II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Средства автоматизации на базе роботов и робототехнических систем развивались по двум путям: использование уни­версальных средств и создание специализированных систем.

Универсальность диктовалась математической сложностью задачи управления, необходимостью адаптации к разнотипному оборудова­нию и стремлением сократить сроки разработки. Так появились системы программного управления, требовавшие предварительного программирования (позиционного или алгоритмичес­кого). Причем, простота программирования достигалась за счет сложности аппаратного обеспечения и наоборот. Возникшее противоречие между аппаратным и программным обеспечениями сдерживало широкое внедрение робототехники в качестве средства высокого уровня автоматизации. Это противоречие еще больше усилилось после появления микропроцессоров с их весьма  ограни­ченными вычислительными возможностями (разрядная сетка, объем памяти, упрощенный набор команд и т.д.). Разрешение этого противоречия - в разработке особенного алгоритмического обеспечения, максимально адаптированного к микропроцессорной реализации основных вычислительных процедур, типичных  для робототехнических систем. В основе такого обеспечения лежит новый идеологический подход к микропроцессору как к инструменту кибернетическому, а не математическому. Он позволяет построить вычислительный процесс не на основе аналитических выражений и алгоритмов, им соответствующих, а на основе цифрового моделирования перемещений (и положений - как накопленный результат) кинематических узлов (шарниров и кинематических пар) в трехмерном пространстве, с учетом их инерционности и кинематических ограничений.

Другая особенность применения МП в роботах - способность к встраиванию в аппаратуру - требует, чтобы алгоритмы моделирования могли допускать простую аппаратную реализацию, что также обеспечивается за счет (а можно сказать, создает предпосылки) для распараллеливания вычислительных процессов. Эффект достигается за счет того, что многие вычислительные задачи проще решаются геометрическим способом, чем, например, алгебраическим. В начертательной геометрии для этого достаточно циркуля и линейки, вместо которых можно использовать процедуры линейной и круговой интерполяции. Их машинные алгоритмы весьма просты, не содержат "длинных" операций (умножение, деление) и поэтому  весьма быстродействующие.

Код для цитирования: Скопировать