Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории

Фрейре Каррера Фаусто Родриго

Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Фрейре Каррера Фаусто Родриго АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Курск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2007 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории»

Автореферат диссертации на тему "Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории"

На правах рукописи

003052Э01

Фрейре Каррера Фаусто Родриго

Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории

Специальность 01.02.06 -Динамика, прочность машин,

приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск 2007

003052901

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет» на кафедре «Теоретическая механика и мехатроника»

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Яцун Сергей Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пановко Григорий Яковлевич

кандидат технических наук, доцент Кривошеев Виктор Валентинович

Ведущая организация:

Орловский государственный технический университет

Защита диссертации состоится «21» марта 2007 г. в .16 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.105.02. в Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан «20» февраля 2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Локтионова О.Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время большое внимание уделяется разработке мобильных роботов с дистанционным управлением, в том числе, использующих, как средство управления и контроля, глобальную компьютерную сеть Интернет. При эксплуатации этого вида роботов используются все преимущества Интернета: как для задания движения роботов, так и определения их места положения.

Робот призван заменить человека в случаях, когда выполнение задачи находится за пределами человеческих возможностей либо сопряжено с чрезмерной угрозой здоровью и жизни человека, а также при недостатке профессионально подготовленного персонала для выполнения трудоемких и циклически повторяющихся задач. Использование роботов в таких условиях предъявляет высокие требования к точности управления.

На сегодняшний день разработан и серийно изготавливается ряд робототехнических устройств с дистанционным управлением, предназначенных для: контроля утечек из газовых резервуаров большой емкости; ультразвукового контроля сварочных швов корпусов судов, стенок газовых и нефтяных резервуаров; пескоструйной очистки корпусов кораблей и стенок судовых танков; диагностики состояния стен высотных зданий, мойки стекол и стен; контроля поверхности стен строений и стенок емкостей для хранення жидких ядерных отходов; обмывки стен шахт ядерных реакторов и пр.

В тоже время вопросы, связанные с разработкой методов расчета мобильных робототехнических комплексов и их управление развиты недостаточно. Поэтому, задача повышения точности управления мобильными роботами, представляется актуальной, имеющей большое значение.

Диссертационная работа выполнена в рамках гранта Министерства образования Российской Федерации для поддержки развития научно-исследовательской работы молодых преподавателей и научных сотрудников, аспирантов и студентов (20042005 гг.) по теме «Разработка конструкции и исследование динамики робота вертикального перемещения с управлением через сеть Интернет» (шифр гранта №8211).

Целью работы является повышение точности управляемого движения мобильного робота за счет исследования динамики системы и разработки алгоритмов управления.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

- разработка математической модели колесного мобильного робота с системой дистанционного управления;

- моделирование и исследование динамики движений колесного мобильного робота по заданной траектории;

- разработка метода определения величины временного запаздывания присущего сети Интернет;

- анализ и синтез систем автоматического управления мобильным роботом с элементами нечеткой логики;

- разработка программной системы управления мобильным роботом через сеть Интернет.

Объектом исследования являются колесные мобильные роботы управляемые дистанционно через сеть Интернет; механизмы контроля и управления, используемые роботом.

Методы решения задач:

Для реализации поставленной цели использовались основные положения теоретической механики, теории автоматического управления.

В основу научных исследований данной диссертационной работы положены методы математического (метод интегрирования Рунге-Кутта) и компьютерного моделирования, а так же методы статистической обработки информации при анализе экспериментальных данных.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

- Разработана математическая модель мобильного колесного робота рассматриваемая как неголономная система, в основе которой используется уравнение Аппеля. Модель описывает механическую, электрическую и управляющую приводами подсистемы.

- Исследована динамика движения колесного мобильного робота по заданной траектории; выявлены параметры системы, обеспечивающие максимальное быстродействие робота.

- Предложен метод измерения и определения величины временных задержек в сети Интернет, установлен закон распределения временной задержки.

- Создана методика расчета и предложены правила нечетких регуляторов системы автоматического управления мобильным роботом; разработан метод построения системы передачи видеосигнала от сервера робота к оператору, и команды от оператора к роботу, через сеть Интернет.

Достоверность научных положений обеспечивается корректностью постановки задачи, обоснованностью используемых теоретических зависимостей и принятых допущений, применением известных математических методов; подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как автором, так и другими исследователями.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в разработке экспериментального образца робототехнического комплекса с управлением через Интернет канал, который может быть использован для мониторинга окружающей среды, устранения последствий чрезвычайных ситуаций, а также в учебном процессе кафедры механики и мехатроники КурскГТУ.

Личный вклад автора:

- разработана математическая модель и исследована динамика движения мобильного робота с нечеткой системой автоматического управления;

- разработан программный пакет для управления через сеть Интернет перемещением робота;

- разработан экспериментальный образец мобильного робота с

дистанционным управлением через сеть Интернет.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на вузовской научных конференции студентов и аспирантов в области научных исследований «Молодежь и XXI век» (г. Курск, 2006); VIII Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии» (г. Курск 2005); III международном научном симпозиуме «Ударно-вибрационные системы, машины и технологии». (Орел, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Стр)тсхура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, включающего 125 наименований, 86 рисунков, 2 таблицы, изложена на 122 страницах основного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан обзор и анализ работ, относящихся к теме диссертации, сформулированы цель, задачи, объект и предмет диссертационного исследования, методика исследований, достоверность результатов, научная новизна диссертации, теоретическая и практическая ценность работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор известных работ в области управления мобильными роботами через глобальную компьютерную сеть Интернет. Дается обзор основных этапов в развитии научной мысли в этом направлении; приведена классификация типов мобильных роботов и рассмотрены различные конструкции мобильных устройств; представлена информация о существующих конструкциях мобильных роботов, выявлены их достоинства и недостатки.

Проведенный обзор и анализ конструкций показал, что в существующих моделях колесных роботов основные подходы к выводу уравнения движения базируются на общих теоремах динамики, что сужает круг технологических задач решаемых с помощью этих мобильных роботов.

Вместе с тем, к настоящему времени, динамика неголономных систем находит все более широкое применение в задачах современной техники, таких как движение автомобиля, самолетного шасси, железнодорожного колеса и др.

Развитие динамики неголономных систем связано с именами С. А.Чаплыгина, Г. Герца, П. Аппеля, Д. К. Бобылева, Н. Е. Жуковского, В. В. Добронравова и др.

Весьма удобный подход предложен в работах Ю. Г. Мартыненко с использованием уравнения Аппеля неголономных систем. Этот подход ориентирован на применение систем компьютерной алгебры для построения математических моделей неголономных механических систем.

Таким образом, анализ состояния вопроса позволил сформулировать цели и задачи исследований.

