Эффективное распределение тяговых сил между роботами при групповой транспортировке груза

Abstract

В задаче коллективного перемещения груза колесными роботами имеется кинематическая избыточность приводов, что позволяет распределять тяговые силы без изменения траектории и скорости движения системы. Благодаря этому возможно задать дополнительные критерии качества движения, которые должна стремиться выполнить система управления при распределении тяговых сил. Также, эффективное распределение позволит роботам перемещаться с большей скоростью без возникновения проскальзывания колес, чем при классических подходах к управлению. Роботы и груз, объединенные в одну систему механически и информационно, образуют транспортную ячейку переменной конфигурации (ТЯПК). Рассматриваются следующие критерии качества движения: отсутствие проскальзывания колес, поддержание заданной скорости, отсутствие мягких ударов, минимизация работы в генераторном режиме, соблюдение желаемых конечных зарядов аккумуляторов роботов после прохождения маршрута. Предложенные алгоритмы эффективного распределения тяговых сил основаны на поиске локального минимума и на принципе обучения Хебба. Проведены тесты в среде Simulink с использованием динамической математической модели ТЯПК. В рассматриваемом частном случае новые алгоритмы распределения позволили увеличить максимальную допустимую скорость вхождения в поворот на 27 % в сравнении с классическими под- ходами к управлению. При движении с меньшей скоростью новые алгоритмы распределения показали положительные результаты по дополнительным критериям качества движения. Изложенный материал также может быть применен к многоколесным роботам с поворачиваемыми приводными колесами.