MATLAB.Exponenta
MATLAB и Simulink на русском
Технологии разработки и отладки
		сложных технических систем

Проектирование систем управления\Fuzzy Logic Toolbox

Демонстрационные примеры

В оглавление \ К следующему разделу \ К предыдущему разделу

INVKINE

В этом разделе описывается демонстрационная программа invkine, иллюстрирующая применение нечетких контроллеров для управления рукой робота-манипулятора. Робот-манипулятор представляет собой двухзвенный шарнирно-соединенный механизм. Один конец первого звена шарнирно соединен со столом, а второй конец - соединен со вторым звеном. Рука робота может перемещаться в одной плоскости. Траектория перемещения рабочего элемента робота зависит от углов поворотов в шарнирных соединениях. Задача управления рукой робота состоит в выборе таких углов поворотов в шарнирных соединениях, которые обеспечивали бы попадание рабочего элемента робота в заданную точку.

После запуска программы invkine на экране появляется диалоговое графическое окно, изображенное на рис. 9.49. Первое звено руки робота показано красным прямоугольником, второе голубым прямоугольником. Требуемая траектория движения рабочего элемента робота изображена желтым овалом. Точка, в которой должен находиться рабочий элемент робота, показана зеленым кругом. Пользователь может задавать место движения руки робота, путем перемещения мышкой желтого овала - требуемой траектории. Рука робота будет двигаться по этому овалу только внутри области, отмеченной желтыми крестиками. Каждый крестик соответствует одной точке из обучающей выборки, которая использовалась при настройке нечетких контроллеров.

Запуск анимация осуществляется по нажатию кнопки Start Animation…, которая расположена внизу графического окна. Для вывода траекторий движения руки робота необходимо установить флажок в окне Show Trails. Очистка графического окна от траекторий происходит по нажатию кнопки Clear Trails. После начала анимации в нижней части графического окна появляются две кнопки:

Stop - прекращение анимации;
Pause…   пауза в анимации.
По нажатию кнопки Pause…  появляются две новые кнопки:
Continue - продолжение анимации;
Step - выполнение анимации в пошаговом режиме.
Рисунок 9.49 - Демонстрационная программа invkine

Управлением роботом осуществляют два нечетких контроллера, реализованных в виде систем нечеткого логического вывода типа Сугэно. Первый контроллер рассчитывает угол поворота первого звена робота (красного прямоугольника), а второй контроллер - второго (голубого прямоугольника). Входными переменными для нечетких контроллеров являются координаты точки, в которой должен находится рабочий элемент робота. Для лингвистической оценки входных переменных используется по три терма с обобщенными колокообразными функциями принадлежности. Нечеткое управление в каждом контроллере происходит по девяти правилам. Поверхности "входы-выход" для нечетких контроллеров робота-манипулятора показаны на рис. 9.50. Видно, что при попарно малых и попарно больших значениях координат цели нечеткие контроллеры выдают неадекватные управляющие воздействия. Это объясняется отсутствием в обучающих выборках данных с такими координатами. Для настройки каждого контроллера использовались обучающие выборки из 229 пар "входы-выход", показанные на рис. 9.49 маркерами в виде желтых крестиков. При установке желтого овала за пределы зоны обучения, нечеткие контроллеры не смогут обеспечить движения руки робота по требуемой траектории. В пределах зоны обучения траектория руки робота, управляемого нечеткими контроллерами, практически не отличается от требуемой.

Рисунок 9.50 - Поверхности "входы-выход" для нечетких контроллеров робота-манипулятора

В оглавление \ К следующему разделу \ К предыдущему разделу


Поиск по сайту:

Система Orphus

Яндекс.Метрика