Во второй главе для моделирования движений мобильного колесного робота принята математическая модель предложенная Ю. Г. Мартыненко и получены результаты численного решения уравнений динамики мобильного робота (рис.1), положение

которого определяется четырьмя обобщенными координатами, образующими вектор ч: <) - \х,у,у/,р\т тцй х, у - координаты точки А (центра отрезка, соединяющего ведущие колеса тележки); ц/- угол поворота платформы, отсчитываемый от оси X; р— угол поворота вилки рояльного колеса относительно платформы. Движение робота изучается относительно неподвижной системы координат ОХУ. Подвижная система координат АХ1У1 с началом в точке А, жестко связана с платформой робота. Ось Хь перпендикулярная отрезку, соединяющему центры ведущих колес, обычно является осью симметрии робота. Привод на ведущие колеса независимый, двигатели на ведущих колесах одинаковые, управляются подачей соответствующих напряжений: - для левого колеса и Цц - для правого колеса.

Движение всех колес происходит без проскальзывания, что приводит к пяти независимым уравнениям неголономных связей. Таким образом, робот имеет две степени свободы и в качестве псевдоскоростей К, О удобно выбрать величину V = + — скорость точки А и угловую скорость платформы п = ^

Вектор скорости центра третьего колеса лежит в плоскости этого колеса. Это условие представляет собой неголономную связь, уравнение которой можно записать в виде

• _ V . оь . Р+П = ~б тр--со &р

<1с1

(I)

Уравнение (1) определяет угловую скорость вилки рояльного колеса.

Рис.1. Расчетная схема мобильного робота

Масса рояльного колеса и масса вилки малы по сравнению с массой платформы и при составлении функции Аппеля робота ими пренебрегают. В этом случае выражение для функции Аппеля имеет вид:

S = -т[(У+ П2я)2 + (-Па + ГП)2] + -/ДП2 + О4)

2 2 (2) здесь m - масса платформы робота, V- скорость, 1с = трг, р— момент инерции и радиус инерции платформы мобильного робота относительно оси, проходящей через цешр масс.

Мощность моментов двигателей, приложенных к ведущим колесам робота, равна

Л' = (ML ,aL) + (MR,aR) = -(ML+MR)V + -(-М, + MR )П

здесь col,cor- угловые скорости ведущих колес.

Коэффициенты перед псевдоскоростями в формуле (3) определяют обобщенные силы в уравнениях Аппеля.

dV г

dS I, ,, ,, ,

дО г . (4)

Таким образом, в качестве достаточно полной математической модели мобильного робота можно принять систему шести нелинейных дифференциальных уравнений:

x = Vcosiy y = Vs\ay/ i// = Q

У ? 5

'р = -Si + — sin /7-—cos/? d d

)

V-aO1 = —(ML+MR) trtr

IiCî+maVn = -(-ML+MR)

(5)

здесь /,=/<- + ma2 — момент инерции мобильного робота относительно оси, проходящей через точку А.

Для двигателей постоянного тока ограничимся моделью, когда в (5)

с пг

ML =clnUL --2-—(F-fi/) г

(6)

здесь сис2- паспортные характеристики электродвигателя, UL,UR - напряжения, подаваемые на левый и правый двигатели, п - передаточное число редуктора.

Для робота (рис. 1 ) зададим программное движение произвольной точки робота M в неподвижной системе координат гладкими функциями времени:

Xu=Xu{t)Yu=Yu{f)m (7)

На рис. 2 изображены программные траектории движения точки М, движущейся с постоянной скоростью Кд/=1м/с.

Рис. 2. Программные траектории точки М: а - траектория, состоящая из двух четвертей окружностей радиуса R= 1м; б - прямолинейная траектория

При этом проекции скорости точки А/на неподвижные оси координат будут непрерывными функциями времени

Уш = У их С) = ¿и , Ум = Уш (0 = г*. (8)

Особенностью задач управления мобильным роботом, который представляет собой неголономную систему, являются ограничения, возникающие при задании программных траекторий. В данном случае уравнение связи - VM sini// + VA, cosi// = 0 приводит к невозможности произвольного задания угловой координаты робота: курсовой угол робота обязан быть решением дифференциального уравнения первого порядка

d4> _ - У их sin ¥ + Уш cos У

dt bu<Msr ; (9)

где bucasy и ¿„ sin у - постоянные координаты точки М в подвижной системе координат Axiyi.

На рис. 3 изображена зависимость курсового угла робота от времени для

.....' -Ч»0 «0,7

: — ' ■Ч'о =-0.7 4> ®

Рис. 3. Зависимости курсового угла робота от времени для траекторий; а - криволинейная траектория; б - прямолинейная траектория

Интегрирование уравнения (9) с заданным начальным условием (¡/(0) = (е0 позволяет найти закон изменения курсового угла у/. При этом модуль скорости точки А определяется формулой

у ^ Ущ С05(у/ + у)+ Уш sin(y/ + /)

COS / (10)

Модуль V скорости точки А и угловая скорость робота должны удовлетворять динамическим уравнениям, которые получаются после подстановки (6) в два последние уравнения (5)

v = - V + аП2 + ^(U, + UR) тг тг

П =

2с, 1гп

та

m+cJ-n-(uR-uL)

. (11)

Подставляя (9) и (10) в (11), можно из получившейся системы двух алгебраических уравнений найти напряжения Щ и ¡Уд, обеспечивающие реализацию программного движения (7).

_ -Ш2тг1сг + 21с\п2 V - с^аПУг2 - 2с,с2п2/2П- с, 0.1Аг2 + / V тг2сг

U в

1(с\ + с2)с,пг

- 1аП2тг2 + 21сгпгУ + / V тг2 + maClVr2 + 2с2 п212С1+ ШАгг

Мс,+с2) (12)

На рис. 4 и 5 приведены результаты решения описанной выше прямой задачи для разных траекторий точки М (рис. 2, а, б).

UR 30т

UL 30т

1 2 3

— '"О »0 ..... 4*0 -=0.7

.1 6)

Рис. 4. Напряжения на двигателях для траектории состоящей из двух четвертей окружностей радиуса: а - правый двигатель; б - левый двигатель

гл. 40 "г

Гт№

- >"0 -о

..... ■Ч'о -о.т

.....ч>0 _.о.г "

Рис. 5. Напряжения на двигателях для прямой траектории: а - правый двигатель; б - левый двигатель

На рис. 6 изображены траектории точки А при различных начальных значениях угла ц/0 в сравнении с траекториями точки М.

У 2

~ 1 2 3

■ —— точка М

' Уо'-о

: .а)

^ »-0.7

Рис. 6. Траектория точки А при различных значениях угла ^(прямая задача); а - криволинейная траектория; б - прямолинейная траектория

б)

Упрощенное решение (упрощенная модель) Проведем линеаризацию системы (11).

