Д.т.н. В.С. Хандецкий, к.т.н. А.П. Пеньков,

Д.С. Емельянов, А.Ю. Бунеску

Днепропетровский национальный университет

Об энергетическом взаимодействии Самодвижущихся роботов и Окружающей среды

Вступление. Задача об энергетическом взаимодействии самодвижущихся роботов (СР) с окружающей средой (ОС) очевидна. Это осуществляется с целью реализации перемещения СР в ОС по заданной траектории.

Формализация проблемы. С использованием системного подхода, математическую модель такого энергетического преобразования в СР можно представить в виде:

Рис. 1. Алгоритм преобразования энергии в СР

Указанный алгоритм преобразования позволяет переводить исходную энергию Sисх ("неуправляемую") посредством системы преобразования Sпреобр в конечную выходную энергию Sвых ("управляемую"), которая при помощи управляющей ("направляющей") системы Sупр взаимодействует с окружающей средой (ОС). Прямые и обратные связи контролируются «устройством управления».

Решение задачи. На основе общего анализа особенностей энергетического преобразования в системах СР-ОС, выявлены особенности этого взаимодействия. Они представленны в табл. 1.

Таблица 1

Особенности энергетического преобразования в системах СР-ОС

№	Классы	Вид выходной энергии	Вид реакции
1	Самолёт, ракета	Плазма	Реактивная
2	корабль (судно)	Усилие	Механическая
3	подводная лодка	Усилие	Механическая
4	дорожный транспорт (автотранспорт)	Усилие	Механическая
5	сельскохозяйственный и военный транспорт специального назначения (вездеходы)	Усилие	Механическая
6	железнодорожный транспорт	Усилие	Механическая
7	спутниковые устройства	Плазма	Реактивная
8	специальные устройства (проходческие комбайны)	Химическая, электрическая	Механическая

Из табл. 1 очевидна задача «О функциональной реализации взаимодействия СР с ОС по заданной траектории в соответствующей системе координат». На основе общего анализа особенностей функциональной реализации элементов преобразования в системе СР–ОС для 8-ми классов СР, выявлены их особенности для всех СР в качестве сигналов управления. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Особенности конструктивной реализации средств управления движения СР в соответствующей ОС по заданной траектории

№	Классы	Особенности функциональной реализации системы координат	Особенности функциональной реализации взаимодействия СР-ОС
1	самолёт-ракета	x, y, z	разностный сигнал управления по Δz, Δx и Δy с помощью рулей
2	корабль (судно)	x, y	разностный сигнал управления по Δx и Δy с помощью рулей
3	подводная лодка	x, y, -z	разностный сигнал управления по Δ(-z), Δx и Δy с помощью рулей
4	дорожный транспорт (автотранспорт)	x, y	разностный сигнал управления по Δx и Δy
5	сельскохозяйственный и военный транспорт специального назначения (вездеходы)	x, y	разностный сигнал управления по Δx и Δy
6	железнодорожный транспорт	x, y	разностный сигнал управления по Δx и Δy
7	спутниковые устройства	x, y, z	разностный сигнал управления в системе спутник-Земля
8	специальные устройства (проходческие комбайны)	x, y, z	разностный сигнал управления по Δz, Δx и Δy с помощью рулей

Выводы. Выявлены типовые преобразования энергии в системах СР и ее реализация в СР–ОС. Любая система транспортного средства реализует определённую абстрактную математическую модель преобразования энергии в "определенную функцию", которая реализуется набором сигналов, определяемым классом СР. Отсюда следует, что при проектировании любого транспортного средства необходима формализация преобразования энергии в управляющие функции. Общий алгоритм энергетического преобразования в СР и его реализация в СР–ОС должна рассматриваться во всех классах СР при их разработке и модернизации.

Литература

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

2. Григорьев В. И., Мякишев Г. Я. Силы в природе. – М.:Наука, 1973.