П.А. СТЕНЬГАЧ Научный руководитель – М.Н. ЁХИН, к.т.н.

П.А. СТЕНЬГАЧ
Научный руководитель – М.Н. ЁХИН, к.т.н.
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИК РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТЕЙ
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ КОЛЕСНОЙ ПЛАТФОРМЫ,
ОСНАЩЕННОЙ МАНИПУЛЯТОРОМ И ТРЕМЯ
АБСОЛЮТНЫМИ ТРОСОВЫМИ ЭНКОДЕРАМИ
В работе рассмотрены две методики для учета погрешностей при построении
информационно-управляющей системы позиционирования колесной платформы.
При решении задачи позиционирования колесной платформы
необходимо учитывать наличие погрешностей и условий, при которых
возможно изменение этих погрешностей.
Для установки тросовых энкодеров необходимо знать минимально
допустимое расположение датчиков, для того, чтобы их можно было
разместить в одном блоке.
Проблема размещения датчиков актуальна для решения задачи
термостатирования.
Тросовые
энкодеры
имеют
определенный
температурный диапазон, в котором гарантируется заявленная величина
погрешности
измерений,
поэтому
необходимо
обеспечить
соответствующие эксплуатационные условия для их корректной работы.
Также необходимо определить соотношение расстояния между
энкодерами и погрешностью их показаний.
Погрешность определения местоположения колесной платформы
складывается из следующих составляющих:
 погрешности тросовых энкодеров (которые в свою очередь
зависят от заводских характеристик и эксплуатационных условий);
 погрешности управляющей системы (за основу принимается
стандартная управляющая система колесной платформы);
 ошибки оператора (случайная величина, зависит от сложности
маневра).
Для расчета суммарной величины ошибки энкодеров были
рассмотрены два метода:
 Наихудшего случая (учитываются только максимально
возможные значения ошибки энкодеров);
 Вероятностный метод (принято, что ошибки энкодеров имеют
нормальное распределение).
В первом случае рассматривается суммарная ошибка тросовых
энкодеров как сумма возможных максимальных ошибок. Далее
определяется множество возможных конечных положений колесной
платформы и допустимые отклонения по трем основным величинам:
 сдвиги по двум взаимно перпендикулярным осям;
 отклонение бампера по углу относительно «идеального
положения».
В результате расчета по первому методу было построено множество
положений, которое позволило определить минимально допустимое
расстояние между устанавливаемыми датчиками, его зависимость от
установленной максимальной ошибки энкодеров.
При расчете по вероятностному методу для каждого датчика
построено распределение итоговой ошибки. Суммарная ошибка
определена как совокупность нормально распределенных ошибок
тросовых энкодеров (случайных величин), допустимые значения которых
определяются из правила 3σ.
Также на основе вероятностного метода определены допустимые
передвижения платформы с наибольшими и наименьшими вероятностями
ошибки оператора. При этом учитывалось сложность перемещения и
исходное положение платформы.
Таким образом, на основании вероятностного метода для каждого
конкретного шага можно построить множество перемещений (следующий
шаг) и выбрать из него вариант, характеризуемый наименьшей
вероятностью ошибки.
При построении информационно-управляющей системы на основе
вероятностного метода можно определять вероятность возможной
ошибки оператора при наличии истории перемещений.
Итоговая модель подразумевает расчет погрешности и принятие
решений на основе адаптивного алгоритма, который включает в себя не
только расчет погрешностей на каждом конкретном шаге и коррекцию
траектории, но и учет возможных ошибочных действий оператора.
Полученное аналитическое выражение, связывающее погрешности
энкодеров и расстояние между ними, позволяет рассчитать, при каких
параметрах энкодеры можно поместить в одном блоке и минимизировать
размер этого блока. Это облегчает компоновку блока и помогает решить
задачу термостатирования.