МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
|
ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА |
Кафедра автоматизации и управления о т ч е т
о прохождении летней практики
|
|
|
Выполнил студент группы Б3121 _______________ В.А.Гордиенко
|
|
Отчет защищен: с оценкой _____________________ ____________ ___________________ подпись И.О.Фамилия «_____» ______________________ 20 г. |
|
Руководитель практики _____________________ А.Ю.Коноплин
|
|
Регистрационный № ______ «_____» ______________________ 20 г.
____________ __________________ подпись И.О.Фамилия
|
|
Практика пройдена в срок с «___» _____________ 20 г. по «___»____________ 20 г. на предприятии_________________ _______________________________
|
г. Владивосток
2015 Г.
Содержание:
1.Введение: 3
2.Описание предприятия: 4
3. Существующие надводные блоки управления 10
Существует множество различных надводных блоков управления подводными необитаемыми телеуправляемыми аппаратами. 10
Надводные блоки управления не поддаются класификации из за их многообразия и различия комплектующих частей. В одних используется один пульт управления, в других несколько пультов для управления каждой системой аппарата в отдельности. Каждый надводный блок управления создается производителем подводного аппарата для одного или нескольких аппаратов одной серии, в зависимости от возможностей и функций ТНПА. Но все НБУ включают в себя обязательные составляющие: Блок питания, Электронику для передачи данных использующую интерфейс передачи данных, пульт управления и кабельтросы для передачи данных на аппарат. 10
6Заключение: 15
Список литературы: 16
Введение:
Местом прохождения летней практики выбран ООО МехатроникСервис.
телеуправляемые подводные аппараты предназначены для проведения обслуживания подводных устройств, их осмотр и проведение ремонтных работ, помощь в спасательных операциях, погружение на глубины не достижимые человеку и сбор информации/данных для научных иследований. Для управления тпа используют надводные блоки управление, вклучающие в себя источник питания, электронику передачи данных/команд/видео и пульт управления.
Целью летней практики является выполнить обзор существующих надводных блоков управления телеуправляемымыи подводными аппаратами. Выяснить как реализуются системы управления, как задаются управляющие сигналы, как они передаются на подводный аппарат, Узнать используемые интерфейсы передачи данных
Описание предприятия:
ООО МехатроникСервис - малое инновационное предприятие, занимающееся разработкой и внедрением систем управления и позиционирования морских робототехнических систем. Предложенные технологии позволяют расширить функциональные возможности подводных аппаратов.
Разработчики МехатроникСервис являются представителями научной школы Заслуженного деятеля науки РФ, Заслуженного изобретателя РФ, д.т.н., профессора Филаретова Владимира Федоровича. Данная научная школа обладает более чем 30-летним опытом разработки и создания различных робототехнических систем и их устройств, которые в свое время превосходили зарубежные аналоги.
За последние 5 лет разработчиками МехатроникСервис были получены следующие новые научные результаты, которые являются научно – техническим заделом предприятия:
1. Для точного вычисления величин негативных динамических воздействий на подводный аппарат со стороны движущегося многозвенного манипулятора разработан рекуррентный алгоритм решения обратной задачи динамики для подводного манипулятора, позволяющий учитывать как линейный, так и квадратичный вид зависимости силовых воздействий вязкой среды на движущиеся звенья манипулятора от скорости движения этих звеньев. (Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем многозвенном манипуляторе. Часть 1 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. №6. С. 53-56.; Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем манипуляторе. Труды XII Всерос. совещ. по проблемам управления. Москва, 2014. С. 3570-3382.).
2. Разработан универсальный подход к экспериментальному определению с помощью аэродинамического эксперимента переменных коэффициентов вязкого трения, возникающего при поступательном движении звеньев манипулятора в водной среде. Создана экспериментальная установка и получены результаты исследований, позволяющие точно рассчитывать величины силовых воздействий со стороны водной среды на движущиеся звенья подводного манипулятора. (Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Гетьман А.В. Экспериментальное определение коэффициента вязкого трения для расчета силового воздействия на перемещающееся звено подводного манипулятора // Материалы всероссийской научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». Санкт-Петербург, 2014. С. 219-223.).
3. Решена задача синтеза комбинированной автоматической системы стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем многозвенном манипуляторе. Указанная система включает в себя разомкнутый контур, обеспечивающий подачу на движители аппарата сигналов, пропорциональных вычисленному силовому и моментному воздействию со стороны работающего манипулятора, и дополнительные замкнутые по всем линейным и угловым перемещениям этого аппарата автоматические системы, использующие высокоточные навигационные бортовые датчики и приборы. Для исследования синтезированной комбинированной системы стабилизации использовалась математическая модель подводного аппарата с установленным на нем манипулятором типа PUMA. Моделирование проводились при различных режимах работы многозвенника, что позволило объективно подтвердить высокую эффективность разработанного метода и требуемое качество работы системы стабилизации, синтезированной на основе этого метода. (Патент РФ № 2547039. Способ стабилизации подводного аппарата в режиме зависания // В.Ф.Филаретов, А.Ю. Коноплин. Бюл. № 10 от 10.04.2015.; Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем многозвенном манипуляторе. Часть 1 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. №6. С. 53-56.; Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической стабилизации подводного аппарата в режиме зависания при работающем многозвенном манипуляторе. Часть 2 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. №7. С. 29-34.; Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Метод синтеза системы многоуровневой автоматической стабилизации подводного аппарата в водной среде в процессе выполнения манипуляционных операций // Материалы 7-й Российской мультиконференции по проблемам управления (РМКПУ-2014). Санкт-Петербург, 2014. С. 198-208.).
