Управление роботами и РТС (1089005), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

СППР не заменяетЛПР, автоматизируя процесс принятия решения, а оказывает ему помощь в ходе решения поставленной задачи.С самых первых определений СППР определился круг решаемых с их помощью задач: неструктурированные и слабоструктурированные. Существенное влияние на такую направленность СППР оказалаклассификация проблем, согласно которой, неструктурированные задачи имеют лишь качественное описание, основанное на суждениях ЛПР, а количественные зависимости между основными характеристикамизадачи не известны.

В хорошо структурированных задачах существенные зависимости могут быть выражены количественно. Промежуточное положение занимают слабоструктурированные задачи, "сочетающиеколичественные и качественные зависимости, причём малоизвестные и неопределённые стороны задачиимеют тенденцию доминировать". Существует точка зрения на СППР, как управленческую информационную систему. Такой подход близок к представлению СППР в виде традиционной автоматизированной информационной системы, но ориентированной на решение задач управления.Ряд исследователей рассматривают СППР как средство для "выполнения решений", и определяюткак систему, "основанную на использовании моделей ряда процедур по обработке данных и суждений, помогающих руководителю в принятии решения".В одной из научных трудов СППР автор представляет как "функционально-интегрированный комплекс средств автоматизации, математического, программного и информационного обеспечений …, предназначенный для автоматизации процессов выбора и обоснования решений при управлении …".

В данномслучае СППР реализуется в виде совокупности связанных между собой информационно-расчетных и оптимизационных задач и библиотек моделей.Все рассмотренные системы из-за программно-аппаратных ограничений изначально не ориентированы на решение слабоструктурированных задач, к которым относятся задачи, связанные с принятием решений на всех уровнях иерархии управления.Таким образом, рассмотрение СППР как интегрированной автоматизированной системы, ориентированной на решение слабоструктурированных задач, сегодня наиболее актуально.Среди факторов, определяющих качество принимаемых решений, одним из основных является интеллект ЛПР (начальника, руководителя, пользователя). Под интеллектом следует понимать весь интеллектуальный потенциал ЛПР в целом: данные природой способности творческого мышления, знания, приобретенные в ходе обучения, практики, жизненного опыта и др.

В связи с этим, необходимо рассматривать задачи повышения интеллектуального уровня ЛПР не путем применения традиционных методов обучения, а наоснове использования методов и средств (систем) искусственного интеллекта (СИИ), базирующихся на технологиях аналитической обработки данных. Данное направление ориентируется на создание комплекса соответствующих программно-аппаратных средств, позволяющих ЛПР решать задачи интеллектуального характера, требующие смысловой обработки больших объемов информации, хранящейся в базах данных.3210.

Групповое управление роботами, синхронность, асинхронность, параллельность, обходпрепятствий; методы распределенного управления в реальном масштабе времени; систолическоепрограммирование; методы навигации и управления уклонением роботов, синтез траекторных движений с динамическим уклонением от столкновений.Сформулируем основные принципы групповой организации и управления, выработанные в живоммире и обществе, которые могут быть полезны в робототехнике.1.

В самом общем случае такие структуры являются иерархическими с функциональной специализацией по уровням и выработанными оптимальными значениями численности на каждом уровне.2. Одни и те же объекты управления могут входить в состав двух и более структур, преследующихразные, но не антагонистические цели (такие параллельные структуры могут целиком состоять из одних итех же объектов).3. Управление этими структурами является иерархическим и комбинированным, сочетая принципыцентрализованного (вертикального) и децентрализованного (горизонтального) управления.

Первый реализует общесистемные цели, а второй осуществляет координацию действий членов своей группы и адаптацию кместным условиям.4. Эволюция развития технических систем группового управления идет в направлении увеличениядецентрализации (управления на местах) с сохранением за центром только обеспечения общесистемных(пока не поддающихся декомпозиции) функций группы.5. Группы нижнего уровня могут иметь децентрализованное управление с централизованным параллельным управлением объектами группы с верхнего уровня или с выделением в группе централизованноуправляемого ведущего объекта.6. Структура групп объектов и управление ими определяются общими целями и при изменении последних соответственно изменяются. (Цели эти могут быть одиночными терминальными, дискретными циклическими и непрерывно меняющимися (траекторными).)Какие рекомендации можно сделать из изложенного для организации и управления группами роботов?1.

