Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Сформулируем условия задачи, "известные" роботу в виде ППФ, называемых аксиомами: 1) А, У х Р (х, В) Я (х, В), что в соответствии с принятой интерпретацией означает: "для всякой детали (х) из области определения функции Р (х, В) истинно утверждение, что эта деталь находится на станке В, откуда следует ( ), что робот (Я) может снять любую (всякую) деталь (х) со станка В"; 2) Аз Р(Д, В), что означает. '*деталь Д установлена на станке В". Задание. вопрос формулируем также в виде ППФ,. называемой 341 теоремой, А, ВхП(х,в)7 8.2, Система управления 7Е(х,В) (Резоиьееити) Е(Д,В) (Аксиома А ) 82.1.
Классификация п(е при х=,4 т.е. робот сначала формулирует общую постановку вопроса "существует ли деталь х, которую робот может снять со станка В 7 В соответствии с методом резолюций образуем систему-объеди- 2 нение ( А; Ьх1 Ч)А. учитывая, что отрицанием ППФ Аэ будет формула 116 (х, В), запишем ППФ-объединение в полном виде 2 (А;);-1У)А (Ух Е(х, В) П(х В), Е(Д, В),)П(х В)). Импликацию, входящую в формулу А„выразим через дизьюнкцию у, пользуясь эквивалентными соотношениями, выведенными из таблицы истинности (табл. 8.1).
'чхЕ(х,В) -П(х,в) - )Е(~В)уя(х,в), 7Е(х, В) ур(х,в) 7Ж(х, В) (Аксиома А,) (Оэормула 7я ) Дальнейший ход выбора изобразим в форме дерева вывода (рис. 8.2). Как видим, два шага рассуждения привели нас к нулевой формуле, доказывающей выводимость теоремы А, иэ системы аксиом ( А; ) ~ 1, при этом сразу найдено конкретное значение переменной х, при котором решение задачи существует (х = д). Если бы в условии задачи фигурировало несколько деталей, в ответе был бы получен набор констант, дающих решение, вопрос относительно конкретной детали Д решился бы положительно в случае вхождения константы Д в этот набор. Из рассмотренного примера видно, что, благодаря простоте правил резольвенции и строгой формализации системы логического вьшодв, процесс решения логических задач легко реализуется на ЭВМ посредством программирования, Таким образом, описанная система логического вывода, основанная на методе резолюций, является эффективным средством автоматического поиска доказательств.
При этом наиболее трудной и безусловно творческой частью этого процесса является формулировка задач на языкелогики предикатов, подсильная пока только человеку и требующая глубокого знания этого сложного и обширного раздела математики, тесно связанного с теорией множеств, булевой алгеброй и другими математическими дисциплинами. Рассмотренные нами основные понятия аппарата исчисления предикатов, не претендуя на полноту изложения, позволяют получить представление о том, каким образом робот, используя язык логики предикатов, может делать логические суждения и адаптироваться в процессе решения интеллектуальных задач, закрепляя в своей памяти полученные путем логического вывода новые знания, т.е. обучаться новым понятиям. Как отмечено выше, система управления, являясь основной составной частью информационно-управляющей системы, обеспечивает выработку закона управления исполнительными устройствами робота и формирование управляющих сигналов.
Системы управления роботов классифицируются по методу управления (или степени непосредственного участия в управлении человека-оператора), принципу управления, типу системы управления, способу позиционирования, способу представления командной информации, способу программирования, объему памяти. По методу управления, или степени непосредственного участия в управлении человека-оператора, различаются автоматизированные и автоматические системы управления.
В автоматизированных СУ наряду с автоматическим действием часть функций управления выполняет человек-оператор (биотехнические и интерактивные роботы). Автоматические СУ обеспечивают управления без непосредственного участия человека-оператора (автономные роботы). В зависимости от назначения и условий конкретного применения в системах управления могут реализовываться ирин ци и ы у и р а в и е н и я программного (жесткопрограммируемого), адаптивного и интеллектуального (гибкопрограммируемого). Системы жесткопрограмируем ого управления требуют строгой определенности, постоянства параметров и условий выполняемой работы, а программа содержит объем информации, не изменяющейся в процессе работы, в связи с чем среда манипулирования робота должна быть организованной, т.е.
