Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Программа / перечень вопросов к экзамену по курсу “Введение в робототехнику”.
Часть 1. Динамика мобильных роботов.
1. Классификации современных роботов. Примеры. Типы систем управления роботами.
Сравнение классических и мехатронных систем управления (МСУ). Особенности МСУ.
2. Колесные формулы мобильных роботов. Дифференциальный привод.
3. Кинематика робота с дифференциальным приводом. Гладкое движение по траектории.
Прямая и обратная задачи кинематики мобильного робота. Синтез программного
движения.
4. Кинематика робота с дифференциальным приводом. Движение по траектории с особыми
точками.
5. Электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами. Полные и сокращенные
уравнения движения (модели I – III). Аналитическое решение, понятие об
установившихся режимах, о пусковом токе.
6. Качественное исследование движения (вращения) и свойств двигателя. Распределение
энергии.
7. Понятие о режиме управления ШИМ. Свойства. Двухинтервальная и четырехинтервальная
модели. Аналитическое решение для двухинтервальной модели ШИМ.
8. Сервопривод. Свойства.
9. Задача о движении колеса на плоскости с трением. Линейный разгон колеса постоянным
моментом. Основные свойства.
10. Задача о движении колеса на плоскости с трением. Экспоненциальный разгон колеса
электродвигателем. Основные свойства.
11. Динамика системы. Формализм Лагранжа. Понятие о неголономных связях, о критериях
неголономности связей.
12. Уравнения движения неголономных систем в форме уравнений общих теорем динамики.
Вывод уравнений движения робота с дифференциальным приводом.
13. Вывод уравнений движения робота с дифференциальным приводом по схеме уравнений
Чаплыгина.
14. Схема расчета планируемых управлений для робота. Обратная задача динамики для
уравнений движения робота.
Часть 2. Навигация.
15. Дальномерная и угломерная локализация. Модель точных измерений.
16. Одометрическая локализация.
17. Маячная навигация. Метод наименьших квадратов.
18. Метод потенциалов прокладки пути робота. Расчетные модели. Уравнения.
19. Графовые модели. Алгоритм Дийкстры.
20. Графовые модели. Алгоритм А*.
Часть 3. Сенсорное обеспечение в задаче управления движением
мобильных роботов.
21. Сенсоры роботов - физические принципы работы, классификация, примеры.
22. Понятие о системах технического зрения. Локальные операторы над матрицей яркости
на примере оператора выделения контура (скачка градиента яркости).
23. Метод выделения цветоконтрастной полосы на изображении.
24. Задача многолучевой пеленгации.
25. Дальномерные системы. Матрица дальностей, ее использование для планирования
движения робота. Метод выделения препятствий по нормалям к поверхности.
26*. Принцип работы системы технического слуха. Анализ задач для СТС.
27*. Особенности распространения акустических волн: реверберация, шумы, затухание,
акустическая тень. Акустическая пеленгация (лучевое приближение).
Типовые задачи.
1. Получить решение для закона движения двигателя при ненулевых начальных условиях.
Частичный и полный реверс двигателя. Ток реверса.
2. Определить время разгона колеса до 0.5, 0.7, 0.9 максимальной скорости двигателем.
3. Показать неголономность связей в задаче о движении робота без проскальзывания колес.
4. Вычислить управления для движения робота по прямой.
5. Вычислить управления для движения робота по окружности.
6. Определить движение робота при заданных (постоянных) постоянных управляющих
моментах.
Литература.
1. Голубев Ю.Ф. Основы теоретической механики // МГУ, 2000 г.
2. Маркеев А.П. Теоретическая механика // М.:Наука, 1990 г.
3. Т.Бройнль. Встраиваемые робототехнические системы. Изд-во "Регулярная и Хаотическая Динамика. Институт компьютерных исследований", Ижевск, Россия. 2012 г. 520 с.
4. Е.И.Юревич. Основы робототехники. Изд-во БХВ-Петербург. 2010 г. 360 с.
5. Материалы Википедии.
Составил: д.ф.-м.н. проф. В.Е.Павловский