Если точка М (рис. 1) соответствует точке центра масс X = 0 робота и для малых углов (^«О-10), то соз((г/) = 1, БтО/) = у/. Кроме этого примем, что а малая величина и, £2« 0, тогда (11) примет вид

Г'ТТ-Ш*-^)-2шс2

(13)

Из системы дифференциальных уравнений (13) рассчитываются напряжения на левом ([/¿) и на правом (£/Л) двигателях:

Уггт + 2сУ{У + 2пгс]

Уггт + 2с7п2(У + 1цг) - 2 пгс.

На рис. 7 изображена зависимость курсового угла робота от времени для двух типов траекторий при разных начальных значениях курсового угла у/0.

V 6

-0.1 -1

— ч»0 .0

..... Ч>0 =0.7 : '

— • =.0.7 а>

Рис.7. Зависимости курсового угла ц/ робота от времени для траекторий: а — криволинейная траектория; б — прямолинейная траектория

На рис. 8 изображены траектории точки А при различных начальных значениях угла1//0 (обратная задача) в сравнении с траекториями точки М (рис. 2, а, б)

Рис.8. Траектории точки А при различных значениях угла у/,, (обратная задача): а - криволинейная траектория; б - прямолинейная траектория

Выявлено, что при условии небольшой разницы между напряжениями, подаваемыми на двигатели, предлагаемая упрощенная модель мобильного робота является приемлемой.

В третьей главе рассматривается одна из основных проблем, которая возникает при управлении мобильным роботом, используя глобальную сеть Интернет как канал связи - это временная задержка. Протоколы TCP/IP используемые в Интернете, не гарантируют постоянство временной задержки передачи данных через сеть. Это означает, что схема управления мобильным роботом должна учитывать при работе переменную величину задержки.

Для исследований временной задержки в сети Интернет, был проведен эксперимент, в ходе которого разработан принцип измерения этих задержек между двумя компьютерами, расположенными в разных точках Земного тара, подключенными к глобальной сети Интернет.

Была выбрана максимально удаленная точка, и в ходе эксперимента проведены замеры величины временного запаздывания. На рис. 9, а представлены гистограммы проведенного эксперимента.

На основе полученных данных установлен закон распределения временной задержки в течение недели (рис. 9, б).

Рис.9. Результаты эксперимента измерения временной задержки в сети Интернет; а — гистограмма временной задержки в течение недели; б- закон распределения временной задержки

В таблице 5 представлены результаты статистической обработки полученных данных измерения временных задержек в сети Интернет.

Таблица 1

Статистическая обработка временных задержек в сети Интернет

mean mediana min max Standard E

понедельник 154,7 146 142 625 1,2

вторник 152,2 148,5 142 403 0,5

среда 241,7 231 159 533 1,6

четверг 262,5 260 238 602 0,7

пятница 166,6 161 142 632 0,9

суббота 146,6 141 139 472 0,5

воскресенье 146,1 143 141 226 0,2

Существуют разные способы управления мобильными роботами через Интернет-канал. Было выбрано прямое непрерывное управление как наиболее оптимальное для проводимых исследований.

Прямое непрерывное управление - управление, где робот следует командам, вводимым оператором. Эта форма контроля известна также как управление «ведущий-ведомый» (master/slave) (рис. 10).

Рис.10. Схема прямого управление: иг(<) 1 — ая команда контроля, проходящая через Интернет; г*? (г) 1 - ая команда контроля от пользователя, - видео поток

В этой же главе описывается разработанная система автоматического нечеткого управления (САНУ) с двумя нечеткими контроллерами для робота (5), управляемого через интернет. Такая система изображена на рисунке 11.

Рис.11. Структурная схема САНУ через Интернет Разработанная система автоматического управления использует два

ПИД--нечетких контроллера. «Интернет» есть звено, содержащее общее

временное запаздывание прохождения команды. Минимальная и максимальная величина запаздывания выбрана в соответствии с проведенными экспериментами. Контроль осуществляется по координатам х и у положения робота. Координату х контролирует первый контролер, координату у—второй контродер.

На рис. 12, а показаны правила нечеткого вывода для первого контроллера. На рис. 12, б изображена реакция системы с нечетким контроллером на ступенчатую функцию пол.

а) (!)

Рис. 12. Правила первого нечеткого контроллера и реакция системы по х: а - правила нечеткого вывода; б - реакция системы на ступенчатую функциюх

На рис. 13 изображены поверхности переключения ПИД -регулятора относительно выходной переменной ид.

Рис.13. Поверхность переключения первого нечеткого контроллера

На рис. 14, а показаны правила нечеткого вывода для второго контроллера. На рис. 14, б изображена реакция системы с нечетким контроллером па ступенчатую функцию по у.

Временная задержка при дистанционном управлении через Интернет оказывает существенное влияние на поведение системы и для ее устранения можно использовать сложные правила нечетких контроллеров.

Четвертая глава посвящена созданию системы управления мобильным роботом через глобальную компьютерную сеть Интернет, Разрабатываемая система состоит из двух подсистем. В данной работе был использован следующий подход:

* первая задача — определение текущего положена робота в окружающей среде;

• вторая задача — выполнение роботом команды вводимой оператором.

Рис, 15. Поверхность переключения второго нечеткого контроллера

Рис.14. Правила второго нечеткого контроллера и реакция системы по^: а - правила нечеткого вывода; б — реакция системы на ступенчатую функцию по у

На рис. 15 изображены поверхности переключения ПИД-регулятора относительно выходной переменной Ul-

Система передачи видео (СПВ) образует цепь обратной связи, рассматриваемой САНУ (рис.11) и реализована в виде видео канала.

СПВ решает первую поставленную задачу и включает в себя: аштлет, Java-приложение, Web-камеру подключенную к Web-серверу через USB-порт (рис. 16). Web-сайт робота использует сервер Apache (Tomcat) под операционную систему Windows,

Client Server

Рис.16. Архитектура СПВ

На сервере робота выполняется Java-приложение (серверная программа), обеспечивающая непрерывное хранение видео-потока (изображения), получаемого от Web-камеры в формате графических файлов. Когда оператор подключается к Web-cepeepy робота, на его браузере загружается апплет, обеспечивающий непрерывное скачивание изображения с сервера.

Система управления роботом (СУР) решает вторую задачу и состоит из Jsp-страницы, Java-Bean и интерфейса с радио-контролем, подсоединенным к серверу через параллельный порт (рис.17).

Client Server

юЬ:п mmii

Рис.17. Архитектура СУР

Интерфейсом между оператором и роботом является Jsp-страница, которая содержит СУР и СПВ. Команды подаются на робот четырьмя кнопками «вперед», «назад», «влево» и «вправо». Команды вводятся оператором, передаются на Java-Bean который, в свою очередь их обрабатывает и посылает соответствующие сигналы на параллельный порт сервера.

