А.В.ТИМОФЕЕВ - Адаптивные роботехнические комплексы
двигателей о = I а1( ат\т. Обозначим через z Зт-мерный вектор физических переменных. Этот вектор связан с каноническим вектором состояний х = \q1.....qm, qv.....qm, qu .... qm\T линейным невырожденным преобразователем вида
г = Р (z) х + Q (г), (5.51)
где Р — некоторая матрица-функция размерности ЗпгХЗт; Q — Зт-мерная вектор функция.
Соотношение (5.51) можно использовать для синтеза идентификатора состояний. Последний, очевидно, описывается формулой
х = Р'1 (z) [z— 9 (г)]. (5.52)
На практике размерность вектора физических переменных z в ряде случаев меньше размерности вектора состояний х. При этом идентификатор (5.52) непригоден и приходится конструировать идентификатор более сложной структуры. Такие идентификаторы называются наблюдателями [19, 58].
Алгоритмическое и программное обеспечение адаптивной системы управления представляет собой одну из самых сложных и дорогостоящих компонент робота. Поэтому проектирование программного обеспечения для адаптивного робота требует не только больших интеллектуальных затрат проектировщика, но и адекватных вычислительных средств. Мощность этих инструментальных средств автоматизированного расчета и проектирования должна превышать мощность вычислительной системы, реализующей адаптивное управление конкретным роботом.
На инструментальные средства автоматизированного проектирования возлагаются разнообразные функции: исследование гибких алгоритмов программирования движений манипулятора и адаптивных законов управления приводами; имитационное моделирование переходных процессов; анализ качества управления и т. п. Программное обеспечение многоцелевых инструментальных комплексов состоит из двух компонент: универсальной и специализированной. Универсальная компонента, включающая операционную систему реального времени, предоставляет разработчику различные средства автоматизированного проектирования. К ним относятся интерпретаторы, редакторы, загрузчики и т. п. Специализированная компонента строится на базе универсальной и является проблемно-ориентированной. Она содержит программные средства для имитационного моделирования систем управления.
Пакет программ, служащий для оценки эффективности и сравнения различных систем программного и адаптивного управления манипуляционных роботов с электрическими приводами, описан в п. 3.9. Этот пакет имеет модульную структуру и позволяет моделировать управляемые движения роботов при различных типах программаторов, регуляторов, эстиматоров и адаптаторов. Структура пакета программных модулей представлена на рис. 3.3. На основе разработанного программного обеспечения были про-
169
