Семёнов Станислав Eвгеньевич

Целью работы является разработка алгоритмов обработки информации, поступающей от силомоментных датчиков, установленных в стопах робота и от инерциальной навигационной системы с целью их использования в системе стабилизации и управления двуногим шагающим роботом. Двуногий шагающий робот связан с неподвижной поверхностью шагания только за счёт сил и моментов трения. Силы реакции и трения, а также моменты трения дают важную информацию о движении двуногого шагающего робота и играют принципиальную роль при управлении его движением. Педипуляторы (ноги) двуногого шагающего робота должны быть оснащены датчиками, измеряющими силы и моменты взаимодействия робота с опорной поверхностью. Новизна работы состоит в разработке алгоритмов комплексного использования информации с силомоментных датчиков стоп и с инерциальной навигационной системы в математической модели системы стабилизации и управления и реализации её на лабораторном образце двуногого шагающего робота.

В статье содержится описание принципа работы регулятора аксиально-поршневого насоса с электрическим пропорциональным управлением, а так же описана линейная математическая модель данного регулятора. Показано, что введение внутренней обратной связи по скорости может улучшить динамику рассматриваемого регулятора. Предложен способ реализации данного вида коррекции путём введения нелинейной электрической обратной связи по положению якоря электромагнита и положению поршня регулятора.

В статье описана конструктивная схема электрогидравлического привода с дроссельным регулированием. Рассмотрен алгоритм управления приводом, позволяющий повысить его энергоэффективность. Составлена математическая модель привода. Предложен алгоритм синтеза управляющего сигнала, основанный на применении метода модифицированной функции Лагранжа для условной оптимизации. В качестве минимизируемого критерия выбран расход, потребляемый приводом от насосной станции с учетом минимальной неравномерности скорости вращения выходного звена привода.  Расчет точек для оптимизации произведен при помощи численного решения уравнений математической модели. В результате моделирования получен алгоритм управления, позволивший существенно повысить энергоэффективность привода.

В статье содержится описание новой методики автоматизированного построения параметризованных 3D-моделей центробежных насосов. Целью построения моделей является получение исходных данных для проведения оптимизации проточных частей насосов тип НМ методами гидродинамического моделирования. В качестве первого оптимизируемого элемента рассматривался спиральный отвод насоса. Алгоритм построения 3D-модели отводящего устройства основан на использовании кривых Безье. Предложенный метод позволяет по заданным основным геометрическим параметрам отвода автоматически получить его геометрию в наиболее распространенных графических пакетах SolidWorks и CATIA с последующим экспортом в пакет гидродинамического моделирования STAR CCM+.

В работе проведён анализ гидропривода колёс мобильной машины с точки зрения его энергетической эффективности. Описано 3 основных режима управления – изменением рабочего объёма насоса и изменением проходных сечений щелей золотниковых распределителей (с 2-мя типами регуляторов насоса). Проведено их сравнение и выделены области их рационального применения.

В статье рассматривается  управление движением исполнительного механизма двуного шагающего робота по программной траектории. Математическая модель древовидного исполнительного механизма робота, записанная с помощью аппарата блочных матриц и теории графов, представлена в виде, традиционном для исполнительных механизмов с простой кинематической цепью. Изложены разработанные авторами алгоритмы формирования траектории движения робота по горизонтальной плоскости и результаты их реализации на действующем экспериментальном двуногом шагающем роботе с электрогидравлическими приводами. Предложен алгоритм стабилизации движения исполнительного механизма робота путём контролируемого изменения моментов на стопах и структурная схема системы стабилизации, реализующая данный алгоритм. Приведены результаты экспериментальных исследований ходьбы робота по горизонтальной поверхности.

Представлен способ синтеза функций управления движением двуногого шагающего робота в режиме динамической ходьбы по ровной горизонтальной поверхности при помощи упрощенной математической модели.

Представлены основные принципы и положения концепции построения системы электрогидравлических приводов двуногого шагающего робота (ДШР) для экстремальных условий, полученные авторами на основе опыта создания лабораторного ДШР в МГТУ им. Н.Э.Баумана