А.В.ТИМОФЕЕВ - Адаптивные роботехнические комплексы
говоря, необходимо построить закон изменения во времени координат центра масс хр, ур и, возможно, курсового угла Чр, обеспечивающий движение робота по заданному маршруту с учетом имеющихся конструктивных ограничений. Эта задача легко решается, если искомая программная траектория строится в виде полинома от времени. Коэффициенты этого полинома выражаются через промежуточные точки маршрута и заданные ограничения [14, 113].
Синтез закона управления, обеспечивающего осуществление заданной программной траектории, осложняется тем, что реальная траектория движения робота существенно зависит от распределения нагрузки на шасси, физико-механических свойств поверхности, динамических храктеристик исполнительных приводов и т. д. На практике указанные факторы зачастую неизвестны. Более того, некоторые из них могут непредсказуемо дрейфовать в широком диапазоне.
Если используемый закон управления не отражает происходящих изменений и не учитывает неопределенность характеристик робота и среды, то реальная траектория робота будет отличаться от программной. При этом с течением времени рассогласование будет возрастать. Поэтому для обеспечения требуемой точности движения приходится часто опрашивать навигационную систему и корректировать программную траекторию и закон управления с учетом фактического положения и ориентации робота. Однако определение навигационных характеристик и коррекция программной траектории требуют значительного времени. Это приводит к управлению по устаревшей информации и, как следствие, к потере точности.
Более перспективным является адаптивный подход к синтезу закона управления. В основе этого подхода лежат принципы идентификации или самонастройки неопределенных характеристик [14, 15, 107, 114, 115]. Идентификация сводится к возможно более точному определению (вычислению) неизвестных параметров по результатам наблюдения за движением робота при заданном законе управления. Однако из-за наличия помех и непредсказуемых возмущений точная идентификация на практике затруднена, а в ряде случаев и невозможна [101], поэтому для определения текущих значений неопределенных или дрейфующих параметров робот приходится оснащать дополнительными датчиками.
Закон адаптивного управления, основанный на принципе самонастройки, представляется более предпочтительным по ряду причин. Во-первых, он позволяет достичь цели без оснащения робота дополнительными датчиками. При этом самонастройка неопределенных параметров происходит в процессе нормальной эксплуатации робота по сигналам рассогласования между реальной и программной траекториями. Во-вторых, система управления с самонастройкой придает роботу высокую надежность. Это обеспе-
199
