В настоящее время одной из основных задач исследований в области робототехники является разработка систем управления движением робототехнических устройств [1–7]. Особое значение в разработке систем управления роботами имеет компьютерное моделирование движения звеньев данных устройств, в частности — роботов-манипуляторов.
Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на уровни, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и уровни, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.
Каждый уровень системы управления роботом-манипулятором имеет обратные связи, по которым передается информация об исполнении команд на нижних уровнях системы управления, о внутреннем состоянии модуля данного уровня, а также о характеристиках внешней среды.
Задача компьютерного моделирования движения робота-манипулятора– отладка алгоритмов управления данным устройством.
Рассмотрим моделирование роботаманипулятора [8–9] с простейшим захватным механизмом, блок-схема которого представлена на рисунке 1.
На рисунке 2 изображен результат работы собранной блок-схемы — кадр из анимации движения построенного пространственного манипулятора.
Ниже, на рисунке 3, представлены графики положения, угловой скорости и углового ускорения губокзахватного механизма.
На рисунках4.1–4.2 представлены проекции траектории движения центра масс схвата в плоскостяхXY, XZ и YZ при разных значениях коэффициентов Gain, Gain 1, Gain 2, Gain 3 и Gain 4 (рисунок 1): а-в) — при значениях коэффициентов Gain, Gain 1, Gain 2, Gain 3 и Gain 4, равных 1 каждый д-е) — при значениях коэффициентов Gain, Gain 1, Gain 2, Gain 3 и Gain 4, равных 0,01; 0,7; 0,5; 0,4, соответственно.
Анализируя полученные с графопостроителем данные, приходим к выводу, что, изменяя коэффициентов Gain, Gain 1, Gain 2, Gain 3 и Gain 4 в диапазоне [0.01–1], можем получить желаемую траекторию движения захватного механизма [10–11].