К параллельному порту сервера подключено сопрягающее устройство, служащее для соединения сервера с радио-контролем робота. На рис. 18 изображен сайт мобильного робота. С помощью такого сайта можно отслеживать и управлять роботом из любой точки земного шара.

Robot Control KSTU

Рис. 18. Web-сайт мобильного робота

Рис.19. Траектория движения мобильного колесного робота: 1 — робот; 2 - траектория; 3 — препятствия

Движение робота осуществляется следующим образом. После поступления от оператора команды «вперед» или «назад» мобильный робот движется в течение 250 мс в заданном направлении, потом останавливается и ждет следующей команды. За это время робот проходит примерно 0,20 м. Скорость робота регулируется в зависимости от решаемой задачи. При получении команды «вправо» или «влево» робот осуществляет поворот на 90°. Траектория движения робота во время обхода препятствий может выглядеть как на рис. 19.

Использование современных средств проектирования и разработки программного обеспечения существенно упрощают создание СП8 и СУР, позволяющие управлять мсхатронными системами через Интернет.

Основные результаты и выводы:

!. Разработана математическая модель движения мобильного колесного робота, рассматриваемая как не голо ном ная система, в основе которой используется уравнение Аппеля. В состав модели входят механическая, электрическая и управляющая подсистемы.

2. Предложена упрощенная динамическая модель мобильного робота, при условии небольшой разницы напряжений, подаваемых на двигатели, позволившая получить аналитическое решение задачи.

3. Методом численного моделирования исследована динамика движения колесного мобильного робота по заданной траектории; выявлены параметры систем, обеспечивающие максимальное быстродействие робота по прямолинейной и криволинейной траектории при различных начальных условиях.

4. Предложен метод измерения и определена величина временных задержек в сети Интернет; установлен закон распределения временной задержки в сети

Интернет.

5. Создана методика расчета и предложены правила нечетких регуляторов системы автоматического управления мобильным роботом.

6. Разработана методика построения системы передачи видеосигнала от сервера робота к оператору, и команды от оператора к роботу, через сеть Интернет;

7. Разработано программное управление роботом с использованием ПИД-нечетких контролеров, повышающих качество управления через глобальную компьютерную сеть Интернет за счет снижения отрицательного эффекта временной задержки.

8. Изготовлен опытный образец мобильного робота с системой управления через Интернет и получены экспериментальные данные, позволившие сделать вывод, о том, что при разработке алгоритма управления необходимо учитывать временные задержки, которые приводят робота в состояние неустойчивости.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Яцун, С.Ф. Управление мобильными Роботами с помощью сети Интернет [Текст] / С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, B.C. Дышенко, O.A. Шадрина // Телекоммуникации, ежемесячный научно-технический информационно-аналитический и учебно-методический журнал / Москва, №3. 2005. С. 18 — 24.

Статьи, материалы конференций:

2. Фрейре Ф.Р. Web-технологии, используемые при управлении мобильными роботами [Текст] / Ф.Р. Фрейре, O.A. Шадрина //Вибрационные машины и технологии:сб. науч. тр.- Курск, гос. техн. ун-т, 2005.- С. 234 - 238.

3. Фрейре Ф.Р. Телеуправление двухсекционным ползающим роботом через Интернет[Текст] / Ф.Р. Фрейре, O.A. Шадрина //Вибрационные машины и технологиигсб. науч. тр.- Курск, гос. техн. ун-т, 2005 - С. 238 - 242.

4. Фаусто Р. Фрейре Управление мобильного робота через сети Интернет [Текст] / Фаусто Р. Фрейре // Ударно-Вибрационные системы, машины и технологии: матер, конф. - Орел: Изд-во ОрелГТУ, 2006. - С. 216-221.

5. Яцун, С.Ф. Система Управления роботами через Интернет [Текст] / С.Ф. Яцун, Ф. Фрейре Каррера // Известия Курского государственного технического университета - Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006. - №1(16).-С. 124- 128.

6. Яцун, С.Ф. Обзор мобильных роботов, управляемых через Интернет(1) [Текст] / С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, O.A. Шадрина // Образование через науку: сб. науч. тр. - Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006 - С. 90 - 94.

7. Яцун, С.Ф. Обзор мобильных роботов, управляемых через Интернет(11) [Текст] / С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, O.A. Шадрина // Образование через науку: сб. науч. тр. - Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006 - С. 95 - 99.

Подписано в печать 12.02.2007. Формат 60x84 1/16.

_Печатных листов 1.0. Тираж 100 экз. Заказ

Курский государственный технический университет. Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Фрейре Каррера Фаусто Родриго

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТАЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Описание моделей мобильных колесных роботов с дистанционно управляемой траекторией движения.

1.2. Программные комплексы управления мобильным колесным роботом.

1.3. Цели и задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ МОБИЛЬНОГО РОБОТА.

2.1. Основные принципы построения расчетной модели.

2.2. Дифференциальные уравнения движения мобильного робота.

2.3. Математическая модель мобильного робота.

2.4. Программные движения мобильного робота.

2.5. Упрощенная модель.

2.6. Движение по криволинейной траектории.

2.6.1. Прямая задача.

2.6.2. Обратная задача.

2.7. Движение по прямолинейной траектории.

2.7.1. Прямая задача.

2.7.2. Обратная задача.

2.8. Сравнение двух модель.

2.9. Выводы по второй главе.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО НЕЧЕТКОГО УПРАВЛЕНИЯ.

3.1. Временная задержка в сети Интернет.

3.2. Определение величины задержки времени в сети Интернет.

3.3. Классификация систем управления.

3.4. Система автоматического нечеткого управления (САНУ).

3.4.1. Алгоритм Мамдани.

3.4.2. Контроллеры нечеткой логики.

3.4.3. Синтез САНУ.

3.4.4. Построение базы нечетких лингвистических правил контроллеров.

3.4.5. Фаззификация входных переменных контроллеров.

3.5. Выводы по третьей главе.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ ЧЕРЕЗ СЕТЬ ИНТЕРНЕТ.

4.1. WEB-технологии используемые при управлении.

4.2. Разработка экспериментальной установки.

4.3. Система передачи видео.

4.4. Система управления роботом (СУР).

4.5. Регулятор скорости робота.

4.6. Интерфейс радио-контроля робота с сервером.

4.7. Выводы по четвертой главе.

Введение диссертация по механике, на тему "Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории"

Актуальность темы

На сегодняшний день разработан и серийно изготавливается ряд робототехнических устройств с дистанционным управлением, предназначенных для: контроля утечек из газовых резервуаров большой емкости; ультразвукового контроля сварочных швов корпусов судов, стенок газовых и нефтяных резервуаров; пескоструйной очистки корпусов кораблей и стенок судовых танков; диагностики состояния стен высотных зданий, мойки стекол и стен; контроля поверхности стен строений и стенок емкостей для хранения жидких ядерных отходов; обмывки стен шахт ядерных реакторов и пр.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

- разработка математической модели колесного мобильного робота с системой дистанционного управления;

- моделирование и исследование динамики движений колесного мобильного робота по заданной траектории;

- разработка метода определения величины временного запаздывания присущего сети Интернет;

- анализ и синтез систем автоматического управления мобильным роботом с элементами нечеткой логики;

- разработка программной системы управления мобильным роботом через сеть Интернет.

