Автоматизована система управління маніпуляційними роботами на основі математичного об'єктного моделювання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorФіліппова, Марина В'ячеславівна
dc.contributor.authorМирза, Денис Сергійович
dc.date.accessioned2024-12-26T14:43:29Z
dc.date.available2024-12-26T14:43:29Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractОбсяг роботи: 131 сторінок; Кількість ілюстрацій: 49; Кількість таблиць: 32; Кількість формул: 32; Кiлькiсть джeрел за перелiком пoсилань: 33 Актуальність дoслідження визнaчaється широким спектрoм застoсування мaніпуляційних роботів у різних сферах. У магістерській роботі розглядається автоматизована система управління такими роботами на основі математичного об'єктного моделювання. Сьогодні маніпуляційні роботи відіграють важливу роль у промисловості, будівництві, наукових дослідженнях та військових операціях, виконуючи різноманітні завдання: від точних виробничих процесів до робіт у небезпечних умовах. Одним із ключових елементів автоматизованих систем є промислові роботи-маніпулятори, які потребують високої точності управління та адаптивності до різних умов. Такі роботи можуть мати різні конфігурації та алгоритми керування. Зокрема, важливим напрямком дослідження є використання роботів, які мають автомазиваний механізм роботи. Це дозволяє спростити процес управління та забезпечити високу ефективність, особливо в складних і динамічних середовищах. Мета роботи – розробка математичної моделі та створення системи управлінням маніпуляційними промисловими роботами за допомогою математичного моделювання на базі Arduino, для автоматизації керування. Зaвдання дoслідження. Для дoсягнeння пoставленої мeти необхідно вирішити такі завдання: 1. Провести аналіз різних типів роботів; та методів їх управління; 2. Дослідження фізичних і математичних моделей робота - маніпулятора; 3. Розроблювання моделі робота для проведення тестування; 4. Створення алгоритму співпраці між смартфоном на базі Android/IOS та платою Ardui7no; 5. Розроблювання програмного забезпечення для реалізації автоматизованого управління; 6. Тестування інтегрованої системи; 7. Розробити план впровадження стартап - проекту Об'єкт дослідження – керування маніпуляційним роботом. Предмет дослідження – система управління маніпуляційним роботом. Методи дослідження – проведені дослідження ґрунтуються на принципах моделювання систем тіл у теоретичній механіці, методах теорії механізмів і машин та теорії моделювання, методах моделювання систем керування, що реалізують принципи компенсації та регулювання за відхиленням, чисельних методах і методах технології паралельних обчислень. Зокрема, для опису руху маніпуляційних систем застосовували метод Лагранжа-Ейлера з використанням матриць перетворення однорідних координат. Наукова новизна. Розроблено модель багаторівневої системи yпрaвління мaніпуляційними робoтами, якa об'єднує голосове управління, ручне керування та автоматичне виконання команд, що забезпечує підвищення ефективності й точності роботи робототехнічних систем. Впроваджено математичну модель, розроблену на основі математичного об'єктного моделювання для системи управління маніпуляційними роботами, яка дозволяє адаптуватися до змінних умов середовища та виконувати завдання в реальному часі з високою точністю. Практичне значення. Створенно багаторівневу систему управління маніпуляційними роботами, яка об'єднує голосове управління, ручне керування та автоматичне виконання команд я, яка адаптується до змін середовища в реальному часі. Розроблено мобільний додаток, інтуїтивний інтерфейс якого спрощує управління маніпуляційним роботом, навіть для некваліфікованих користувачів, знижуючи вплив людського фактора та підвищуючи ефективність.
dc.description.abstractotherLength of work: 133 pages; Number of illustrations: 49; Number of tables: 32; Number of formulas: 32; Number of sources by the list of references: 29 The relevance of the study is determined by the wide range of applications of manipulative robots in various fields. The master's thesis considers an automated control system for such robots based on mathematical object modeling. Today, manipulative robots play an important role in industry, construction, research, and military operations, performing a variety of tasks: from precision manufacturing processes to work in hazardous environments. One of the key elements of automated systems is industrial robotic manipulators, which require high control accuracy and adaptability to different conditions. Such robots can have different configurations and control algorithms. In particular, an important area of research is the use of robots that have an automated mechanism of operation. This simplifies the control process and ensures high efficiency, especially in complex and dynamic environments. The aim of the work is to develop a mathematical model and create a control system for manipulative industrial robots using mathematical modeling based on Arduino to automate control. Objectives of the study. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: 1. Analysis of different types of robots; 2. Research of control methods; 3. Justification of the design of the manipulation robot; 4. Research of physical and mathematical models of the robot - manipulator; 5. Development of a robot model for testing; 6. Creating an algorithm for cooperation between an Android/IOS smartphone and an Arduino board; 7. Development of software for the implementation of automated control; 8. Testing of the integrated system; 9. Develop a startup project implementation plan. The object of research is the control of a manipulative robot. Subject of research - control system of manipulation robot. Research methods - the research is based on the principles of modeling body systems in theoretical mechanics, methods of mechanism and machine theory and modeling theory, methods of modeling control systems that implement the principles of compensation and deviation control, numerical methods and methods of parallel computing technology. In particular, to describe the motion of manipulation systems, the Lagrange-Euler method was applied using homogeneous coordinate transformation matrices. Scientific novelty. The scientific novelty of the automated system ‘DMS - System Arm Control’ is the introduction of multi-level control, which combines voice, manual control and automated execution of stored commands. Thanks to the use of a mathematical model, the system provides high accuracy and adaptability in real time. The automation of standard procedures increases productivity and reduces the risk of errors. Versatility allows you to adapt the system to different manipulators and applications. The intuitive interface makes it easy to use, even for unskilled users, reducing human error and increasing efficiency. Practical significance. The developed automated system, integrated with an application based on a mathematical model, is of significant practical importance for various fields of activity that require accuracy, speed and efficiency of manipulation. Thanks to the “DMS - System arm control”, the system can automate complex operations, reducing the need for human labor, increasing productivity and reducing the risk of errors.
dc.format.extent131 с.
dc.identifier.citationМирза, Д. С. Автоматизована система управління маніпуляційними роботами на основі математичного об'єктного моделювання : магістерська дис. : 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка / Мирза Денис Сергійович. – Київ, 2024. – 131 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/71376
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectманіпуляційна система
dc.subjectматематична модель
dc.subjectрівняння Лагранжа
dc.subjectBluetooth
dc.subjectпрограма для управління на базі Android
dc.subject.udc681.518.52:681.327.8
dc.titleАвтоматизована система управління маніпуляційними роботами на основі математичного об'єктного моделювання
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MyrzaD_magistr_2024.pdf
Розмір:
4.74 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (КІТВП)
Магістерські роботи