Автоматизація процесів планування та стабілізації руху антропоморфного крокуючого апарату (АКА) шарі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorАраффа, Хальдун Осман
dc.date.accessioned2021-03-11T13:44:05Z
dc.date.available2021-03-11T13:44:05Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe aim of this work is to develop an automated controlling system for motion planning and optimal stabilization of bipedal walking (AKA), which significantly expands the possibilities of autonomous walking AKA over unknown terrain. Based on the analysis of the current state of development of mobile robotics, a typical ACA selected, for which the analysis of existing planning and control methods in various operating conditions was carried out. It is shown that the most vulnerable in the development of anthropomorphic walking robots are the planning trajectories and stable motion and ensuring the stable walking of the AKA along it. For solve these problems, was developed a structural and functional scheme for automating planning processes and optimal stabilization of a given motion. It determines the sequence and content of solving problems for creating automatic systems for planning the reference trajectory and stabilizing the motion of the AKA, which ensure smoothness and stability of the AKA movement along a given trajectory. To obtain the equations of the AKA kinematic model, an approach proposed from unified system positions using the Denavit-Hartenberg representation. In this approach, the solution of a direct kinematics problem can consider as a sequence of homogeneous coordinate transformations. The solution of the inverse problem for the AKA limb can obtained in a closed form using the specified spatial coordinates of the endpoints of each of the two limbs. For the developed kinematic model, the functional dependence of the position of the center of mass of the AKA and its projection on an arbitrary surface established, which caused by the change in the position of AKA links during its movement. The area of permissible angular deviations of kinematic pairs of links and the direction of gravity application to the center of mass of the AKA determined. The formalization of the movement of an inverted pendulum in 3D space carried out in order to use it for automatic generation of movement AKA. From here, real-time planning of the AKA steady motion trajectory based on the PZM and 3D-LIPM model implemented. The method of synthesis of reference trajectories based on the multiphase structure of stepby-step movement of AKA is developed, considering the locomotor synergies of interaction of aka stops with an arbitrary reference surface, which allows avoiding ambiguity in solving the inverse kinematics problem. A synthesized AKA control system that has a hierarchical distributed architecture using components built on PID controllers. An algorithm for stabilization of AKA movement in conditions of terrain uncertainty developed based on the MPC approach, which eliminate the negative consequences of the lag effect in the initial stage of the AKA movement process using traditional approaches.uk
dc.description.abstractruЦелью работы является повышение эффективности процесса планирования движения и увеличения запаса устойчивости АКА путем учета эффекта запаздывания на получение и обработку данных о его позиционировании на произвольной поверхности. В диссертационной работе выполнены следующие задачи: теоретическое исследование процессов планирования опорных траекторий и соблюдения равновесия при заданном движения АКА по произвольной поверхности и определение путей ее решения; для моделирования кинематики и динамики АКА установление функциональной зависимости положения центра масс АКА и его проекции на произвольную поверхность, что связано с изменением положения звеньев АКА во время его движения; определение области допустимых угловых отклонений кинематических пар звеньев и направлений приложения силы притяжения к центру масс АКА; совершенствование существующих критериев устойчивости АКА и поиск оптимальных решений задачи сохранения равновесия во время движения АКА в условиях произвольной опорной поверхности; разработка новых эффективных стратегий планирования траекторий движения ТЦМ и стоп АКА, обеспечивающих соблюдение и восстановление устойчивого движения АКА на произвольной опорной поверхности; разработка системы стабилизации заданного движения АКА на произвольной поверхности, которая обеспечит смену угловых положений кинематических пар аппарата в зависимости от его положения и стратегии управления; проведение имитационного моделирования для подтверждения эффективности полученных научных результатов.uk
dc.description.abstractukМетою роботи є підвищення ефективності процесу планування руху та збільшення запасу стійкості АКА шляхом урахування ефекту запізнювання на отримання та обробку даних про його позиціонування на довільній поверхні. У дисертаційній роботі виконано такі завдання: теоретичне дослідження процесів планування опорних траєкторій та дотримання рівноваги за заданого руху АКА по довільній поверхні та визначення шляхів її вирішення; для моделювання кінематики і динаміки АКА встановлення функціональної залежності положення центру мас АКА та його проєкції на довільну поверхню, що пов’язано зі зміною положення ланок АКА під час його руху; визначення області допустимих кутових відхилень кінематичних пар ланок і напрямків прикладання сили тяжіння до центру мас АКА; вдосконалення існуючих критеріїв стійкості АКА і пошук оптимальних розв’язків задачі збереження рівноваги під час руху АКА в умовах довільної опорної поверхні; розроблення нових ефективних стратегій планування траєкторій руху ТЦМ і стоп АКА, що забезпечують дотримання і відновлення стійкого руху АКА на довільній опорній поверхні; розроблення системи стабілізації заданого руху АКА на довільній поверхні, яка забезпечить зміну кутових положень кінематичних пар апарата залежно від його положення і стратегії керування; проведення імітаційного моделювання для підтвердження ефективності отриманих наукових результатів.uk
dc.format.page28 с.uk
dc.identifier.citationАраффа, Х. О. Автоматизація процесів планування та стабілізації руху антропоморфного крокуючого апарату (АКА) шарі : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.13.07 – автоматизація процесів керування / Араффа Хальдун Осман. – Київ, 2021. – 28 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/39927
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectавтоматизація процесів керуванняuk
dc.subjectантропоморфний крокуючий апарат (АКА)uk
dc.subjectпланування опорних траєкторій рухуuk
dc.subjectмоделювання механічних складових АКАuk
dc.subjectоптимальна стабілізація рухуuk
dc.subjectanthropomorphic walking apparatus (AWA)uk
dc.subjectplanning of reference trajectories of movementuk
dc.subjectmodeling of mechanical components of AWAuk
dc.subjectoptimal stabilization of movementuk
dc.subjectантропоморфный шагающий аппарат (АКА)uk
dc.subjectпланирование опорных траекторий движенияuk
dc.subjectмоделирование механических составляющих АКАuk
dc.subjectоптимальная стабилизация движенияuk
dc.subject.udc621.865.8uk
dc.titleАвтоматизація процесів планування та стабілізації руху антропоморфного крокуючого апарату (АКА) шаріuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Araffa_aref.pdf
Розмір:
845.7 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (КТК)
Автореферати (вільний доступ)