Методы решения задач:

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

- Предложен метод измерения и определения величины временных задержек в сети Интернет; установлен закон распределения временной задержки.

Личный вклад автора:

В представленных работах, выполненных в соавторстве, основной вклад принадлежит диссертанту.

В работе [107] автором рассмотрены способы телеуправления мобильным роботом, методы устранения проблем, возникающих при телеуправлении из-за временной задержки в сети, и подробно описаны схемы управления через сеть Интернет двухсекционного робота.

В работе [108] автором рассмотрены современные web-технологии используемые при управлении мобильным роботом через сеть Интернет.

В работе [109] автор предлагает решение проблемы управления через Интернет двухсекционным ползающим роботом.

В работе [110] автором дается описание математической модели колесного мобильного робота, САУ передних колес робота через Интернет с использованием нечетких контролеров, и программная система управления через Интернет.

В работе [61] автором представлена авторская разработка системы управления мобильными роботами через Интернет. Автором дано определение главным компонентам и основополагающим проблемам управления. Предлагается использование таких технологий, как Апплеты, Сервлеты, Веап-компонепты, и Java Server Pages (JSP) в управлении мобильными роботами.

В работе [37,69] автором предложены основные направления развития дистанционного управления колесных мобильных роботов с использованием глобальной компьютерной сети Интернет как инструмент дистанционного управления.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на вузовской научных конференции студентов и аспирантов в области научных исследований «Молодежь и XXI век» (г. Курск, 2006); VI Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии» (г. Курск 2005); III международном научном симпозиуме «Ударно-вибрационные системы, машины и технологии». (Орел, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка,

Заключение диссертации по теме "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры"

Выводы по четвертой главе

Телеуправление с использованием \¥еЬ-браузеров отличается от традиционного несколькими аспектами:

- задержка и производительность Интернета являются величинами очень непредсказуемыми;

- телеуправление через Интернет требует высокой степени устойчивости системы к возможной потере пакета данных;

- телеуправляемые роботы нуждаются в инновационных механизмах контроля, позволяющих справиться с многопоточпостыо пользователей;

- телеуправляемыми роботами могут пользоваться люди с различными навыками управления, и это должно быть учтено при разработке системы управления роботом.

- Разницу в скорости записи изображений полученных от \УеЬ-камеры и скорости считывания апплетом, следует синхронизировать. Также необходимо учитывать конфигурацию оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Разработана математическая модель движения мобильного колесного робота, рассматриваемая как неголономная система, в основе которой используется уравнение Аппеля. В состав модели входят механическая, электрическая и управляющая подсистемы.

- Предложена упрощенная динамическая модель мобильного робота, при условии небольшой разницы напряжений, подаваемых на двигатели, позволившая получить аналитическое решение задачи.

- Методом численного моделирования исследована динамика движения колесного мобильного робота по заданной траектории; выявлены параметры систем, обеспечивающие максимальное быстродействие робота по прямолинейной и криволинейной траектории при различных начальных условиях.

- Предложен метод измерения и определена величина временных задержек в сети Интернет; установлен закон распределения временной задержки в сети Интернет.

- Создана методика расчета и предложены правила нечетких регуляторов системы автоматического управления мобильным роботом.

- Разработана методика построения системы передачи видеосигнала от сервера робота к оператору, и команды от оператора к роботу, через сеть Интернет;

- Разработано программное управление роботом с использованием ПИД-нечетких контролеров, повышающих качество управления через глобальную компьютерную сеть Интернет за счет снижения отрицательного эффекта временной задержки.

- Изготовлен опытный образец мобильного робота с системой управления через Интернет и получены экспериментальные данные, позволившие сделать вывод, о том, что при разработке алгоритма управления необходимо учитывать временные задержки, которые приводят робота в состояние неустойчивости.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Фрейре Каррера Фаусто Родриго, Курск

1. P. G. Backes, G. Rabideau, К. S. Tso, and S. Chien. "Automated planning and scheduling for planetary rover distributed operations" //IEEE Robotics & Autom. Soc, volume 2, pages 984-91, 1999.

2. Reid Simmons, J. Fernandez, R. Goodwin, S. Koenig, and Joseph O'Sullivan. "Xavier.An autonomous mobile robot on the web". //Robotics and Automation Magazine, 1999.

3. O. Michel, P. Saucy, and F. Mondada. "KhepOnTheWeb: An experimental demonstrator in telerobotics and virtual reality" //Int. Soc. Virtual Syst. & MultiMedia, pages 90-8, 1997.

4. Huosheng Hu, Lixiang Yu, Pui Wo Tsui, Quan Zhou, "Internet-based robotic systems for teleoperation," //Assembly Automation, 21, 2, pp. 143-151, 2001.

5. Masoud Ghaffari, Sugan Narayanan, Balaji Sethuramasamyraja, and Ernest L. Hall, "Internet-based Control for the Intelligent Unmanned Ground Vehicle: Bearcat Cub", Center for Robotics Research University of Cincinnati, 2003.

6. K.-H. Han, Y.-J. Kim, J.-H. Kim, and S. Hsia, "Internet Control of Personal Robot between KAIST and UC Davis," // IEEE Int. conf. Robot. Automat., May 2002.

7. Grange, S., et. al., "Effective Vehicle Teleoperation on the World Wide Web", IEEE International Conference on Robotics and Automation, San Francisco, California, April 2000.

8. J. R. Asensio L. Montano A Kinematic And Dynamic Model-Based Motion Controller For Mobile Robots, 15th Triennial World Congress, Barcelona, Spain, 2002.

9. D. Andreu, P. Fraisse, V. Roqueta, R. Zapata, Internet enhanced teleoperation: Toward a remote supervised delay regulator,LIRMM-UMR 5506 Universite MontrellierII,2003.

10. C Agniel, P. Fraisse, D. Andreu, A. Segovia, "Teleoperation over IP Network: Virtual PUMA Robot", IEEE International Conference on Industrial Technology ICIT'03, Maribor, Slovenia, December 10-12, 2003.

11. R. Oboe, P. Fiorini, "Internet based telerobotics: problems and approaches", Int. Conf. on Advanced Robotics (ICAR'97), pp 765-770, Monterey (CAUSA), July 1997.

12. Ognjen Petrovic, Christopher Kitts, Richard Rasay, and Michael MacKinnon, NETROL: An Internet-Based Control Architecture for Robotic Teleoperation, Santa Clara University.2003.

