3. роботтардың жеңілдетілген модельдері бойынша басқару синтезі
"Позициялық-траекториялық реттегіштің синтезі" жобалық тапсырмасы
жүктеу/скачать 387,34 Kb.
|
дарын жумыс
| 3.7. "Позициялық-траекториялық реттегіштің синтезі" жобалық тапсырмасы
Робот моделінің түзу сызықты траекториясы бойындағы сызықты емес көп байланысқан модель үшін MATLAB пакетін және жоғарыда келтірілген бағдарламалардың мысалдарын қолдана отырып, позициялық-траекториялық реттегішті синтездеңіз. Реттегішті робот түзу қозғалысты жүзеге асыратындай етіп орнатыңыз. Бақылау сұрақтары 1. Нысан моделінен тұрақты режим теңдеулерін қалай алуға болады? 2. Робот теңдеулерін сызықтандыру процедурасы қандай? 3. Қандай жағдайда тек роботтың Дин-мики теңдеулерін сызуға болады? 4. Роботты берілген траекторияда ұстау үшін қажетті басқару элементтері қалай? 5. Қалман роботының өңдеуін қалай зерттеуге болады? 6. Кішкентай робот қозғалысының тұрақтылығы қалай зерттеледі? 7. Квадраттық критерий бойынша роботтың қозғалысын оңтайландыру мәселесін шешкен кезде сапа мен басқару функциясының жалпы формасын беріңіз. 8. LQR реттегішінің автоматтандырылған синтезі кезінде өтпелі процестің сапасына қалай әсер етуге болады? 9. Позициялық-траекториялық басқару әдісінде траектория мен қозғалыс жылдамдығына қойылатын талаптар қалай белгіленеді? 10. Матрица түрінде позициялық-траекториялық реттегіштің жалпы көрінісін беріңіз. Бұл өрнекті түсіндіріңіз. 102
4. РОБОТОТЕХНИКАЛЫҚ ЖҮЙЕНІ ЖОБАЛАУ КЕЗЕҢДЕРІН ОРЫНДАУ
4.1. Техникалық тапсырма Техникалық тапсырма робототехникалық жүйені құру үшін бастапқы материал болып табылады [42]. Сондықтан TZ роботқа қойылатын негізгі техникалық талаптарды қамтуы керек және бұл робот не істеуі керек, қалай жұмыс істеу керек және қандай жағдайда жауап беруі керек. Әдетте, техникалық тапсырманы жасау кезеңі пәндік салаға зерттеу жүргізуден бұрын болады, ол аналитикалық есепті құрумен аяқталады. Аналитикалық есеп немесе аналитикалық жазба "техникалық талап"құжатының негізі болып табылады. Осылайша, TZ-бұл әзірлеушіге де, тапсырыс берушіге де соңғы өнімді ұсынуға мүмкіндік беретін құжат және сіз ұсынылған талаптарға сәйкестігін тексеруді аяқтайсыз. Техникалық тапсырманы жазу кезінде басшылыққа алынатын стандарттар ГОСТ 34.602.89 "автоматтандырылған жүйені құруға арналған техникалық тапсырма" және ГОСТ 19.201-78 "Техникалық тапсырма. Мазмұны мен дизайнына қойылатын талаптар". Бірінші стандарт автоматтандырылған жүйелерді жасаушылар үшін, екіншісі бағдарламалық жасақтама үшін арналған. ГОСТ 34.602.89 сәйкес автоматтандырылған жүйеге ТТ "АВТО-матизацияланған жүйені құруға арналған техникалық тапсырма" мыналарды қамтуы тиіс: 1. Жалпы мәліметтер. 2. Жүйені құрудың мақсаты мен мақсаттары. 3. Автоматтандыру объектісінің сипаттамасы. 4. Жүйеге қойылатын талаптар. 4.1. Жалпы жүйеге қойылатын талаптар. 4.1.1. Жүйенің құрылымы мен жұмысына қойылатын талаптар. 4.1.2. Си-стема персоналының саны мен біліктілігіне және оның жұмыс режиміне қойылатын талаптар. 4.1.3. Тағайындау көрсеткіштері. 4.1.4. Сенімділікке қойылатын талаптар. 4.1.5. Қауіпсіздік талаптары. 4.1.6. Эргономика мен техникалық эстетикаға қойылатын талаптар. 4.1.7. Жылжымалы жүйелер үшін тасымалдануға қойылатын талаптар. 4.1.8. Жүйе компоненттерін пайдалануға, техникалық қызмет көрсетуге, жөндеуге және сақтауға қойылатын талаптар. 103
4.1.9. Ақпаратты рұқсатсыз кіруден қорғауға қойылатын талаптар.
