Разработка виртуального стенда для моделирования и исследования мобильного робота в программе SimInTech - Никитин, Юрий Рафаилович; Зубкова, Юлия Валерьевна; Соснович, Элла Вениаминовна; Масанов, Петр Алексеевич (Интеллектуальные системы в производстве, 2022)
Виртуальный стенд предназначен для студентов, изучающих моделирование, модельно-ориентированное проектирование мехатронных систем, устройства управления. Выполнен обзор существующих виртуальных стендов. Обучение начинается с моделирования мобильного робота (МР) с одним приводом, например, транспортного робота, движущегося по одной координате, затем - моделирование МР с дифференциальным управлением, движущегося по плоскости, потом - мультикоптеров (квадрокоптера, гексакоптера, октокоптера). Виртуальный стенд состоит из модели МР с одним приводом на базе двигателя постоянного тока (ДПТ), регулятора МР, панели управления. Разработана модель привода мобильного робота в пространстве состояний. Выявлены негативные направления развития лабораторных стендов: быстрое устаревание лабораторного оборудования; высокая стоимость; небольшой ассортимент оборудования. Определены позитивные направления их развития: расширение возможностей программных средств (языков высокого уровня), позволяющих быстро и легко создавать любые приложения; появление и совершенствование специальных программных средств, используемых для создания мультимедийных приложений, а также специализированных программных средств, предназначенных для автоматизации проектирования (AutoCAD, КОМПАС, Altium Designer и т. д.) и проведения математических расчетов (Matlab, MathCAD и т. д.). К числу программных средств можно отнести SimInTech, MatLab/Simulink, LabVIEW, процедурно ориентированные языки VB, Delphi, Java и т. д.; проблемно ориентированные языки LISP, C++, C# и т. д. В связи с этим целесообразным является частичный отказ от традиционных лабораторных стендов и переход к более широкому применению методов имитационного моделирования и вычислительного эксперимента. Основу такого перехода должны составить виртуальные лабораторные стенды. В результате моделирования получены следующие параметры модели МР: перемещение МР на 2,5 м, максимальная угловая скорость редуктора 0,2 рад/с, максимальный момент на выходном валу редуктора 15 Н∙м, максимальная угловая скорость ДПТ 30 рад/с. Моделирование МР выполнено в программе SimInTech.