4. Разработан метод синтеза системы автоматической коррекции программных траекторий движения рабочего органа манипулятора, установленного на подводном аппарате. Разработанная система за счет введения дополнительных движений манипулятора позволяет точно компенсировать ошибки отработки его рабочим органом всех предписанных траекторий. Коррекция траектории происходит на основе информации о текущей конфигурации манипулятора, а также о пространственных смещениях подводного аппарата под действием внешних воздействий. С помощью математического моделирования продемонстрировано, что предложенная система, имеющая простую практическую реализацию, позволяет с высокой точностью выполнять манипуляционные операции в режиме зависания аппарата при его незначительных смещениях от исходного положения. (Патент РФ № 2475799. Способ управления подводным манипулятором в режиме зависания подводного аппарата // Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Бюл. № 5 от 20.02.2013.; Патент РФ № 2462745. Система коррекции траектории движения манипулятора // Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Бюл. № 27 от 27.09.2012.; Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю. Система автоматической коррекции программной траектории движения многозвенного манипулятора, установленного на подводном аппарате // Мехатроника, автоматизация, управление, 2013. № 1. С. 40-45.; Filaretov V.F., Konoplin A.Yu. System of Automatically Correction of Program Trajectory of Motion of Multilink Manipulator Installed on Underwater Vehicle // Procedia Engineering, Vol 100, 2015. pp. 1441-1449.).
5. Разработан метод синтеза системы автоматического управления режимом движения манипулятора, автоматически формирующей такую максимально возможную текущую программную скорость перемещения его рабочего органа вдоль сложных пространственных траекторий, при которой этот орган не отходит от траекторий на расстояние, превышающее допустимое. При этом учитывается возможность входа приводов в насыщение, не требуется идентификация изменяющихся параметров робота. (Филаретов В. Ф., Юхимец Д. А., Коноплин А. Ю. Метод синтеза системы автоматического управления режимом движения схвата манипулятора по сложным пространственным траекториям // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. №6. С. 47-54.; Filaretov V.F., Yukhimets D.A., Filaretov V.F., Yukhimets D.A., Konoplin A.Yu. Synthesis of System for Automatic Formation of Multilink Manipulator Velocity// The Second RSI International Conference on Robotics and Mechatronics (ICRoM 2014). Tehran IRAN. International IEEE Conference. 2014. pp. 785-790.).
6. Разработан метод синтеза системы автоматической коррекции линейных перемещений подводного аппарата, которая при нежелательных отличных от нуля значениях углов его крена и дифферента, вызванных внешними силовыми и моментными воздействиями, автоматически изменяя тяги соответствующих движителей в зависимости от текущих значений указанных углов, неизменно обеспечивает высокоточное перемещение этого аппарата в заданном направлении. Кроме того, предложенная система позволяет устранить смещения подводного аппарата от заданной пространственной траектории, вызванные его несимметричностью, а также различными значениями присоединенных масс жидкости и коэффициентов вязкого трения при движении этого аппарата по разным степеням свободы. В результате использование предложенной коррекции позволяет оператору управлять желаемым вектором тяги подводного аппарата, не учитывая появление у этого аппарата произвольных углов крена и дифферента. (Филаретов В.Ф., Коноплин А.Ю., Коноплин Н.Ю. Метод синтеза систем автоматической коррекции линейных перемещений подводных аппаратов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т 15. №3. С. 204-209.; Filaretov V.F., Konoplin A.Yu., Konoplin N.Yu. Method of Synthesis of Automatic Correction Systems of Underwater Vehicles Linear Displacements // Procedia Engineering, Vol 100, 2015. pp. 1434-1440.).
Все перечисленные выше результаты выполненных исследований опубликованы в центральных изданиях и доложены (апробированы) на международных конгрессах, конференциях и симпозиумах, пройдя независимое рецензирование. Всего имеется 22 публикаций (кроме тезисов докладов) по указанной тематике. Это указывает на оригинальность выполненных исследований, на основе которых разработаны высококачественные устройства, системы управления и регуляторы, защищенные пятью патентами России. Это свидетельствует о новизне не только конкретных технических решений, но и методов (подходов), на основе которых они были синтезированы.
Работы членов коллектива стали победителями конкурсов:
1. Отборочный тур Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых по нескольким междисциплинарным направлениям (Министерство образования и науки РФ, Южно-Российский государственный технический университет, Новочеркасск, 2010г.);
2. Дальневосточный конкурс УМНИК (Участник молодежного научно-инновационного конкурса), Владивосток, 2012г.
3. Дальневосточный конкурс УМНИК (Участник молодежного научно-инновационного конкурса), Владивосток, 2013г.
4. Третье место на конкурсе Дальневосточный этап Всероссийского Стартап Тура по направлению «Информационные технологии», Владивосток, 2015г.
5. Третье место в финале Всероссийского Стартап Тура по направлению «Интеллектуальная робототехника и автономные транспортные средства», Москва, Skolkovo Village, 2015г.
Члены коллектива имеют пятилетний опыт практической работы с подводными аппаратами Сomanche, Falcon DR, SubFighter 3000, Survey. В качестве операторов обследовали опоры строившихся во Владивостоке мостов, участвовали в морских экспедициях по нахождению месторождений нефти и газа в Охотском море.