13. Roland Siegwart, Patrick Saucy , Interacting Mobile Robots on the Web Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), ICRA'99, Detroit, MI, USA, Mai 10-15,1999.

14. Ravindra Thamma, Luke H. Huang, Shi-Jer Lou, C. Ray Diez, "Controlling Robot Through Internet Using Java", Journal of Industrial Technology, Volume 20, Number 3, June 2004

15. Cui Guangzuo, Hao Ypngsheng, Zhangliang, Sun Dongyong, Chen Hu, A Case Study on Home Robot based on Mobile Internet, Modern Education Center at Peking University, 2003.

16. Wojciech Kowalczyk, Krzysztof Kozlowski Coordinated Motion Control for Formation of Mobile Robots, 9th International Conference on Climbing and Walking Robots Brussels, Belgium-September 2006.

17. D. Lhomme-Desages, Ch. Grand, J-C. Guinot Model-based Control of a fast Rover over natural Terrain, 9th International Conference on Climbing and Walking Robots Brussels, Belgium September 2006.

18. J.C. Moreno, M. Berenguel, F. Rodriguez, J.F. Sarabia, R. Garrote, J.L. Guzmán, O. López, Proyecto de Aplicación de Telerobótica a un Minirobot Móvil, Universidad de Almería, Escuela Politécnica Superior,2001.

19. Barnaby Dalton, Techniques for Web Telerobotics, University of Western Australia, 2001.

20. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления.- СПб, Изд-во «Профессия», 2003.- 752с.

21. Zhai, S., Milgram, P., "A Telerobotic Virtual Control System", SPIE Vol. 1612, Cooperative Intelligent Robotics in Space II, 311-320, Boston, Nov 1992.

22. Goldberg, К., M. Mascha, S. Gentner, N. Rothenberg, C. Sutter, and J. Wiegley, "Desktop Teleoperation via the World Wide Web", IEEE Conference on Robotics and Automation, Nagoya, Japan, pages 654-659, May 1995.

23. Taylor K., Trevelyan, J., "A Telerobot on the World Wide Web", National Conference of the Australian Robot Association, Melbourne, July 1995.

24. Fong, Т., et. al., "Operator Interfaces and Network-Based Participation for Dante II", SAE 25th International Conference on Environmental Systems, San Diego, CA, 1995.

25. Meier, R., et. al., "A Sensor Fusion Based User Interface for Vehicle Teleoperation", Field and Service Robots Conference, Pittsburgh, PA, August 1999.

26. Albagul, A. & Wahyudi "Dynamic Modelling and Adaptive Traction Control for Mobile Robots" //International Journal of Advanced Robotic Systems, Volume 1, Number 3, pp. 149 154, 2004.

27. Simmons, R., "Where in the World is Xavier, the robot ?", Robotics and Machine Perception, Special Issue: Networked Robotics, Vol. 5, No. 1, March 1996.

28. WebPioneer Website, ActivMedia, Inc., http://www.activmedia.com.

29. McGovern, D., "Experiences and Results in Teleoperation of Land Vehicles", SAND87-0646, Sandia National Lab., Albuquerque, NM, 1990.

30. Grange S., "'Interface Utilisateur Avancee", Microengineering Project Report, Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, February 1999.

31. K. Taylor and B. Dalton, "Issues in Internet Telerobotics," in Int. Conf. on Field and Service Robotics, Dec. 1997.

32. С. Sutter and J. Wiegley, "Desktop Teleoperation via the World Wide Web," in Proc. IEEE Int. Conf. Robot. Automat., pp. 654-659, May 1995.

33. R. Volpe, J. Balaram, T. Ohm and R. Ivlev, 'The Rocky 7 Mars Rover Prototype," in Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 1558-1564, Nov. 1996.

34. Andrew Patzer, JSP Examples and Best Practices, Apress, USA, 2002.

35. E.P.L. Aude, G.H.M.B. Caneiro, H. Serdeira, J.T.C. Silveira, M.F. Martins and E.P. Lopes, "CONTROLAB MUFA: A Multi-Level Fusion Architecture for Intelligent Navigation of a Telerobot," in Proc. IEEE Int. Conf. Robot. Automat., pp. 465-472, May 1999.

36. Danwei Wang, Peter C. Miiller and Thomas Raste. Safety Modelling and Control of a Mobile, 9th International Conference on Climbing and Walking Robots Brussels, Belgium-September 2006.

37. С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, O.A. Шадрина. Обзор мобильных роботов, управляемых через Интернет© // Образование через науку: сб. науч. тр. Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006 - С. 90 - 94.

38. F. Тау, et al., "Distributed rapid prototyping a framework for Internet prototyping and manufacturing," Integrated Manufacturing System, 12, 6, pp. 409-415,2001.

39. C. Wang, et al., "Implementation of remote robot manufacturing over Internet," Computers in Industry, 45, pp. 215-229, 2001.

40. E.L. Hall, "Intelligent Robot Trends and Predictions for the .Net Future," SPIE Con. Proc., Boston, 2001.

41. S. Narayanan, "Application of Web Services for Remote Access of Bearcat III Robot Using the .NET Framework," MS Thesis, University of Cincinnati, 2003.

42. R. Birdwell, et al., "Beginning ASP. NET using VB.NET," Wrox Press Ltd., 2001.

43. K.-H. Han, S. Kim, Y.-J. Kim, S.-E. Lee, and J.-H. Kim, "Implementation of Internet-Based Personal Robot with Internet Control Architecture," in Proc. IEEE Int. conf. Robot. Automat., IEEE Press, pp. 217-222, May 2001.

44. H. Hu, D. Gu and M. Brady, A modular computing architecture for autonomous robots, International Journal of Microprocessors and Microsystems, Vol. 21, No. 6, pages 349-362, March 1998

45. Marty Hall, Core Servlets and JavaServer Pages, Sun

46. M. J. Cox and J.E.F. Baruch, Robotic Telescopes: An Interactive Exhibit on the World-Wide Web, Proc. 2nd International Conference of the World-Wide Web, Chicago, October 17-20th 1994.

47. G.T. McKee, and Barson, R. NETROLAB: providing access to robotics technology using the Internet.Robotics and Machine Perception. Special issue: Networked Robotics. USA: SPIE, 5,1, 1996

48. E. Paulo and J. Canny, Delivering real reality to the world wide web via telerobotics,International Conference on Robotics and Automation, pages 1250-1256, 1996

49. U. Nehmzow, A. Buhlmeier, H. Durer and M. Nolte, Remote control of mobile robot via Internet, Computer Science, University of Manchester, Technical Report Series, UMCS-96-2-3, 1996.