104
1.1.1. Жүйенің толық атауы: дирижабльді басқару және навигация жүйесі
105
және бағдарламалық-техникалық (бағдарламалық-әдістемелік) ком-плекс жүйелерін. Мысал. Сандық құру жөніндегі жұмыстарды әзірлеуші күнтізбелік жоспарға сәйкес кезең-кезеңімен тапсырады. Жұмыстың әрбір кезеңі аяқталғаннан кейін әзірлеуші Тапсырыс берушіге құрамы шартта айқындалған кезеңнің тиісті есепті құжаттарын тапсырады. 2. Жүйені құрудың мақсаты мен мақсаттары Дирижабльді басқару және навигация жүйесі дирижабльді қашықтықтан және автоматты түрде басқаруға және дирижабльдің кеңістіктегі Автоматты бағдарлануына арналған. Жұмыстың мақсаты дирижабльді басқару және навигациялау жүйесін әзірлеу болып табылады: - ұшу тапсырмасын орындау кезінде кеңістіктегі Автоматты бағдарлау; -ұшу траекториясын Автоматты (ұшу тапсырмасы бойынша) басқару; - телекоммуникация аулау терминін қолдана отырып, ұшуды қашықтан басқару; -ди-рижабль мен жердегі басқару пункті арасындағы жоғары жылдамдықты ақпарат алмасу. 3. Автоматтандыру объектісінің сипаттамасы Дирижабльдің негізгі сипаттамалары:
Параметр
Ені 17 м Ұзындығы 39 м Биіктігі 9,5 м қабықтың пішіні Қос эллипсоид максималды төбе 4000 м круиздік биіктік 3000 м максималды жылдамдық 80 км/сағ круиз жылдамдығы 60 км/сағ автономды режимде ұшу қашықтығы 150 км дейін минималды айналу радиусы 150 м пайдалы жүктеме салмағы 200 кг дейін пайдалы жүктеме қуаты 2 КВт ұшу уақыты ≥ 8 сағ марш қозғалтқыштарының саны 2 рульдік қозғалтқыштардың саны 2 айналу бұрышының диапазондары электр- ±90, º 106
көлденең және тік жазықтықтағы қозғалтқыш
107
Система управления полетом
108
- апаттық жүйе;
Дирижабль құрамына кіретін жүктемені, атқарушы механизмдерді, күш түрлендіргіштерін және датчиктерді қоректендіру дирижабльді электрмен жабдықтау жүйесімен қамтамасыз етеді. Қолмен телебасқару пультінің электрмен жабдықтау жүйесі кіріктірілген аккумулятордан жүзеге асырылады. 4.1.2. Си-стема персоналының саны мен біліктілігіне және оның жұмыс режиміне қойылатын талаптар 4.1.2.1. Персонал санына қойылатын талаптар Дирижабльдің басқару және навигация жүйесін пайдалануды қамтамасыз ету үшін қажетті персоналдың құрамына мынадай жауапты тұлғаларды бөлу қажет: - ұшу жетекшісі-1 адам.; - ауысым бастығы-2 адам.; - арнайы жүктеме операторы-2 адам.; - дирижабль қозғалысын басқару операторы-2 адам.; - телекоммуникация терминалдарының операторы-2 адам.; - техникалық қызмет көрсету инженері-2 адам.; - ұшуды қамтамасыз етудің техникалық персоналы-4 адам. Жауапты тұлғалар мынадай функционалдық міндеттерді орындауы тиіс: – ұшуды басқарушы жалпы басшылықты жүзеге асырады, жүйенің дайындығын және ауа райы жағдайларының сәйкестігін бағалайды, ұшуға рұқсат береді; - ауысым бастығы ұшуды тікелей басқаруды, экипаждың іс-қимылдарын үйлестіруді жүзеге асырады, ұшудың қашықтықтан немесе автоматты режимдерін қосу туралы, авариялық жағдайлардағы іс-қимылдар туралы шешім қабылдайды; -арнайы жүктеме операторы дирижабль бортында орнатылған сол жақ жүйені бақылауды және басқаруды жүзеге асырады; – қозғалысты басқару операторы ұшу тапсырмасын беруді, басқару