Общее решение этой задачи — иерархическая централизованно-децентрализованная системагруппового управления.2. Ее основа — нижний уровень децентрализованного управления с распределением общей целимежду роботами. Поэтому ключевая проблема группового управления роботами — создание методики оптимизации состава роботов этого уровня, включая их число, специализацию, способы распределения общейцели и координации действий отдельных роботов.3.

Для решения последней задачи необходимо выработать соответствующие конкретным типовымцелям критерии оптимизации, такие как время достижения цели (быстродействие), общие энергозатраты,стоимость и т. п., а также комбинация подобных критериев при заданных ограничениях других показателей(надежности, ресурса, возмущающих воздействий и т. п.).

Основные варьируемые параметры (при заданнойобщей цели (целях)) — это число роботов, распределение между ними общей цели, соответствующая ихспециализация, объем информационного обмена между роботами.4. Следующая задача — разработка принципов и методики синтеза всей иерархической системыуправления группой роботов, вплоть до верхнего уровня целеполагания и планирования, а также технической диагностики и восстановления функционирования группы при отдельных отказах и т.

д. применительно к конкретным типовым назначениям и целям группы.5. Наконец, последняя задача — разработка алгоритмов обработки информации и управления длятаким образом синтезированных систем управления. Во временном аспекте эта задача подразделяется на две— задачу оценки ситуации, принятия решений к действию и планирования этих действий и задачу непосредственного управления этими действиями в динамике.Первая задача реализуется в основном до начала самих действий, правда, с возможностью оперативной корректировки уже в их ходе, а вторая — непосредственно в процессе управления в реальном масштабе времени. Этим эти задачи принципиально различаются.

Наиболее сложными эти задачи оказываютсяв условиях организованного противодействия со стороны другой группы роботов (или объектов другоготипа), когда условием успеха становится быстрота и неординарность реакций на действия противника.Простейший случай группового управления в робототехнике — это управление системой приводоводного манипулятора. Почти всегда это централизованное параллельное управление приводами.

Простотатакого управления достигается за счет завышенных требований к точности управления отдельными приводами по сравнению с требуемой точностью позиционирования рабочего органа манипулятора, которая притаком управлении определяется совокупностью погрешностей всех приводов.

С ростом требований к точности управления абсолютными координатами рабочего органа необходимо переходить к управлению непосредственно по этим координатам, т. е. оснащать манипулятор соответствующей сенсорикой. Управляющиевоздействия на отдельные приводы рассчитываются при этом решением обратной задачи кинематики илидинамики в зависимости от требуемого быстродействия манипулятора.33В результате происходит переход к управлению с ведущим, где роль последнего играет рабочий орган манипулятора. С развитием адаптивного и интеллектуального управления роботами в них также развивается тенденция децентрализации, путем распределения между отдельными его системами задач обработкисенсорной информации, формирования моделей среды, знаний и т. д. Первоначальной аппаратной базойэтого стали транспьютеры, а затем технические нейронные сети.

Однако основная область групповогоуправления в робототехнике — это управление несколькими роботами, выполняющими общую задачу. Простейшая задача такого управления — синхронизация выполняемых отдельными роботами или другимисредствами робототехники операций, т.

е. согласование их действий во времени. Это требуется при выполнении группой роботов общей работы, которая распадается на последовательно выполняемые отдельнымироботами технологические операции. При этом рабочие зоны этих роботов не пересекаются и, следовательно, опасность столкновения их манипуляторов отсутствует. Пример — управление группой роботов на сборочной линии, где роботы последовательно выполняют пооперационную сборку какого-либо изделия.Следующая по сложности задача группового управления роботами — это координация их движенияв пространстве.

Простейший пример — предотвращение столкновений манипуляторов или мобильных роботов. Для манипуляторов это может иметь место при одновременной работе, когда их рабочие зоны перекрываются. Предельный случай — это работа манипуляторов на общем рабочем месте, например, в составесборочного центра. Основное решение здесь — это применение системы децентрализованного управлениякак системы безопасности от столкновений. Однако, если можно программно обеспечить с достаточнымзапасом несоприкосновение манипуляторов, возможно применение и централизованного управления безконтроля относительных координат или с их контролем, но уже в качестве дополнительной системы аварийной блокировки.Наконец, более сложная задача — это обеспечение совместной работы манипуляторов с координацией движений одновременно и в пространстве и во времени, т.

Характеристики

Список файлов учебной работы