procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»procyber-179Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringМОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯЦИОННЫМИ РОБОТАМИ В СИСТЕМАХ ВИРТУАЛЬНОГО ОКРУЖЕНИЯSIMULATION OF SEMI-AUTOMATIC CONTROL OF MANIPULATOR ROBOTS IN VIRTUAL ENVIRONMENT SYSTEMSСтрашновЕ. В.StrashnovE. V.strashnov_evg@mail.ruМихайлюкМ. В.MikhailyukM. V.mix@niisi.ras.ruФедеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наукРоссияSystem Research Institute, Russian Academy of SciencesRussian Federation20172503202004 (28)189196Copyright © Страшнов Е.В., Михайлюк М.В., 20202020Страшнов Е.В., Михайлюк М.В.Strashnov E.V., Mikhailyuk M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/179

В работе рассматривается задача полуавтоматического управления манипуляторами виртуальных роботов в имитационно-тренажерных комплексах. Для решения данной задачи задействована разработанная технология виртуальных пультов управления. С помощью виртуального пульта в полуавтоматическом режиме осуществляется управление положением рабочего органа робота. Задаваемое с помощью пульта смещение рабочего органа передается функциональной схеме, в которой выполняется расчет углов поворотов в шарнирах робота. Для этого применяется метод покоординатного спуска, предназначенный для решения задачи инверсной кинематики, и ПД-регулятор для обеспечения требуемых углов поворота. Предложенные методы полуавтоматического управления роботами были реализованы в имитационно-тренажерном комплексе, предназначенном для моделирования виртуальных роботов. В данном программном комплексе на примере виртуального антропоморфного робота проведена апробация этих методов, которая показала их применимость для выполнения роботом основных технологических задач.

The paper considers the problem of semi-automatic control of virtual robots manipulators in simulator complexes. To solve this problem, the developed technology of virtual control panels is involved. The position of a robot effector is controlled in a semi-automatic mode with the use of the virtual control panel. Caused by the control panel, the change of the end effector position is transmitted to the functional scheme which calculates rotation angles in robot joints. The coordinate descent method intended for solving the inverse kinematics problem, as well as a PD controller providing the required rotation of angles are used for the purpose. The proposed methods of semi-automatic robots control were implemented in the simulator complex designed for virtual robots simulation. An approbation of these methods was carried out using the virtual model of anthropomorphic robot. The approbation showed these methods to be applicable for performing basic technological tasks by a robot.

виртуальный роботполуавтоматическое управлениеметод покоординатного спускаПД-регуляторvirtual robotsemi-automatic controlcoordinate descent methodPD controllerReferencesЮревич Е. И. Основы робототехники. СПб. : БХВ-Петербург, 2010. 360 с.Юревич Е. И. Основы робототехники. СПб. : БХВ-Петербург, 2010. 360 с.Тимофеев А. Н., Шардыко И. В. Проблемы применения в космосе антропоморфных роботов // Космическая робототехника. 2013. № 1. С. 37-41.Тимофеев А. Н., Шардыко И. В. Проблемы применения в космосе антропоморфных роботов // Космическая робототехника. 2013. № 1. С. 37-41.Торгашев М. А. Моделирование копирующего режима управления антропоморфным роботом в виртуальной среде // Тр. НИИСИ РАН. 2015. Т. 5. № 2. С. 47-54.Торгашев М. А. Моделирование копирующего режима управления антропоморфным роботом в виртуальной среде // Тр. НИИСИ РАН. 2015. Т. 5. № 2. С. 47-54.Мальцев А. В., Михайлюк М. В. Реализация эргономичного интерфейса управления виртуальной моделью антропоморфного робота с использованием Kinect // Программн. инженерия. 2015. № 10. С. 12-18.Мальцев А. В., Михайлюк М. В. Реализация эргономичного интерфейса управления виртуальной моделью антропоморфного робота с использованием Kinect // Программн. инженерия. 2015. № 10. С. 12-18.Михайлюк М. В., Омельченко Д. В., Страшнов Е. В. Командный и супервизорный режим управления виртуальными роботами // Вестн. кибернетики. 2016. № 4. С. 67-72.Михайлюк М. В., Омельченко Д. В., Страшнов Е. В. Командный и супервизорный режим управления виртуальными роботами // Вестн. кибернетики. 2016. № 4. С. 67-72.Михайлюк М. В., Торгашев М. А. Визуальный редактор и модуль расчета функциональных схем для имитационно-тренажерных комплексов // Програм. продукты и системы. 2014. № 4. С. 10-15.Михайлюк М. В., Торгашев М. А. Визуальный редактор и модуль расчета функциональных схем для имитационно-тренажерных комплексов // Програм. продукты и системы. 2014. № 4. С. 10-15.Wang T. L., Chen C. C. A combined optimization method for solving the inverse kinematics problems of mechanical manipulators // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 1991. Vol. 7. № 4. Р. 489-499.Wang T. L., Chen C. C. A combined optimization method for solving the inverse kinematics problems of mechanical manipulators // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 1991. Vol. 7. № 4. Р. 489-499.Kenwright B. Inverse kinematics - cyclic coordinate descent (ccd) // Journal of Graphics Tools. 2012. Vol. 16. № 4. Р. 177-217.Kenwright B. Inverse kinematics - cyclic coordinate descent (ccd) // Journal of Graphics Tools. 2012. Vol. 16. № 4. Р. 177-217.Денисенко В. В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Соврем. технологии автоматизации. 2006. № 4. С. 66-74.Денисенко В. В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Соврем. технологии автоматизации. 2006. № 4. С. 66-74.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.