КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МЕХАТРОНИКИ И РОБОТОТЕХНИКИ

Чарыев А. Б., преподаватель

Шайымов С.С., преподаватель

Институт Телекоммуникаций и информатики Туркменистана, г.Ашхабад, Туркменистан

Аннотация. В данной статье рассматриваются основные компьютерные методы, применяемые для решения задач мехатроники и робототехники.Описываются этапы разработки мехатронных систем и роботов, на которых используются компьютерные методы, а также приводятся примеры их применения.

Анализируются преимущества использования компьютерных методов и программное обеспечение, предназначенное для решения задач мехатроники и робототехники.

Ключевые слова: мехатроника, робототехника, компьютерные технологии, проектирование.

Мехатроника и робототехника – это динамично развивающиеся области науки и техники, в которых используются достижения различных дисциплин, таких как механика, электроника, информатика, управление и искусственный интеллект.Одной из основных причин включения мехатроники в инженерную учебную программу является растущий спрос на междисциплинарные знания на рынке труда.

Компьютерные методы играют важную роль в этой области, позволяя решать задачи проектирования, моделирования, управления и контроля мехатронных систем и роботов.

Основные этапы применения компьютерных методов:

1.                Проектирование:

o        Создание 3D-моделей мехатронных систем и роботов с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР).

o        Оптимизация параметров конструкций с помощью методов компьютерной оптимизации.

o        Оценка работоспособности мехатронных систем и роботов с помощью методов имитационного моделирования.

2.                Управление:

o        Разработка алгоритмов управления движениями роботов и манипуляторов.

o        Реализация систем автоматического управления мехатронными системами.

o        Применение методов искусственного интеллекта для решения задач управления и принятия решений.

3.                Контроль:

o        Разработка систем контроля и диагностики мехатронных систем и роботов.

o        Обработка сигналов с датчиков для получения информации о состоянии мехатронных систем и роботов.

o        Применение методов машинного обучения для обнаружения неисправностей и прогнозирования отказов.

Примеры применения компьютерных методов:

·                     Проектирование промышленных роботов:

o        САПР для создания 3D-моделей роботов-манипуляторов.

o        Компьютерная оптимизация для выбора размеров и геометрии звеньев роботов.

o        Имитационное моделирование для оценки кинематики и динамики роботов.

·                     Управление роботами-манипуляторами:

o        Алгоритмы траекторного управления для перемещения роботов по заданным траекториям.

o        Системы управления с обратной связью для обеспечения точного позиционирования роботов.

o        Адаптивное управление для компенсации возмущений и обеспечения устойчивости работы роботов.

·                     Контроль и диагностика мехатронных систем:

o        Системы контроля параметров мехатронных систем (скорость, положение, давление, температура).

o        Обработка сигналов с датчиков для анализа данных.

o        Машинное обучение для выявления аномалий и прогнозирования отказов.

Программное обеспечение:

·                     MATLAB/Simulink: среда для разработки алгоритмов управления и моделирования.

·                     Autodesk Inventor/SolidWorks: САПР для создания 3D-моделей.

·                     LabVIEW: среда программирования для создания систем управления и сбора данных.

·                     ROS (Robot Operating System): операционная система для роботов.

Компьютерные методы - необходимый инструмент для решения задач мехатроники и робототехники.

Они позволяют создавать более совершенные мехатронные системы и роботы, которые могут решать более сложные задачи.

В будущем роль компьютерных методов в этой области будет только возрастать.

Литература

1.                Чарыев А.Б., Байрамбердиев К.Б., Акмырадов М., “Интеграция мехатроники в учебную программу инженерных университетов”. Новая наука, “Созидательные импульс развития современной науки” сборник статей Международной научно-практической конференции. 13 июня 2023 г. [Электронный ресурс] https://elibrary.ru/item.asp?id=54009883 (дата обращения: 08.07.2024).