все предметы, инструменты и объекты, с которыми взаимодействует робот в процессе выполнения рабочих операций, должны находиться в определенных местах и иметь строго определенную пространственную ориентацию. Благодаря своей простоте, системы программного управления широко применяются в промышленных роботах, что, е свою очередь, способствует их дальнейшему совершенствованию. Системы адаптивного управления не содержат полной информации о параметрах и условиях выполняемой работы: обычно программа включает информацию о начальном и конечном положениях рабочего органа манипулятора с набором алгоритмов поведения робота в зависимости от возможных состояний внешней среды, а сенсорное обеспечение позволяет автоматически корректировать программные действия на основе получаемой информации путем соответствующего изменения управляющих воздействий, т.е.
дополнительно реагировать на изменение параметров и условий работы изменением алгоритма управления, что улучшает качество управления, упрощает программирование, расширяет возможности робота Системы адаптивного управления применяются в окрасочных, сварочных и сборочных промышленных роботах. Наиболее совершенны интеллектуальные системы управления, способные формировать программу действий робота в соответствии с поставленными общими цепями и задачами в условиях неопределенности параметров выполняемой работы и окружающей обстановки, т.е.
решать интеллектуальные задачи посредством получения, запоминания и целенаправленного преобразования информации в процессе обучения и выполнения действий, а также адаптации к изменяющимся условиям внешней среды. Такие системы, сообразуясь с информацией, получаемой с помощью сенсорных устройств, формируют в памяти модель внешней среды, вырабатывают план действий, накапливая опыт и самосовершенствуясь в процессе обучения, выполнения работы и взаимодействия с внешней средой. Интеллектуальные СУ находятся пока в стадии теоретической, экспериментальной и опытно-конструкторской разработки. По способу управления системы управления разделяются на разомкнутые и замкнутые.
В разомкнутых Суотсутствует входная информация о состоянии робота и внешней обстановки, поэтому для управления необходимо точное соблюдение всех параметров и условий технологического процессе, а также и постоянства физических характеристик робота Изменение этих характеристик в процессе работы (появление люфтоа, изменение моментов и сил сопротивлений в шарнирах и передачах и т.п.) приводит к изменению точностных параметров позиционирования, снижая эксплуатационную надежность робота Преимущественное применение в промышленных роботах находят замкнутые СУ, лишенные этих недостатков. Элементы привода и исполнительных органов в них охвачены как внутренними, так и внешними обратными связями, а управление осуществляется с учетом текущих параметров состояния робота Конструктивное построение, сложность и функциональные воэможности системы управления в значительной мере определяются типом управления — цикловым, позиционным, контурным или адаптивным.
Эти Су отличаются друг от друга прежде всего содержанием командной информации, управляющей движением манипуляционных звеньев робота Цикловая система программного управления (ЦСПУ) - система управления, в которой командная информация содержит признак звена манипулятора и направление его движения. Цикловое управление является простейшим, обеспечивал в основном двухточечное позиционирование, осуществляемое по жестким упорам, расположенным в крайних положениях, и применяется при выполнении промышленными роботами вспомогательных операций (при обслуживании станков, прессов, литейных машин и т.п.). Позиционная система программного управления (ПСПУ) - система управления, в которой командная информация содержит кроме признака звена и направления движения еще и величину перемещения.
Позиционные системы с небольшим количеством программируемых точек сокращенно обозначаются в литературе р!р (ро(птдо-ро!и(), с большим набором запоминаемых точектр (тиФ ро~п!). Позиционное управление роботов является более сложным, обеспечивая многоточечное позиционирование, для чего содержит информацию о положении звеньев непосредственно в программном обеспечении, обладают большими технологическими возможностями и универсальностью. Промышленные роботы с позиционнной Су применяются для обслуживания оборудования или групп оборудования, а также для выполнения основных технологических операций. Контурная система программного управления (КСПУ) - система управления, в которой командная информация содержит кроме признака звена, направления и величины перемещения еще и параметры траектории (контура), по которой осуществляется движение.
Такие системы обозначают сокращенно ср (сопбпооиэ раЫ). Контурное управление обеспечивает перемещение звеньев манипулятора по непрерывной траектории, обладает высокой универсальностью и значительными технологическими возможностями. Промышленные роботы контурной Су применяются для выполнения, как правило, основных, а не вспомогательных технологических операций, например, сборки, окраски, нанесения эмалей, контурной сварки, шлифовки сварных швов, газовой резки и т. и. Сводная характеристика типов системы управления показана в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
