При построении закона управления мостовым краном рассматривается двухмаятниковая модель с подвесом крюка, на который подвешен переносимый груз, и подвесом груза. Эта модель более точно описывает динамику перемещения груза, что особенно критично в ряде режимов работы крана, включая случаи, когда массоинерционные параметры груза близки к аналогичным параметрам крюка. Описывается математическая модель двухмаятниковой механической системы подвеса крана по одной оси его движения с учетом воздействия сил трения при перемещении тележки крана и ветрового возмущения, действующего на переносимый груз. Также представлена линеаризованная модель перемещения крюка с управляющим воздействием в виде заданной скорости перемещения тележки крана. Последнее соответствует использованию сервопривода или шагового двигателя для управления тележкой. На основе полученной линеаризованной модели строится закон адаптивного управления с использованием схемы, включающей алгоритм текущей параметрической идентификации, неявную эталонную модель, "упрощенные" условия адаптируемости с непосредственным отслеживанием перемещения крюка (через него — перемещения груза) по свойствам назначенного эталона. Этот закон управления позволяет строить управление краном при текущей параметрической неопределенности свойств крана, переносимого груза и внешних возмущений (предполагается лишь приблизительная информация о некоторых параметрах). Показано, что в случае, когда собственная частота назначенного эталона меньше таковой для подвеса крюка, предлагаемый закон управления порождает асимптотическое перемещение крюка (груза) в назначенную точку и гашение угловых колебаний подвеса крюка и подвеса груза. Для более эффективного гашения угловых колебаний в случае больших значений момента инерции груза предлагается дополнить заданное значение перемещения крюка демпфирующими движениями на основе углового движения подвеса груза. Приведены модельные примеры, подтверждающие теоретические выводы. Показано, что предлагаемое решение позволяет строить управление мостовым краном при действии шумов измерений и задержек сигнала управления.

Рассматривается проблема повышения равномерности распределения толщины гальванических покрытий на поверхности обрабатываемых деталей. Проведен анализ управляющих воздействий, оказывающих влияние на равномерность гальванического покрытия, в ходе которого отдано предпочтение использованию ванн со многими анодами. Существующие режимы протекания гальванического процесса в ваннах со многими анодами не находят широкого распространения вследствие конструктивной сложности реализации, возникающей из-за необходимости обеспечения равномерности толщины получаемого покрытия для многономенклатурных производств. Авторами предлагается режим протекания гальванического процесса, в ходе которого отыскивается оптимальное число и размеры анодов, а также сила тока и длительность его протекания через каждый из анодов, которые обеспечивают выравнивание распределения силовых линий электрического поля в электролите между анодами и поверхностью покрываемой детали. Для реализации оптимального управления предлагаемым режимом разработана структура системы управления (математическая модель, поисковый алгоритм, управляющее и исполнительное устройства) с обратной связью по силе тока через поверхность детали и предложен алгоритм ее работы (на базе ПИД закона и релейного управления), практическая реализация которых осуществлена с использованием инструментального программного комплекса промышленной автоматизации CoDeSys V2.3 на языке программирования функциональных блоков FBD. На примере нанесения цинкового покрытия на Z-образную деталь найдено оптимальное управление предлагаемым режимом протекания гальванического процесса. В результате имитационного моделирования найденного режима осуществлена настройка контура регулирования в целях достижения минимума интеграла от квадрата отклонения уставки и продемонстрирована корректность алгоритма работы системы управления с точки зрения получаемого относительного отклонения средней толщины покрытия в 5 %, что сопоставимо с погрешностью современных толщиномеров.

На основе нечеткой логики разработана система управления термоэлементом, улучшающая характеристики устойчивости устройств, использующих в своей структуре ПИД регулятор. Данный эффект достигается за счет снижения выходного сигнала, значение которого вычисляется с помощью нечеткого цифрового фильтра. Особенностью нечеткого фильтра является использование метода отношения площадей при дефаззификации выходной переменной. Ограничением данного деффазификатора является применение треугольных функций принадлежности. Экспериментальные результаты, представленные в статье, демонстрируют эффективность предложенного решения. Исследования показали, что при использовании комбинации ПИД регулятора и нечеткого цифрового фильтра время переходных процессов при управлении термоэлементом уменьшается на 16...22 %.

