - 1349 pp.

66. Hasegawa J. Robotization of Construction Work // Robot. 1983. - №38. - P. -41-46.

67. Huang H.P., McClamroch N.H. Time-optimal Control for a Robotic Contour following Problem. IEEE J. Rob and Autom., Vol. 4, No 2, pp. 140-149, 1988.

68. Kahn M.E., Roth B. The Near-Minimum-Time Control of Open-Loop Articulated Kinematic Chains. ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 1971, p.p. 164-172.

69. Laser fur Hoch,- Tief- und Innenausbau, Mechanisierung, Vermessungsgerate. Prospekt der Firma Geo-Feinmechanik GmbH. Muhlheim an der Ruhr, 1998.

70. Parshin D.J., Tkachev S.M. Robotic Mounting System for Large-Panel Building // Proceedings of the 21th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2004 (16-18 Sept., 2004, Seoul, South Korea). Seoul, 2004.-P. 350-353.

71. Mitani K. Robotization of Construction Work // Kowan Niyaku, Vol. 61. -1984. №6.-P. 23-28.

72. Moon K.S., Kim К., Azadivar F. Optimum continuous path operating conditions for maximum productivity of robotic manufacturing systems. "Rob. And Comput.-Integr. Manuf", 19-91, 8,№4, pp. 193-199.

73. Newman W. Robust Near Time-Optimal Control. IEEE Trans. Autom. Control., 1990, 35, № 7, pp. 841-844.

74. Proceedings of the 18 th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2001 (10-12 Sept., 2001, Krakow, Poland). Krakow, 2001.-984 pp.

75. Proceedings of the 19 th International Symposium on Automation and Robotics in Construction ISARC-2002 (9-11 Sept., 2002, Washington, USA). Washington, 2002. - 896 pp.

76. Vucobratovic M., KircanskyN. Real-Time Dynamics of Manipulation ots. Berlin. Springer Verlag, 1984.

77. Заявка SU 1337502/A1 СССР, 4 E 04 G 21/26, В 66 С 23/18. Опубл. 15.09.1987.