Відмовостійке адаптивне керування крокуючим гексаподом за несправності однієї кінцівки
| dc.contributor.author | Бурау, Н. І. | |
| dc.contributor.author | Короленко, Я. Р. | |
| dc.contributor.author | Павловська, Ю. О. | |
| dc.contributor.author | Павловський, О. М. | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-26T09:24:41Z | |
| dc.date.available | 2025-03-26T09:24:41Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Статтю присвячено вдосконаленню системи керування крокуючим мобільним роботом, який має шість кінцівок (гексаподом), з метою забезпечення його стійкого руху у випадку несправності чи відмови однієї кінцівки. Як базовий алгоритм руху розглядається трипедальна хода. У якості несправності кінцівки розглядається відмова одного із суглобів. Для забезпечення руху у випадку відмови однієї кінцівки розроблено алгоритм трипедальної ходи, який забезпечує для кожної з бездефектних кінцівок перебування у стадії стійкої опори протягом двох фаз руху підряд. Оцінку можливості відмовостійкої ходи гексаподу за розробленим алгоритмом виконано на основі опорних трикутників та чотирикутника між кінцівками, що знаходяться у фазі опори. Виконано структурно-функціональний синтез системи відмовостійкого адаптивного керування гексаподом, яка складається з таких модулів і підсистем: модуль динамічної моделі робота; модуль базового алгоритму ходи; підсистема виконавчих елементів; підсистема діагностування та прийняття рішення; підсистема альтернативних алгоритмів ходи. Розроблено та обґрунтовано структурно-функціональну схему каналу керування для реалізації алгоритму діагностування суглобу однієї кінцівки, прийняття рішення про його стан та перемикання на продовження виконання базового алгоритму ходи, якщо стан суглобу оцінюється як бездефектний. Розроблено та обґрунтовано схему каналу керування перемиканням на виконання альтернативного алгоритму ходи, якщо стан суглобу оцінюється як дефектний. Запропоновані структурно-функціональні рішення узагальнено для випадку відмови інших суглобів розглянутої кінцівки та інших кінцівок гексаподу. Показано, що на основі виявлення та локалізації відмов суглобів кінцівок гексапода відбувається переконфігурація алгоритму ходи та системи керування, і таким чином реалізується відмовостійке адаптивне керування рухом гексапода. Реалізація запропонованих альтернативних трипедальних алгоритмів ходи та каналів керування у системі відмовостійкого адаптивного керування забезпечить стабільний рух гексапода при відмові однієї з кінцівок. | |
| dc.description.abstractother | The article is devoted to the improvement of the control system of a walking mobile robot with six legs (hexapod) in order to ensure its stable movement in case of damage or failure of one limb. A tripod gait is considered as the basic movement algorithm. The failure of one of the joints is considered as a failure of the limb. To ensure movement in the event of failure of one limb, a tripod walking algorithm has been developed, which ensures that each of the defect-free limbs remains in the stage of stable support during two phases of movement in a row. The evaluation of the possibility of fault-tolerant gait of the hexapod according to the developed algorithm was performed on the basis of support triangles and a quadrangle between the limbs that are in the support phase. The structural and functional synthesis of the system of fault-tolerant adaptive control of the hexapod, which consists of the following modules and subsystems, was performed: module of the dynamic model of the robot; basic gait algorithm module; subsystem of executive elements; diagnosis and decision-making subsystem; a subsystem of alternative gait algorithms. The structural and functional scheme of the control channel was developed and substantiated for the implementation of the algorithm for diagnosing the joint of one limb, making a decision about its condition and switching to the continuation of the basic gait algorithm, if the condition of the joint is assessed as defect-free. The scheme of the control channel for switching to the execution of an alternative gait algorithm, if the condition of the joint is assessed as defective, has been developed and substantiated. The proposed structural and functional solutions are generalized for the case of failure of other joints of the considered limb and other limbs of the hexapod. It is shown that based on the detection and localization of joint failures of the hexapod limbs, the reconfiguration of the gait algorithm and the control system takes place, and in this way a fault-tolerant adaptive control of the movement of the hexapod is realized. The implementation of the proposed alternative tripod gait algorithms and control channels in the fault-tolerant adaptive control system will ensure stable movement of the hexapod in case of failure of one of the limbs. | |
| dc.format.pagerange | С. 56-64 | |
| dc.identifier.citation | Відмовостійке адаптивне керування крокуючим гексаподом за несправності однієї кінцівки / Бурау Н. І., Короленко Я. Р., Павловська Ю. О., Павловський О. М. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2024. – Вип. 68(2). – С. 56-64. – Бібліогр.: 14 назв. | |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.20535/1970.68(2).2024.318216 | |
| dc.identifier.orcid | 0000-0001-6848-816X | |
| dc.identifier.orcid | 0000-0002-2754-8856 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/73073 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.relation.ispartof | Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2024, Вип. 68(2) | |
| dc.rights.uri | Creative Commons Attribution 4.0 International License. | |
| dc.subject | мобільний робот | |
| dc.subject | гексапод | |
| dc.subject | алгоритм ходи | |
| dc.subject | відмова | |
| dc.subject | система керування | |
| dc.subject | діагностування | |
| dc.subject | відмовостійке адаптивне керування | |
| dc.subject | функціональна схема | |
| dc.subject | канал керування | |
| dc.subject | mobile robot | |
| dc.subject | hexapod | |
| dc.subject | gait algorithm | |
| dc.subject | failure | |
| dc.subject | control system | |
| dc.subject | diagnostics | |
| dc.subject | fault-tolerant adaptive control | |
| dc.subject | functional diagram | |
| dc.subject | control channel | |
| dc.subject.udc | 62-523.8, 510.5 | |
| dc.title | Відмовостійке адаптивне керування крокуючим гексаподом за несправності однієї кінцівки | |
| dc.title.alternative | Fault-tolerant adaptive control of a walking hexapod with failure of one leg | |
| dc.type | Article |