жүйесінің жұмыс режимдерін ауыстыруды, қашықтан режимде дирижабль қозғалысын басқаруды, қозғалыс параметрлерін және дирижабльдің ішкі жүйелерін бақылауды жүзеге асырады; - телекоммуникация терминалдарының операторы радиобайланысты бақылауды және басқаруды жүзеге асырады; -техникалық қызмет көрсету жөніндегі инженер ұшу алдындағы және ұшудан кейінгі тексеруді және жүйеге техникалық қызмет көрсету жөніндегі іс-шараларды жүзеге асырады; - техникалық персонал инженердің басшылығымен регламенттік және жөндеу жұмыстарын, дирижабльді арқандап байлауды және арқандап байлауды, флюгинг кезінде дирижабльді бақылауды жүзеге асырады. 4.1.2.2. Персоналдың біліктілігіне қойылатын талаптар 110
- ұшу жетекшісі-жоғары кәсіптік білім (техникалық немесе әскери) және басшы лауазымдағы жұмыс өтілі кемінде 5 жыл;
- дирижабльді берілген бір нүктеден екінші нүктеге берілген траектория бойынша максималды жылдамдықтан аспайтын жылдамдықпен жылжыту; - байланыс желісінің әрекет ету аймағындағы жердегі басқару пунктінен ұшу кезінде оператордың диджабльдің қозғалыс траекториясын өзгерту мүмкіндігі; - квадраттық және сызықтық формалармен берілген траекториялар бойынша дирижабльдің қозғалысы; -80 м-ге дейінгі сызықтық координаттар бойынша желдің ауытқуы (0 м/с) болмаған кезде дирижабльдің белгіленген нүктеде іліну қателігі (СҚО - ның белгіленген режиміндегі квадраттық емес ауытқу) ; - СҚО дирижабльдің берілген траектория бойымен 5 м/с дейін желмен қозғалуы кезінде-100 м артық емес; - тікелей траектория бойымен ұшу кезінде желдің бұзылуы болмаған кезде дирижабльдің жылдамдығын ұстап тұру қателігі максималды жылдамдықтың 10% аспайды; - дирижабльдің координаттарын анықтау қателігі-10 м аспайды, қадам, орам және курс бұрыштарын өлшеу қателігі 0,5 º аспайды, дирижабльдің координаттары мен бағдарлау бұрыштары туралы деректердің жаңару жиілігі-10 Гц кем емес; - радиобайланыс арналарының релесіз қашықтығы 200 км дейін; – кез-келген бағытта желдің жылдамдығы кезінде жұмыс істеу-15 м/с дейін. 4.1.3.2. Жүйенің өзгерістерге бейімделуіне қойылатын талаптар Басқару және навигация жүйесін бейімдеу қамтамасыз етілуі тиіс: - дирижабльге әсер ететін бұзылуларды бағалау алгоритмдерін қолдану; -графикалық пайдаланушы интерфейстерін пайдалану немесе деректермен файлды жүктеу арқылы жүйе параметрлерін өзгерту мүмкіндігі. 4.1.3.3. Әр түрлі ықтимал жағдайларда жүйенің жұмыс қабілеттілігін сақтауға қойылатын талаптар Марш қозғалтқышы істен шыққан немесе отын деңгейі жеткіліксіз болған жағдайда дирижабльді апаттық қону жүзеге асырылады; Рульдік қозғалтқыш, қысымды реттеу жүйесі, байланыс жүйесі, навигация жүйесі, борттық компьютер, баллонет қысымының айырмашылығы датчигі, авариялық жүйе істен шыққан кезде дирижабльді бастапқы нүктеге авариялық қайтару жүзеге асырылады; 112
Желдің жылдамдығы мен бағыты датчигі, температура датчигі, ылғалдылық датчигі, қысым датчигі, жер бетіне дейінгі қашықтық датчигі, орта датчигі, бейнекамера Си деректерін жинау тақтасы істен шыққан кезде-басқару және навигация жүйесі ұшу тапсырмасын орындауды жалғастыруы керек.
