Алгоритмічно-програмне забезпечення для параметричної оптимізації руху портального робота
DOI:
https://doi.org/10.15407/fmmit2026.42.085Ключові слова:
портальний робот, дволанковий маніпулятор, оптимальне керування, параметризація законів руху, нелінійне програмування, програмний застосунокАнотація
Описано алгоритм та програмний застосунок для параметричної оптимізації законів руху портального робота з дволанковим маніпулятором. Робот під дією керувань (активних сил та моментів) здійснює плоскопаралельний рух у вертикальній площині, де виконує транс-портну операцію з переміщення вантажу із заданого початкового стану в заданий кінце-вий. Сформульована задача пошуку оптимальних керувань, які забезпечують виконання транспортної операції з мінімізацією заданого функціонала. Побудовано алгоритм набли-женого розв’язання задачі, який ґрунтується на параметризації кожної узагальненої коор-динати механічної системи сумою кубічного полінома та скінченного тригонометричного ряду з невідомими коефіцієнтами. Коефіцієнти полінома визначено з граничних умов тран-спортної операції, коефіцієнти тригонометричних рядів – як розв’язок відповідної задачі нелінійного програмування. Алгоритм реалізовано у вигляді програмного застосунку, з допо-могою якого проведено серію розрахунків. Результати числового моделювання підтвердили ефективність методу параметричної оптимізаціїв задачах оптимального керування рухом досліджуваного портального робота.
Посилання
Romero S., Valero J., García A.V., Rodríguez C.F., Montes A.M., Marín C., Bolaños R., Álvarez-Martínez D. Trajectory Planning for Robotic Manipulators in Automated Palleti-zing: A Comprehensive Review // Robotics. – 2025. – Vol. 14, Is.55. – P. 1-23.
Xu J., Liu J., Jing X., ZhouH., HuX., JiJ., Han Z. Kinematic analysis and optimisation of a gantry spraying robot for ship blocks // Alexandria Engineering Journal. – 2025. – Vol. 116. – P. 385-396.
RiboliM., JaccardN., SilvestriM., ManconiE., AimiA., GarzieraR. Collision-free motion generation for dual-gantry robotic systems// Robotics and Autonomous Systems. – 2025. –
Vol.192. – P. 1-16.
EissaA.M., El-KhatibM.F., El-SebahM. Dynamics Analysis and Control of a Two-Link Manipulator //WSEAS Transactions on Systems and Control. –2023. – Vol. 18. – P.487-497.
Chernousko F.L., Bolotnik N.N., Gradetsky V.G. Manipulation Robots: Dynamics, Control, and Optimization. – CRC Press, 1993. – 288 p.
Демидюк М.В., Ширко М.І. Оптимізація режимів руху та параметрів дволанкового маніпулятора з активними і пасивними приводами // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2007. – Т. 50, № 2. – C. 183-190.
Демыдюк М. В., Литвин Б. А. Математическое моделирование ходьбы человека с голеностопным шарнирным ортезом // Проблемы управления и информатики. – 2015. – № 2.– С. 46-57.
Бербюк В. Є., Демидюк М. В., Литвин Б. А. Параметрична оптимізація ходи та пружних характеристик пасивних приводів двоногого крокуючого робота //Вісник Київського університету. Серія: Кібернетика. – 2002, №3. – С.17-20.
Collins J., Chand S., Vanderkop A., Howard D. A Review of Physics Simulators for Robotic Applications // IEEE Access. – 2021. – V. 9, Is. 51. – P. 416–431.
KoenigN., HowardA. Design and Use Paradigms for Gazebo, an Open-Source MultiRobot Simulator // Proc. of the IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS). – 2004. – P. 2149–2154.
Carpentier J., Saurel G., Buondonno G., Mirabel J., Lamiraux F., Stasse O., Mansard N. The Pinocchio C++ Library: A Fast and Flexible Implementation of Rigid Body Dynamics Algorithms and Their Analytical Derivatives // IEEE/SICE Int. Symposium on System Integration (SII). – 2019. – P. 614–619.
Betts J. T.Practical Methods for Optimal Control Using Nonlinear Programming. – Society for Industrial and Applied Mathematic, University City Science Center, Philadelphia. – 2001. – 190 p.
YadzhakM.S. Parallel algorithms for data digital filtering // Cybernetics and Systems Analysis. – 2023. – Vol. 59, Is. 1. – P. 39-48.
Polishchuk O. D., Yadzhak M. S. Analysing operation efficiency of a city transportation system by the U-statistics methods. II. Optimization of the interactive evaluation methods // Cybernetics and Systems Analysis. – 2024. – Vol. 60, No 2. – P. 268-275.
Horstmann C. S. Core Java. Vol.I: Fundamentals (13th ed.),Oracle Press / Pearson.– 2025. 1160 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Мирослав Демидюк, Богдан Проць (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