Предложен метод раскачивания шестиногого шагающего робота с целью обеспечить его переворот из положения "вверх ногами". В качестве опоры рассмотрена наклонная плоскость с небольшим уклоном в сторону переворота. Положение неподвижной опоры может быть задано последовательными поворотами вокруг двух разных осей. В области контакта возможно наличие ямки. Рядом с ямкой возможно наличие бугорка. Показано, что переворот возможен с помощью циклического движения ног, если корпус имеет верхнюю оболочку в виде усеченного цилиндра. Ноги на заранее выбранном краю корпуса, через который должен произойти переворот, являются пассивными, и выпрямляются вдоль корпуса для того, чтобы не мешать раскачиванию. Ноги на противоположном краю являются активными, они осуществляют синхронное движение в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, при фиксированном угле в колене. Выполнено аналитическое исследование, а также компьютерное моделирование полной динамики робота, контактирующего с опорой, средствами программного комплекса "Универсальный механизм". Приведены изменения, которые необходимо вносить в раскачивание при наличии ямки и бугорка. Для типичного набора параметров робота приведены результаты численных экспериментов для ямок приблизительно наибольших допустимых размеров в случаях, когда опорная поверхность повернута вокруг одной оси, вокруг двух осей, а также для разных типов ямок, глубокой и пологой. Во всех случаях рядом с ямкой расположен бугорок.

Современный этап развития робототехники фокусируется все в большей мере на исследованиях, разработке, производстве и эксплуатации мобильных роботов. Разнообразие в их функциональном назначении, среде эксплуатации (наземные, подземные, подводные, воздушные, космические), в требованиях к технико-экономическим и эксплуатационным свойствам порождает разнообразие таких роботов. Используемые в мобильных роботах типы кинематических схем, движителей и их приводов также существенно расширяют их нынешний и будущий парк. Многообразие наиболее распространенных в настоящее время мобильных роботов с колесными шасси (робокаров) определяется числом и типом используемых в них колес и их относительным положением на шасси. Поэтому разработка колесных роботов предполагает выбор варианта исполнения их шасси на основе сопоставительного анализа различных потенциально применимых схемотехнических решений.

 Данная статья содержит математические описания вход-выходных силомоментных отображений (взаимосвязей) вращающих моментов на валах колес робокаров с силами и вращающими моментами, обеспечивающими движения их шасси по горизонтальной плоскости, которые могут использоваться для сопоставительного анализа и выбора схемотехнических решений для шасси робокаров. Такие описания приводятся и анализируются для четырех вариантов кинематических схем шасси робокаров с тремя колесами Илона (меканум колесами, шведскими колесами). Они определяются для всех возможных вариантов направлений прикладываемых к колесам таких робокаров вращающих моментов, а также для тех случаев, когда к одному из этих колес вращающий момент не прикладывается. Тем самым описываются и анализируются различные ситуации — режимы функционирования подобных робокаров с использованием всех трех или любых двух колес для обеспечения прикладываемых к шасси робокаров сил и моментов, необходимых для их перемещений.

Статья содержит оценки структур вход-выходных силомоментных отображений для выбранных четырех вариантов кинематических схем шасси робокаров с тремя колесами Илона, а также влияния их внутренних вход-выходных перекрестных связей на реализацию алгоритмов управления подобными робокарами, взаимосвязь по их управляемым переменным, маневренность, управляемость и достижимость. Описан вариант алгоритма решения обратных силомоментных задач для шасси в указанном выше исполнении. Указана предпочтительность использования подобных робокаров при реализации типовых задач управления — финитного, программного, следящего и терминального управления.

Статья посвящена обоснованию программы эксплуатации группы динамических систем (ДС) на основе прогноза времени их отказа.

Принимаются следующие допущения: группа включает ДС, функционирующие в одинаковых условиях, но имеющие разные сроки эксплуатации; в состав ДС входит ряд потенциально отказных элементов с близкими значениями показателей безотказности; для каждого элемента проводятся измерения ряда параметров, причем отказ ДС наступает в случае, когда хотя бы один из контролируемых параметров выйдет из поля допуска.

Предложен единый алгоритм расчета характеристик безотказности в группе ДС по данным дрейфа контролируемых параметров. На первом шаге проводится расчет вероятности безотказной работы в течение заданного времени и гамма-процентного ресурса применительно к одному контролируемому параметру. На втором шаге рассчитывается отказ ДС при условии выхода из поля допуска хотя бы одного контролируемого параметра. На третьем шаге проводится прогноз характеристик безотказности группы ДС с использованием смеси распределений. Реализация случайной величины, соответствующей случайной смеси, моделируется следующим образом: сначала наугад выбирается ДС, затем в соответствии с ее функцией распределения моделируется случайная величина. Функция распределения смеси выражается в виде взвешенной суммы функций распределения компонент.

Рассмотрены модельные примеры, позволяющие ранжировать рассматриваемые ДС по прогнозируемому времени отказа с последующей корректировкой программы эксплуатации.