Функциональная диагностика и дефектоустойчивое управление мехатронными системами и роботами
Аннотация
Предложены методы функционального диагностирования роботов и мехатронных систем на основе их прямых и обратных моделей динамики. Сформулированы критерии правильного функционирования и представлены динамические модели дефектов. Рассмотрены методы дефектоустойчивого программного, стабилизирующего и инвариантного управления программным движением и получены оценки допустимых границ (допусков) возможных дефектов. Использование этих методов в сочетании с алгоритмами идентификации с конечным временем адаптации обеспечивает высокие показатели качества и правильности функционирования роботов и мехатронных систем в широком классе возможных дефектов.Литература
Patton R.J., Frank P.M., Clark R.N. Fault Diagnostics in Dynamic Systems. Theory and Application. Prentice Hall, 1989 594 p.
Красовский Н.Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1966.
Тимофеев А.В. Адаптивная стабилизация программных движений и оценка времени адаптации // ДАН СССР.1979. Т. 248, №3. С. 545–549.
Тимофеев А.В. Построение адаптивных систем управления программным движением. Л.: Энергия, 1980. 250 с.
Timofeev A.V., Yusupov R.M. Evolution of Intelligent Control in Adaptive Systems // International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 1992. Vol. 6. P. 193–200.
Тимофеев А.В. Параметрическая оптимизация программных движений и адаптивное терминальное управление // ДАН СССР. 1981. Т. 256, №2. С. 310–312.
Попов Е.П., Тимофеев А.В. Принцип скоростного управления в задаче аналитического синтеза автоматов стабилизации // ДАН СССР.1981. Т.256, №5. С. 1073–1076.
Попов Е.П., Тимофеев А.В. Управляемость на подпространстве и адаптивные модальные регуляторы // ДАН СССР. 1983. Т. 273, №5. С. 1073–1076.
Тимофеев А.В. Синтез адаптивных регуляторов с помощью функций Ляпунова // ДАН СССР. 1984. Т. 237, № 2. C. 276–279.
Zotov Yu.K., Timofeev A.V. Controllability and Stabilization of Programmed Motions of Reversible Mechanical and Electromechanical Systems // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. Pergamon Press Ltd. 1992. Vol. 56, № 6. P. 873–880.
Тимофеев А.В. Глобальная управляемость, наблюдаемость, стабилизируемость, декомпозируемость и робастность нелинейных обратимых систем и законы их стабилизации и адаптации // Доклады АМАН. 1994. Т. 1, № 1. С. 32–37.
Мироновский Л.А. Функциональное диагностирование динамических систем. СПб.: Издательство ЛГУ, 1986. 240 с.
Тимофеев А.В. Спектральный синтез диофантовых и нелинейных регуляторов обратимых динамических систем // Доклады Академии наук. 1997. Т. 353, №2. С.173–176.
Тимофеев А.В. Обратимая динамика мехатронных устройств и синтез модальных и инвариантных регуляторов // Сборник трудов 1-ой Международной конференции по мехатронике и робототехнике (28 мая – 2 июня 2000 г., Санкт-Петербург). СПб.: Изд-во Омега // 2000. Т.2. С. 337–342.
Тимофеев А.В. Управление роботами. Л.: Издательство ЛГУ, 1986. 240 с.
Тимофеев А.В., Экало Ю.В. Системы цифрового и адаптивного управления роботов. СПб: Издательство СПбГУ, 2000. 236 с.
Тимофеев А.В. Управляемость, робастность и инвариантность обратимых динамических систем с нелинейной динамикой // Доклады Академии наук. 1998. Т. 359, № 2. С. 171–174.
Тимофеев А.В. Функциональный анализ неисправностей динамических систем и дефектоустойчивость стабилизирующего управления // Доклады АМАН. 2002. Т.6, № 1. С. 62–71.
Timofeev A.V. Physical Diagnostics and Fault Relevant Feedback Control // CD-ROM Proceedings of International Conference Physics and Control”. SPb.: August 20-22, 2003.
Timofeev A.V., Madani K. Algorithms of Adaptive and Robust Control on the Basis of Neural Networks and Technology of Their Realization on DSP // Transactions of French-Russian A.M.Liapunov Institute for Applied Mathematics and Computer Science. 2003. P. 100–107.
Бурдаков С.Ф. Идентификация механических характеристик манипуляционных роботов в задачах диагностики // Вибротехника и идентификация механических систем. Иваново: ИЭИ, 1988. C. 93–120.
Тимофеев А.В. Методы высококачественного управления интеллектуализации и функциональной диагностики автоматических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2003. № 5. C. 13–17.
Тимофеев А.В. Методы нейросетевого и мульти-агентного управления в робототехнике и мехатронике. Нелинейная теория управления и её приложения. Динамика, управление, оптимизация. М.: Физматлит. 2003. C. 101–126.
Красовский Н.Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1966.
