К.т.н. Пеньков А.П., Герасимов В.В., Емельянов Д.С.

Днепропетровский национальный университет

Формализация Проектирования самодвижущегося робота

 

Формализация проблемы

Проведенный авторами анализ известных литературных источников по роботам с использованием системных критериев оценки позволил установить, что в небольшой части литературных источников рассматривается "процесс конструирования роботов" в виде процесса подбора подходящих конструктивных элементов. Это приводит к неполноте оценки систем роботов в представлении объективного опыта их проектирования.

 

Постановка задачи

Известно, что любая робототехническая система реализует определённую абстрактную математическую модель "траектории" какого-либо процесса. Отсюда следует необходимость формализации процесса перехода от "реализуемой траектории" к "реализуемым функциям" в "устройстве управления".

 

Решение задачи

Для решения поставленной задачи используем методологию системного представления процесса разработки "сложных систем" [1] в виде следующего алгоритма:

1.     Отождествить модель объективного представления "сложной системы" в виде "базовой системы" S0 с "системным окружением" SСО­ – S0DSСО.

2.     Разрабатываемая самодвижущаяся робототехническая система может быть представлена в виде технической реализации системы управления Sуу обеспечения выполнения конкретного изображения модели траектории Sиз.

3.     Рассмотрим объективные этапы – фазы объединения этих абстрактных систем в единую систему S0 самодвижущегося робота (СР).

4.     Системное представление обеспечения необходимой траектории СР может быть представлено в виде (рис. 1), где связь "1" – вывод конкретного "изображения".

5.     Очевидно, что такое представление "реального" СР является недостаточным. С точки зрения кибернетики [2] необходимо представление в виде (рис. 2).

6.     Преобразованная модель (рис. 1) с использованием (рис. 2) примет вид (рис. 3).

7.     Появившаяся связь "2" (рис. 3) требует ввода "изображения" в SУУ. Очевидно, что это может сделать только человек в "режиме проектирования".

8.     При этом конкретное Sиз в аналоговом графическом виде согласно "2" предусматривает "отображение Sиз" в SУУ в дискретном двоичном виде.

9.     Признав любые Sиз Sсл сложной математической функцией, можем преобразовать её в "матрицу двоичных эквивалентов" по алгоритму "3-единства информатики" [3] – "модельалгоритмпрограмма".

10. При этом конкретное Sиз должно соответствовать исходной абстрактной "модели процесса".

11. Из Sиз должно следовать разложение "функции Sсл" на составляющие  при расположении Sсл в системе координат .

12. Непрерывные  функции проекций преобразовываются в необходимую и достаточную кусочно-линейную аппроксимацию. Она представляется координатамиточек отрезков в десятичном виде значений .

13. Их преобразование в двоичное представление является "программированием в машинных кодах". Полученная "программа в машинных кодах" рационально реализуется в соответствующей типовой интегральной схеме памяти. Это будет способствовать простой реализации основной характеристики самодвижущегося робота – автономности.

Детальное рассмотрение описания преобразования имеет смысл осуществить для конкретной формы пути.

 

Литература

1.     Горохов В. Г. Методологический анализ системотехники. – М.: Радио и связь, 1982. – 160 с.

2.     Винер Н. Кибернетика и общество. – М.: Издательство иностранной литературы, 1958.

3.     Краснощеков П. С., Петров А. А., Федоров В. В. Информатика и проектирование. - М.:Знание,1986. – 48 с.