Розробка концепції системи керування роботом для штукатурних робіт на основі нейронної мережі
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm2019.93.0501Ключові слова:
будівельний робот, система керування, нейронна мережа, сигмоїдальна функція, навчання роботів, градієнтний спускАнотація
Приготування будівельного розчину, його подачу до місця робіт та нанесення на поверхню ефективно здійснювати за допомогою автоматизованих механічних систем в тандемі з розчинонасосами поєднаними зі штукатурними агрегатами за допомогою яких можна виконувати автоматичне встановлення контрольних маяків, попереднє ґрунтування поверхні, розбризкування цементного розчину та затирання. Технічна досконалість і конкурентна спроможність роботизованих штукатурних станцій в значній мірі залежить від прийнятих кінематичних моделей розроблюваного штукатурного робота та розробки на їх основі досконалих систем керування. Прості кінематичні схеми породжують прості конструктивні рішення, які досить швидко прототипуються та мають невисоку вартість, проте такі рішення, внаслідок своєї конструктивної недосконалості, зазвичай використовуються для обмежених виробничих процесів, мають малу точність та примітивну систему керування, що не дозволяє застосовувати їх для глибокої автоматизації у виробництві. Складні кінематичні схеми роботів дозволяють застосовувати їх, як універсальний засіб на багатьох стадіях будівельного виробництва, проте такі конструктивні рішення потребують створення досконалих складних систем керування.
Застосування нейронної мережі дозволяє спростити архітектуру системи керування, зробити її універсальною для виконання роботом різних технологічних процедур, проте вона потребує чіткого алгоритму опису математичної моделі роботи та його навчання.
В даному дослідженні запропоновано математичну модель нейронної мережі на основі сигмоїдальної функції активації для дволанкового маніпулятора.Посилання
Spiny G. A. (1991). Promyshlenye roboty. Konstruirovanie i primenenie [Industrial robots. Design and Application]. Kyiv, Vysha shk. Publ., 331. – (in Russian).
LaValle S. M. (2006). Planning algorithms. Cambridge university press, 1007.
Stilman M. et al. Manipulation planning among movable obstacles. Robotics and Automation. (2007) IEEE International Conference on., IEEE, 3327-3332.
Hirano Y., Kitahama K., Yoshizawa S. Im-agebased object recognition and dexterous hand/arm motion planning using rrts for grasping in cluttered scene. Intelligent Robots and Systems, (IROS 2005). (2005) IEEE/RSJ International Conference on., IEEE, 2041-2046.
Lovejkin V. S., Mishuk D. O. (2013). Opti-mizaciya rezhimiv zmini vilotu manipulya-tora z gidroprivodom. Monografiya. [The optimization modes of change departure the manipulator with hydraulic drive. Mono-graph]. Kyiv, CP Komprint Publ., 206.
Wu, Q. C., Wang, X. S., Chen, B., & Wu, H. T. (2018). Development of an RBFN-based neural-fuzzy adaptive control strategy for an upper limb rehabilitation exoskeleton. Mechatronics, 53, 85-94. https://doi.org/10.1016/ j.mechatro-nics.2018.05.014.
Bingul Z., Ertunc H. M., Oysu C. Applying neural network to inverse kinematic problem for 6R robot manipulator with offset wrist. Adaptive and Natural Computing Algorithms. (2005). Springer, Vienna, 112-115.
Koker R., Cakar T., Sari Y. (2014). A neural-network committee machine approach to the inverse kinematics problem solution of robotic manipulators. Engineering with Computers, Vol.30, No. 4, 641-649.
Karlik B., Aydin S. (2000). An improved approach to the solution of inverse kinemat-ics problems for robot manipulators. Engineering applications of artificial intelligence, Vol.13, No.2, 159-164.
Feng Y., Yaonan W., Yimin Y. (2014). Inverse kinematics solution for robot manipulator based on neural network under joint subspace. International Journal of Computers Communications & Control, Vol.7, No.3, 459-472.
Birbil S. I., Fang S. C. (2003). An electromagnetism-like mechanism for global optimization. Journal of global optimization, Vol.25, No.3, 263-282.
Parker J. K., Khoogar A. R., Gold-berg D. E. Inverse kinematics of redundant robots using genetic algorithms. Robotics and Automation, Proceedings, (1989) IEEE In-ternational Conference on., IEEE, 271-276.
Momani S., Abo-Hammour Z. S., Als-madi O. M. K. (2016). Solution of inverse kinematics problem using genetic algorithms. Applied Mathematics & Information Scienc-es, Vol.10, No.1, 225.
Graca Marcos M., Machado J.A.T., Azevedo-Perdicoulis T. P. (2009). Trajectory planning of redundant manipulators using genetic algorithms. Communications in non-linear science and numerical simulation, Vol.14, No.7, 2858-2869.
Mishuk D. O. (2014). Kinematichnij analiz manipulyacijnoyi sistemi budivel-nogo robota [Kinematic analysis of the manipulation system of a construction robot]. Vestnik Harkovskogo nacionalnogo avtomobilno-dorozhnogo universiteta, Vol. 65-66, 90-96. – (in Ukrainian).
Mishuk D. O. Development of control system for construction robot using technologies “Microsoft robotic studio”. II International scientific and technical conference “Energysaving machines and technologies”, September 29 - October 1, (2015). Kyiv, KNUCA, 47. – (in Ukrainian).
Mischuk D., Voliyanuk V., Gorbatyk Eu. (2017). The module design of construction robot. Gіrnichі, budіvel'nі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 89, 90-97. – (in Ukrainian).
Lovejkіn V. S., Mіschuk D. A. (2012). Matematichne modeljuvannja zmіni vil'otu vantazhu manіpuljatorom z gіdroprivodom [Mathematical modeling of changes in cargo flight with hydraulic manipulator]. Gіrnichі, budіvel'nі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 79, 9-15. – (in Ukrainian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Dmitry Mishchuk, Andriy Boychenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
