Объектно-ориентированное моделирование манипуляционных систем роботов

Крахмалев Олег Николаевич
к.т.н., Брянский государственный технический университет (БГТУ), доцент, 241035, г. Брянск, бул. 50 лет Октября, д. 7, тел.: +7(4832)58-82-85, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 26 июня 2018 года.

Аннотация
Рассмотрены методы моделирования движения манипуляционных систем роботов, реа-лизованные на основе объектно-ориентированного подхода. Объектно-ориентированный подход реализуется путём выделения в структуре данных и алгоритмов, используемых при моделировании, базовых классов, на основе которых создаются другие более слож-ные классы, из которых уже непосредственно формируются математические модели. В качестве базовых классов выделены геометрическая и инерционная модели манипуляционных систем. Последующее определение классов, наследующих свойства базовых, позволяет использовать объектно-ориентированный подход при составлении математических моделей манипуляционных систем и программировании алгоритмов, реализующих эти модели. Метод визуального конструирования математических моделей состоит в том, что различные математические модели строятся из отдельных, независимых друг от друга, частей-объектов. Эти части в свою очередь могут состоять из других более простых частей. В основе таких составных частей находятся объекты базовых классов или объекты, наследующие их свойства. Метод целенаправленных структурных мутаций в моделях механизмов позволяет создавать приближённые модели механизмов, в частности манипуляционных систем, путём модификаций их математических моделей. Модификация проводится в некоторых местах структурной схемы математической модели путём замены выбранных объектов на альтернативные им объекты. Применение данного метода позволяет компенсировать влияние случайных факторов, не учитываемых аналитической моделью.

Ключевые слова
Робот, манипуляционная система, динамическая модель, моделирование, объектно-ориентированный подход.

DOI
https://doi.org/10.31776/RTCJ.6406

Индекс УДК 
531.391+621.865.8

Библиографическое описание 
Крахмалев О.Н. Объектно-ориентированное моделирование манипуляционных систем роботов / О.Н. Крахмалев // Робототехника и техническая кибернетика. – №4(21). – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2018. – С. 41-47.

Литература

1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. – Москва: Наука. – 1978. – 400 с.
2. Крахмалев О.Н. Объектно-ориентированное моделирование динамики манипуляционных систем на основе матриц преобразования однородных координат / О.Н. Крахмалев // Робототехника и техническая кибернетика. – 2017. – №2(15). – С. 32-36.
3. Крахмалев О.Н. Математическое моделирование динамики манипуляционных систем промышленных роботов и кранов-манипуляторов: монография / О.Н. Крахмалев. – Брянск: БГТУ. – 2012. – 200 с.
4. Косенко И.И. Применение объектно-ориентированной парадигмы для построения модели динамики систем тел / И.И. Косенко // Нелинейная динамика: сб. науч. труд. III межд. школы-конф. молодых учен. // Москва: ИМАШ РАН. – 2016. – С. 176-188.
5. Коренев Г.В. Целенаправленная механика управляемых манипуляторов / Г.В. Коренев. – Москва: Наука. – 1979. – 448 с.
6. Коловский М.З. Основы динамики промышленных роботов / М.З. Коловский, А.В. Слоущ. – Москва: Наука. – 1988. – 240 с.
7. Юревич, Е.И. Основы робототехники / Е.И. Юревич. – Санкт-Петербург: БХВ-Петербург. – 2010. – 359 с.
8. Черноусько Ф.Л. Манипуляционные роботы: динамика, управление, оптимизация / Ф.Л. Черноусько, Н.Н. Болотник, В.Г. Градецкий. – Москва: Наука. – 1989. – 368 с.

Полный текст статьи (pdf)