Приближенная математическая модель оценки влияния вибраций на навесные элементы видеосистемы мобильного робота

Решается задача построения и применения математической модели оценки влияния вибраций на навесные элементы видеосистемы мобильного робота. Данный робот рассматривается в качестве подвижной платформы для размещения специального оборудования различного предназначения. Проведен анализ математических моделей и результатов экспериментальных исследований колебаний (вибраций) элементов конструкции многоопорных колесных машин. На основе данного анализа обоснован вид стохастической математической модели вибраций конструкции мобильного робота. Модель вибраций задана в виде корреляционной функции или спектральной плотности случайного процесса для различных условий перемещения робота. Представлены дифференциальные уравнения формирующего фильтра для моделирования случайного процесса вибраций с заданными характеристиками. Приведены дифференциальные уравнения для вероятностных моментов процесса вибраций. На основе уравнений для вероятностных моментов и предложенной формулы проведена оценка событий, которые заключаются в превышении амплитудой вибраций заданного уровня. Эти события называются выбросами случайного процесса и характеризуют диапазон, внутри которого сохраняются основные свойства оборудования, установленного на подвижной платформе. Проведено аналитическое исследование математической модели для определения интенсивности выбросов случайного процесса вибраций. Определены вероятностные характеристики процесса вибраций и интенсивности выбросов. Полученные теоретические результаты позволяют оценить работоспособность элементов видеосистемы, установленной на подвижной платформе и сформулировать основные требования к допускам на их параметры. Результаты компьютерного моделирования наглядно показали работоспособность предложенной математической модели оценки влияния вибраций.

1. Татур, М. М. Отечественный мобильный робот для тушения пожаров особой сложности: от концепции к опытному образцу / М. М. Татур // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. – 2015. – № 1 (37). – С. 133–140.

2. Татур, М. М. Концепция построения системы управления мобильным роботом на платформе серийного минитрактора «Беларус 132» / М. М. Татур // Системный анализ и прикладная информатика. – 2015. – № 2. – С. 43–47.

3. Селифонов, В. В. Теория автомобиля / В. В. Селифонов, А. Ш. Хусаинов, В. В. Ломакин. – М.: МГТУ «МАМИ». – 2007. – 102 с.

4. Гурский, Н. Н. Моделирование и оптимизация колебаний многоопорных машин / Н. Н. Гурский, Р. И. Фурунжиев. – Минск: БНТУ. – 2008. – 296 с.

5. Бессекерский, В. А. Теория систем автоматического управления / В. А. Бессекерский, Е. П. Попов. – СПб.: Изд-во «Профессия». – 2004. – 856 с.

6. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-ти тт.; 2-е изд, перераб. и доп. Т. 2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова и Н. Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана. – 2004. – 638 с.

7. Тихонов, В. И. Выбросы случайных процессов / В. И. Тихонов. – М.: Наука. – 1970. – 186 с.

8. Лобатый, А. А. Аналитическое моделирование граничных режимов работы стохастической системы / А. А. Лобатый, Ж. М. Саид // Доклады БГУИР. – 2009. – № 4 (42). – С. 17–23.

9. Лобатый. А. А. Вероятностная оценка влияния вибраций на чувствительные элементы системы / А. А. Лобатый, Ю. Ф. Икуас // Вестник БНТУ. – 2009. – № 6. – С. 34–37.