Аннотация.

Одним из важных и актуальных направлений исследований является имитационное моделирование в масштабе реального времени движения колесных роботов в системах виртуального окружения. Рассматриваемая проблема приводит к постановке задачи моделирования динамики подвесок колес с учетом влияния рессор, электроприводов и т.д. В настоящей работе для решения этой задачи был задействован метод последовательных импульсов, предназначенный для моделирования динамики системы шарнирно связанных тел, с помощью которой описываются основные типы независимых подвесок колес. Предлагаемое решение основано на последовательном вычислении импульсов, которые обеспечивают выполнение ограничений, накладываемых на координаты и скорости тел. Разработанные методы и подходы моделирования динамики подвесок колесных роботов были реализованы в имитационно-тренажерном комплексе, созданном в ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН и предназначенном для обучения навыкам управления виртуальными роботами.

Ключевые слова:

имитационное моделирование, колесный робот, подвеска, рессора, метод последовательных импульсов, система виртуального окружения.

Стр. 23-31.

DOI 10.14357/20718632190203

Полная версия статьи в формате pdf. 

Литература

1. Наумов В.Н., Машков К.Ю., Котиев Г.О. и др. Метод математического моделирования прямолинейного движения роботизированных транспортных средств по деформируемому грунту // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012, № 11. С. 57-64.
2. Михайлюк М.В., Трушин А.М. Моделирование динамики колес в виртуальных сценах // Труды НИИСИ РАН. 2012. Т. 2 № 1. С. 47-53.
3. Котиев Г.О., Дьяков А.С. Метод разработки ходовых систем высокоподвижных безэкипажных наземных транспортных средств // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2016. Т. 174 № 1. С. 186–197.
4. http://www.universalmechanism.com (дата обращения 18.04.2019).
5. https://www.mscsoftware.com/product/adams (дата обращения 18.04.2019).
6. Blundell M. and Harty D. The multibody systems approach to vehicle dynamics. New York, NY, USA: Elsevier Science and Technology Books, 2004. 518 p.
7. Rill G. Road vehicle dynamics: fundamentals and modeling. CRC Press, 2011. 331 p.
8. Алисейчик А.П., Павловский В.Е. Модель и динамические оценки управляемости и комфортабельности движения многоколесного мобильного робота // М.: Проблемы управления. 2013. № 1. С 70-78.
9. Горелов В.А., Комиссаров А.И., Мирошниченко А.В. Моделирование колесного транспортного средства 8×8 в программном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел // Международная научно-техническая конференция “Пром-Инжиниринг”. 2015. С. 221-225.
10. Горелов В.А., Комиссаров А.И., Косицын Б.Б. Исследование движения автомобиля в программном комплексе автоматизированного моделирования динамики систем тел // Журнал автомобильных инженеров. 2016. Т. 96 № 1. С. 18-23.
11. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. 432 с.
12. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Моделирование системы связанных тел методом последовательных импульсов // Труды НИИСИ РАН. 2014. Т. 4 № 2. С. 52-60.
13. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Моделирование ограничений на относительное движение шарнирно связанных тел // Издательство “Новые технологии”, Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16 № 10. С. 678 – 685.
14. Михайлюк М.В., Страшнов Е.В. Моделирование динамики системы связанных тел с учетом трения в шарнирах. // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 1. С. 108-124.
15. Страшнов Е.В., Торгашев М.А. Моделирование динамики электроприводов виртуальных роботов в имитационно-тренажерных комплексах // Издательство “Новые технологии”, Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17 № 11. С. 762-768.
16. Страшнов Е.В., Торгашев М.А., Тимохин П.Ю. Моделирование пружин в системах виртуального окружения с помощью метода мягких ограничений // Информационные технологии и вычислительные системы. 2017. № 3. С. 70-78.
17. Shabana Ahmed A. Computational dynamics, Third edition, John Wiley & Sons Inc., 2010. 528 p.
18. Garstenauer H. A unified framework for rigid body dynamics, Johannes Kepler University Linz, Tech. Rep., Mar. 2006. 136 p.
19. Catto E. Iterative dynamics with temporal coherence, In Game Developer Conference. 2005. pp. 1-24.
20. Stepien J. Physics-based animation of articulated rigid body systems for virtual environments. Gliwice, 2013. 183 p.