3127

ния Приведенный на рис. 7.8 граф переходов конечного автомата, рассматриваемого как объ-

ект управления, отражает лишь возможные перемещения эквивалентного циклового манипулятора, но не указывает, какую последовательность положений он будет проходить. Для того чтобы обеспечить обход схватом заранее заданной последовательности точек позиционирования pi, необходимо сформировать соответствующую последовательность управлений uji, генерация которых должна быть синхронизирована с поведением манипулятора.

271

Рис. 7.10. Диаграмма Мура робота с позиционно-контурной системой управления

7.4. Управление манипулятором с бесконечно большим числом точек позиционирования

При позиционно-контурном управлении манипулятором его область достижимости содержит бесконечно много точек. Поэтому будем рассматривать в качестве объекта управления не только собственно манипулятор, но и некоторый фрагмент его управляющей системы.

Система управления манипуляционного робота представляет собой сложную иерархически организованную систему /8/. На рис. 7.11 показано несколько нижних уровней системы управления, каждый из которых состоит из исполнительной (R) и информационной (I) части. Рассмотрим кратко основные выполняемые ими функции.

Уровень L1.

Функция: формирование управляющих сигналов на приводы подвижных сочленений механизма.

Вход: требуемое текущее состояние механизма в терминах управляемых координат. Выход: управляющие сигналы на приводы и подтверждающие сигналы на уровень.

Уровень L2.

Функция: вычисление требуемого состояния механизма, состоящее чаще всего в преобра-

275

7.5. Модели подсистем

Выше была описана математическая модель робота как элемента сложной системы. Рассмотрим теперь некоторые основные подсистемы, входящие в состав РТС.

Система очувствления. С точки зрения используемого здесь подхода все системы очувствления можно разбить на два класса:

1)бесконечномерные,

2)конечномерные.

К бесконечномерным системам очувствления относятся дальномеры, силомоментные датчики, СТЗ, работающие в режиме определения координат. Такого рода данные используются не логическим уровнем системы управления, а более низкими уровнями. Адаптивное поведение манипуляционного робота, оснащенного такими датчиками, реализуется на уровне вычисления управления. В этом случае строятся законы управления, в которые соответствующие показания датчиков входят как параметры, т.е. адаптация не затрагивает верхних уровней системы управления, а является параметрической.

Конечномерные системы очувствления предоставляют системе управления данные, характеризуемые конечным числом значений. Именно такие системы поставляют информацию, используемую для выработки поведения СРС.

Рассмотрим, например, СТЗ, работающую в режиме идентификации /9/. Пусть а, b, с, ..., х, у — классы объектов, к которым СТЗ может отнести предъявленный ей объект (СТЗ тоже должна быть предварительно обучена), и пусть z — класс, к которому приписываются все не-

278

знакомые объекты (рис. 7.13, а). Тогда описание СТЗ как конечного автомата можно представить в виде

Здесь сигнал start должен поступать извне (от оператора или системы управления), чтобы инициировать работу системы после того, как будет сформирована сцена. Диаграммы Мура модели СТЗ показаны на рис. 7.13, б, в.

Отметим одно важное обстоятельство, которое заключается в следующем. Автомат, описывающий СТЗ, является недетерминированным. Эта недетерминированность может быть разной. В частности, изображенная на рис. 7.13, б модель СТЗ недетерминирована по выходу, а модель на рис. 7.13, в недетерминирована по переходам.

а =

b =

0

c =

. start /aV bV…Vz

.

.

z = Незнакомый объект

детерминированная по выходу; в — модель, недетерминированная по переходам

Вообще говоря, свойство недетерминированности должно быть присуще моделям объектов управления, поскольку оно присуще самим объектам.

Так, рассмотренные выше модели роботов также должны отражать недетерминированность, связанную с тем, что исполнение команд, поступающих на робот в виде имен точек позиционирования или имен фрагментов, содержащих последовательности команд, может завершиться ошибкой (неверный синтаксис, отсутствие имени точки позиционирования среди имен, полученных при обучении, динамические или статические ошибки при исполнении и т.д.).

Это означает, в частности, что выходной алфавит модели должен содержать соответствующие символы, а система управления должна быть готова к адекватной реакции на их появление. Отличие от обычных автоматов заключается в том, что каждому элементу выходного алфавита приписана некоторая мера, характеризующая вероятность его появления в выходном

280