Тимофеев А.В. Адаптивная стабилизация программных движений и оценка времени адаптации // ДАН СССР.1979. Т. 248, №3. С. 545–549.
Тимофеев А.В. Построение адаптивных систем управления программным движением. Л.: Энергия, 1980. 250 с.
Timofeev A.V., Yusupov R.M. Evolution of Intelligent Control in Adaptive Systems // International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 1992. Vol. 6. P. 193–200.
Тимофеев А.В. Параметрическая оптимизация программных движений и адаптивное терминальное управление // ДАН СССР. 1981. Т. 256, №2. С. 310–312.
Попов Е.П., Тимофеев А.В. Принцип скоростного управления в задаче аналитического синтеза автоматов стабилизации // ДАН СССР.1981. Т.256, №5. С. 1073–1076.
Попов Е.П., Тимофеев А.В. Управляемость на подпространстве и адаптивные модальные регуляторы // ДАН СССР. 1983. Т. 273, №5. С. 1073–1076.
Тимофеев А.В. Синтез адаптивных регуляторов с помощью функций Ляпунова // ДАН СССР. 1984. Т. 237, № 2. C. 276–279.
Zotov Yu.K., Timofeev A.V. Controllability and Stabilization of Programmed Motions of Reversible Mechanical and Electromechanical Systems // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. Pergamon Press Ltd. 1992. Vol. 56, № 6. P. 873–880.
Тимофеев А.В. Глобальная управляемость, наблюдаемость, стабилизируемость, декомпозируемость и робастность нелинейных обратимых систем и законы их стабилизации и адаптации // Доклады АМАН. 1994. Т. 1, № 1. С. 32–37.
Мироновский Л.А. Функциональное диагностирование динамических систем. СПб.: Издательство ЛГУ, 1986. 240 с.
Тимофеев А.В. Спектральный синтез диофантовых и нелинейных регуляторов обратимых динамических систем // Доклады Академии наук. 1997. Т. 353, №2. С.173–176.
Тимофеев А.В. Обратимая динамика мехатронных устройств и синтез модальных и инвариантных регуляторов // Сборник трудов 1-ой Международной конференции по мехатронике и робототехнике (28 мая – 2 июня 2000 г., Санкт-Петербург). СПб.: Изд-во Омега // 2000. Т.2. С. 337–342.
Тимофеев А.В. Управление роботами. Л.: Издательство ЛГУ, 1986. 240 с.
Тимофеев А.В., Экало Ю.В. Системы цифрового и адаптивного управления роботов. СПб: Издательство СПбГУ, 2000. 236 с.
Тимофеев А.В. Управляемость, робастность и инвариантность обратимых динамических систем с нелинейной динамикой // Доклады Академии наук. 1998. Т. 359, № 2. С. 171–174.
Тимофеев А.В. Функциональный анализ неисправностей динамических систем и дефектоустойчивость стабилизирующего управления // Доклады АМАН. 2002. Т.6, № 1. С. 62–71.
Timofeev A.V. Physical Diagnostics and Fault Relevant Feedback Control // CD-ROM Proceedings of International Conference Physics and Control”. SPb.: August 20-22, 2003.
Timofeev A.V., Madani K. Algorithms of Adaptive and Robust Control on the Basis of Neural Networks and Technology of Their Realization on DSP // Transactions of French-Russian A.M.Liapunov Institute for Applied Mathematics and Computer Science. 2003. P. 100–107.
Бурдаков С.Ф. Идентификация механических характеристик манипуляционных роботов в задачах диагностики // Вибротехника и идентификация механических систем. Иваново: ИЭИ, 1988. C. 93–120.
Тимофеев А.В. Методы высококачественного управления интеллектуализации и функциональной диагностики автоматических систем // Мехатроника, автоматизация, управление. 2003. № 5. C. 13–17.
Тимофеев А.В. Методы нейросетевого и мульти-агентного управления в робототехнике и мехатронике. Нелинейная теория управления и её приложения. Динамика, управление, оптимизация. М.: Физматлит. 2003. C. 101–126.
Functional diagnostics and fault-stable control for mechatronic systems and robots
Abstract
Methods for functional diagnostics of robots and mechatronic systems on the base of their direct and inverse dynamics models have been suggested. Criteria for correct functioning have been formulated and dynamics models of faults have been presented. Methods for fault-stable programme, stabilizing and invariant control for programmed motion have been described and evaluations of permissible boundaries (tolerances) of possible faults have been obtained. Use of these methods in combination with algorithms for identification with finite time of adaptation provides high quality and correctness for functioning of robots and mechatronic systems in a wide class of possible faults.Опубликован
2004-04-01
Как цитировать
Тимофеев,. (2004). Функциональная диагностика и дефектоустойчивое управление мехатронными системами и роботами. Труды СПИИРАН, 1(2), 266-283. https://doi.org/10.15622/sp.2.20
Раздел
Статьи
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).