50. S. Goldberg, et al., DIGIMUSE: An interactive telerobotic system for remote viewing of 3D art objects, IROS'98: Workshop on Web Robots, pages 55-60, Victoria, Canada, 12-17 October 1998.

51. K. Kosuge, J. Kikuchi and K. Takeo, VISIT: A Teleoperation system via computer Network, Proc. IROS'98: Workshop on Web Robots, pages 61-66, Victoria, Canada, 12-17 October 1998.

52. A. Ferworn, R. Roque and I. Vecchia, MAX: Wireless teleoperation via the World Wide Web, Proc. IASTED Conf. on Robotics & Applications, pages 158-162, Santa Barbara, 28-30 Oct. 1999.

53. D. K. Fields, M. A. Kolb. Web Development with JavaServer Pages, Manning, USA, 2000.

54. P. Saucy and F. Mondana, KhepOnTheWeb: Open access to a mobile robot on the Internet, IEEE Roboticsand Automation Magazine, pages 41-47, March 2000.56. http://www.netcraft.com/survey

55. D. Schulz, W. Burgard, D. Fox, S. Thrun, and A.B. Cremers, Web interface for mobile robots in public places, IEEE Robotics and Automation Magazine, pages 48-56, March 2000

56. A General Simulation Platform for Wireless Mobile Home Robot Based on LDPM Cui Guangzuo, Sun Dongyong, Zhangliang, Zhangbo, Zhang Baoli

57. K. Tso, P. Backes, and G. Tharp, "Mars Pathfinder mission internet-based operations using WITS," in IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Leuven, Belgium, 1998.

58. C. Kitts and C. Tillier, "A World Wide Web Interface for Automated Spacecraft Operations,"in Proceedings of the International Telemetering Conference (ITC/USA '96), San Diego, CA, October 1996.

59. С.Ф. Яцун, Ф. Фрейре Каррера Система Управления роботами через Интернет // Известия Курского государственного технического университета Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006. - №1(16).- С. 124 -128.

60. G. Bottini, М. Wood, К. Drake, and D. Carlin (advisor: С. Kitts), "Roverwerx 2003: Mobile Land Robot," Senior thesis, School of Engineering, Santa Clara University, Santa Clara, CA, 2003.

61. F. Alioto, C. Beltran, E. Cina, V. Fransicso, M. Gaitan, M. O'Conner, and R. Rasay (advisor: C. Kitts), 'The Eminence Airship," Senior thesis, School of Engineering, Santa Clara University, Santa Clara, CA, 2001.

62. С. Arimura, J. Dougherty, A. Fernandez, B. Glynn, C. Landeros, and A. Zillman (advisors: C. Kitts and N. Quinn), "Prominence Airship Project," Senior thesis, School of Engineering, Santa Clara University, Santa Clara, CA, 2002.

63. C. Bulich, A. Klein, R. Watson, and C. Kitts, "Characterization of Delay-Induced Piloting Instability for the Triton Undersea Robot," IEEE Aerospace Conference, to be published.

64. C. Kitts, et al., "Internet-Based Control of the Triton Undersea Robot," In preparation for submission to the Journal of Robotic Systems.

65. Huosheng Hu, Lixiang Yu, Pui Wo Tsui, Quan Zhou, Internet-based Robotic Systems for Teleoperation, Department of Computer Science, University of Essex, International Journal of Assembly Automation, Vol. 21, No. 2,2001.

66. Webep D. Технология Java в подлиннике: Пер. с англ. Сб.-. БВХ-Петербург, 2000.

67. С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, О.А. Шадрина Обзор мобильных роботов, управляемых через Интернет(П) // Образование через науку: сб. науч. тр. Курск: Курск, гос. техн. ун-т, 2006 - С. 95 - 99.

68. G. Hirzinger, В. Brunner, J. Dietrich, and J. Heindl, "Sensor-based space robotics—ROTEX and its telerobotic features," IEEE Trans. On Robot, and Automat., vol. 9, no. 5, pp. 649-663, 1993.

69. P. G. Neckes and M. K. Long, "Local-remote telerobotics for underwater vehicles," Proc. Symp. On Autonomous Underwater Vehicle Technology, pp. 11-15, 1992.

70. A. Rovetta. R. Sala, W. Xia, and A. Togno, "Remote control in telerobotic surgery," IEEE Trans, on Syst., Man and Cyber. Part A, vol. 26, no. 4, pp. 438-444,1996.

71. Laurence Bate and Christoper Cook, The feasibility of Force Over the Internet, Australian Conference on Robotics and Automation,Sydney,14-15 November 2001.

72. S. R. Munasinghe and M. Nakamura, "Teleoperation of welfare robotic systems by motion planning considering assigned velocity and acceleration limit," Intl. Journal of Human-Friendly Welfare Robotic Systems, vol. 3, no. 2, pp. 23-31,2002.

73. A. Rovetta, "FRIEND robot, space telerobot for rescue and recovery of astronauts," IEE/RSJ Intl. Workshop on Intelligent Robots and Systems, vol.3, pp. 1663-1668,1991.

74. K. Goldberg, "Mercury Project: A feasibility study for internet robots," IEEE Robotics and Automation Magazine, vol. 7, no. 1, pp. 35-40, 2000.

75. Dormido, S., J. Sánchez, F. Morilla, (2000) "Laboratorios virtuales y remotos para la práctica a distancia de la Automática", sesión plenaria. Actas de las XXI Jornadas de Automática, Sevilla 18-20 de septiembre de 2000.

76. Tan, K.K., Т.Н. Lee and F.M. Leu "Development of a Distant Laboratory using LabVIEW". National Instruments Docs, 1999.

77. Terrence Fong, Charles Thorpe and Charles Baur, Collaborative Control, Sensor Fusion Displays, and Web-based Tools, The Robotics Institute Carnegie Mellon University, Institut de Systèmes Robotiques L'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, 2000.

78. Calkin D. W., & Parkin R. M.Telerobot control via Internet, Proceedings of the 1998 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bled, Slovenia, July 12-16 1999, Page 298-303.

79. Девянин E.A.O движении колесных роботов. В сб.: Мобильные роботы и мехатронные системы. Докл. науч. школы-конф., 1-3 дек. 1998. М., Изд-во НИИ механики МГУ, 1999, с. 169-200.

80. Зенкевич С.Л., Назарова А.В., Лисицын Д.М. Моделирование движения мобильного робота по сложному маршруту. В сб.: Мобильные роботы и мехатронные системы. Матер, науч. школы-конф., 5-6 дек. 2000. М., Изд-во Моск. ун-та, 2000, с. 14-27.

81. Кобрин A.M., Мартыненко Ю.Г. Неголономная динамика мобильных роботов и ее моделирование в реальном времени. В сб.:

82. Мобильные роботы и мехатронные системы. Докл. науч. школы-конф., 1-3 дек. 1998. М., Изд-во Ин-та механики МГУ, 1998, с. 107-123.

