Уровни управления роботами - Реферат

Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"Какой механизм можно назвать роботом? Но вряд ли вы назовете все эти механизмы роботами. Две главные части робота: 1 - исполнительный механизм ("рука") и 2 - "мозг" (управляющее "рукой" устройство). Присоединимся к мнению тех, кто считает, что роботом можно назвать такое устройство, у которого имеются в совокупности две основные части: исполнительный механизм - "рука" 1 и система управления этим механизмом - "мозг" 2 робота (рис. Такое представление о роботе сразу же проясняет вопрос о том, почему электроинструменты - это не роботы: у них нет, кроме простого выключателя, системы, управляющей исполнительным механизмом (пилой, сверлом и пр.).Манипулятор состоит из шарнирно соединенных звеньев (рис. Последнее (рабочее) звено / манипулятора, называемое схватом, является аналогом кисти человеческой руки. Число звеньев у манипулятора бывает обычно в пределах от двух (как на рис. Звенья подвижны относительно друг друга и могут совершать вращательные или поступательные движения (рис. Иногда последним звеном манипулятора служит не схват, а в зависимости от предназначения робота соответствующий рабочий инструмент: дрель (рис.Перейдем теперь к рассмотрению другой составной части робота - системы управления, которая и отличает его от простого средства механизации (например, от электрифицированного инструмента). Надо сразу сказать, что в зависимости от степени разумности робота его система управления включает разные устройства. Однако во всех случаях можно выделить два главных: во-первых, устройство, вырабатывающее сигнал, который, поступая на приводы манипулятора, приводит последний в действие (именно это устройство и есть мозг робота); во-вторых, устройство, связывающее робот с внешним миром (его называют системой очувствления, или сенсорной" системой).Подъем на любую следующую ступеньку (или, как говорят, на более высокий уровень иерархии 1 системы) позволяет роботу стать интеллектуальнее, т. е. выполнять более сложные операции. Обладающий ею робот очень умен, так как эта система занимается распознаванием окружающей обстановки и, анализируя сигналы, поступающие от сенсорной системы, принимает в соответствии с полученным ею заданием решение о выполнении той или иной операции. Этот уровень предполагает техническую реализацию (с помощью центральной вычислительной машины-ЦВМ) элементов искусственного интеллекта; он обеспечивает создание модели внешней среды и учет предыдущего опыта действий робота, т. е. возможность его самообучения. Для этого, кроме информации о внешней среде, поступающей от сенсорной системы, в систему управления роботом должна передаваться также информация от всех других систем, обеспечивающих более низкие уровни управления и входящих в качестве составных элементов в эту систему управления. 32) иерархии системы управления роботом, получив команду от высшего уровня, расчленяет ее на такие элементарные задания, которые были бы понятны нижним уровням системы управления.Более наглядное представление о взаимодействии уровней, системы управления робота, о содержании решаемых каждым из них задач и о тех технических (аппаратных) средствах, с помощью которых эти решения осуществляются, может дать таблица. Не следует думать, однако, что именно так (со всеми уровнями) построена система управления каждого робота. Возможны такие конструкторские решения, когда в СУ некоторых роботов отдельные уровни отсутствуют, а другие взаимодействуют как бы в обход соседних: скажем, стратегический уровень выдает команды непосредственно на приводы, т. е. на исполнительный уровень; информация от сенсорной системы поступает не только на высший уровень, но и на промежуточные. На схеме 1 изображена общая структура таких роботов. Но этого уровня, реализующего адаптивное 1 управление, может и не быть в системе управления: если высший уровень выдает достаточно детализированные команды, понятные для тактического уровня, то надобность в стратегическом уровне отпадает.

План

1. Какой механизм можно назвать роботом?

2. Манипулятор робота

3. Система управления роботами

4. Иерархическая структура систем управления роботами

5. Возможные варианты взаимосвязей между уровнями системы управления роботом