83. Мартыненко Ю.Г. О матричной форме уравнений неголономной механики. Сборник научно-методических статей по теоретической механике. М., Изд-во Моск. ун-та, 2000, № 23, с. 9-21.

84. Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А. Динамика неголономных систем. М., Наука, 1967,520 с.

85. Мартыненко Ю.Г. Динамика мобильных роботов //Соросовский образовательный журнал, 2000, т. 6, № 5, с. 110-116.

86. Мартыненко Ю.Г. Проблемы управления и динамики мобильных роботов. Новости искусственного интеллекта, 2002, № 4 (52), с. 18-23.

87. Kolmanovsky V.B., McClamroch N.H. Developments in non-holonomic control problem. IEEE Control Systems, 1995, v. 15, № 6, p. 2036.

88. Samson C. Time-varying feedback stabilization of car-like wheeled mobile robots. Int. J. Robotics Research, 1993, v. 13, №1, p. 55-64.

89. Лурье А.И. Аналитическая механика. M., Физматгиз, 1961, 824 с.

90. Копотилов В.И. Автомобили: Теоретические основы: Учебное пособие для вузов. -Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. -403с.

91. Охоцимский Д.Е., Мартыненко Ю.Г. Новые задачи динамики и управления движением мобильных колесных роботов// Успехи механики. М.,2003,Т.2, №1.-с.З-47.

92. Albagul, А. & Wahyudi. Dynamic Modelling and Adaptive Traction Control for Mobile Robots, International Journal of Advanced Robotic Systems, Volume 1, Number 3 (2004), ISSN 1729-8806

93. Борисов А.В., Мамаев И.С. Краткий очерк развития неголономиой динамики/ZRegular and chaotic dynamics, v. 7, № 1, 2002.

94. J. R. Asensio 1. Montano. A kinematic and dynamic model-based Motion controller for mobile robots. IF AC, 2002.

95. Борисов А. В., Мамаев И. С. Неголономные динамические системы. Интегрируемость, хаос, странные аттракторы / Сборник статей. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002, 328 стр.

96. Аппель П. Теоретическая механика, т.2, Физматгиз, Москва 1960.

97. Чаплыгин С.А. Исследования по динамике неголономных систем, Гостехиздат, Москва-Ленинград 1949.

98. Cushmanr., Hermans J., Kemppainend. The Rolling Disk. 1995, Preprint University Of Calgary, 51 P.

99. Hermans J. A Symmetric Sphere Rolling On A Surface. Nonlinearity, 1995, V. 8(4), P. 493-515.

100. Kholmskaya A. G. Motion of a disk within a sphere. Regular and Chaotic Dynamics, 1998, V. 3, №2, P. 74-81.103. http://java.sun.com

101. O'reilly О. M. The Dynamics Of Rolling Disks And Sliding Disks. Nonlinear Dynamics, 1996, V. 10, P. 287-305.

102. Ferrers N. M. Extension of Lagrange's equations. Quart. J. of pure and applied mathematics. 1872, V. 12, № 45, P. 1-5.

103. Герц Г. Принципы механики, изложенные в новой связи. М.: Изд-во АН СССР, 1959, 386 стр. Пер. с нем.: Hertz Н. Die Prinzipient der Mechanik in neuem Zusammenhange clargestellt. Ges. Werke, Bd. 3, Leipzig, Barth., 1910,3129.

104. С.Ф. Яцун, Ф.К. Фрейре, B.C. Дышенко, O.A. Шадрина. Управление мобильными Роботами с помощью сети Интернет // Телекоммуникации, ежемесячный научно-технический информационно-аналитический и учебно-методический журнал. Москва, №3. 2005. С. 18 -24.

105. Ф.Р. Фрейре, О.А. Шадрина Web-технологии, используемые при управлении мобильными, роботами //Вибрационные машины и технологии:сб. науч. тр.- Курск, гос. техн. ун-т, 2005.- С. 234 238.

106. Ф.Р. Фрейре, О.А. Шадрина Телеуправление двухсекционным ползающим роботом через Интернет //Вибрационные машины и технологии:сб. науч. тр.- Курск, гос. техн. ун-т, 2005 С. 238 - 242.

107. Фаусто Р. Фрейре Управление мобильного робота через сети Интернет // Ударно-Вибрационные системы, машины и технологии: матер, конф. Орел: Изд-во ОрелГТУ, 2006. - С. 216-221.

108. Bolton J. End-to-endpacket delay and loss behaviour in the Internet //a. SIGCOMM'93. Ithaca- N.Y., 1993. P.289-298.

109. Kenneth L. Calvert, Matthew B. Doar, Ellen W. Zegura, "Modeling Internet Topology", calvert, 1997.

110. Kenneth L. Calvert, Matthew B. Doar, Ellen W. Zegura, "Modeling Internet Topology", calvert, 1997.

111. A. Leleve, P. Fraisse, P. Dauchez, "Telerobotics over IP Networks : Toward a low-level real-time architecture", Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS'Ol), Maui, Hawai, USA, Oct. 2001.

112. Goldberg Ken, Billy Chen, Rory Solomon, Steve Bui, Bobak Farzin, Jacob Heitler, and Gordon Smith. Collaborative teleoperation via the internet. In Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, San Francisco, CA, April 2000.

113. Kuk-Hyun Han and Jong-Hwan Kim, "Direct Internet Control Architecture for Personal Robot" in 2002 FIRA Robot Congress, 2002.

114. Thomas В. Sheridan. Space teleoperation through time delay:review and prognosis. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 9(5):592-606, October 1993.

115. Tam Tzyn-Jong and K. Brady. A framework for the control of time-delayed telerobotic systems. In Proceedings of Symposium on Robot Control, volume 2, pages 599-604, Nantes, France, 3-5 September 1998. IFAC.

116. K. Brady and Tam Tzyn-Jong. Internet-based remote teleoperation. In IEEE International Conference on Robotics and Automation, volume 1, pages 65-70, Leuven, Belgium, 16-20 May 1998. IEEE Robotics & Autom. Soc.

117. K. J. Brady and Tam Tzyn-Jong. Intelligent remote teleoperation. IEEE Potentials, 18(3): 14-16, August-September 1999.

118. Джефф Просис, Руководство по TCP/IP для начинающих, PC Magazine, November 19, 1996, p. 223

119. Lynn Conway, Richard A. Volz, and Michael W. Walker. Teleautonomous systems: Projecting and coordinating intelligent action at a distance. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 6(2): 146-158, April 1990.

120. Турчинский Д. Регулятор скорости для радиоуправляемых автомобилей. //Радио, 2005,№ 8, с 55,56.

121. Подураев Ю.В. Мехатраника: основы, методы, применение: учеб. пособие для студентов вузов. М.: Машиностроение, 2006.С 256.