113
- төтенше жағдайларда төтенше жағдайлар графикалық түрде көрсетіледі және дыбыстық хабарламалармен қайталанады;
4.1.5. Эргономика мен эстетикаға қойылатын талаптар Жүйе келесі талаптарға жауап беретін операторға ыңғайлы интерфейсті қамтамасыз етуі керек: - пайдаланушы интерфейстері үшін бірыңғай дизайн стилі; - оператордың өзара іс-қимылы ағылшын тілінде жүзеге асырылады; - төтенше жағдайларда төтенше жағдайлар графикалық түрде көрсетіледі және дыбыстық хабарламалармен қайталанады; - операторлардың интерфейсі пернетақтамен және "тышқан"Графикалық ақпарат манипуляторымен жұмыс істеуге бағытталуы керек; - экранда оператор таңдайтын мүмкіндіктерді ғана көрсету керек; - дисплейлердің екі мониторлық конфигурациясында жүйемен жұмыс істеу мүмкіндігі іске асырылуы керек; -басқару элементтерін, экрандық пішіндерді және олардың ақпараттық элементтерін (терезелер, панельдер және т.б.) ұсыну біріздендірілуі тиіс. Экран пішіндері толығымен vidi-my монитор экранының аймағында болуы керек. 4.1.6. Жүйе компоненттерін пайдалануға, техникалық қызмет көрсетуге, жөндеуге және сақтауға қойылатын талаптар Басқару жүйесінің элементтері шаң мен ылғалдан қорғалған корпустарда орындалады. Жүйе келесі жағдайларда қолданылады: - -40-Тан +55 °С дейінгі температура диапазонында; - ендік диапазонында-55º аспайды; - ылғалдылық кезінде-25% -98 %. Ұсынылған техникалық қызмет көрсетуді радиоэлектрондық және компьютерлік аппаратураның жұмысымен таныс, осы пайдалану жөніндегі нұсқаулықты зерделеген және электротехникалық жабдықпен жұмыс істеу кезінде қауіпсіздік техникасы бойынша нұсқаулықтан өткен Техникалық персонал жүргізуі тиіс. Бұйымға техникалық қызмет көрсету тәртібі 115
Міндетті техникалық қызмет көрсету. Міндетті техникалық қызмет көрсету құрамына келесі жұмыстар кіреді: - батареяларды ауыстыру; - Санд құрамдас бөліктерінің жұмыс қабілеттілігін сыртқы тексеру және тексеру; -үлгілік сынақтар бағдарламасы бойынша сандқ-ның жұмысқа қабілеттілігін тексеру. Жұмыс жиілігі 1 жыл. Ұсынылған техникалық қызмет көрсету. Аталған техникалық қызмет көрсету жұмыстары ұсынымдық сипатта болады. Жұмыстардың тізбесін және олардың кезеңділігін кәсіпорын-тұтынушы сандқ пайдалану шарттарына байланысты белгілейді. Ұсынылған жұмыстардың тізімі: - сандықты кір мен шаңнан тазарту; 4.1.5. Эргономика мен эстетикаға қойылатын талаптар Жүйе келесі талаптарға жауап беретін операторға ыңғайлы интерфейсті қамтамасыз етуі керек: - пайдаланушы интерфейстері үшін бірыңғай дизайн стилі; - оператордың өзара іс-қимылы ағылшын тілінде жүзеге асырылады; - төтенше жағдайларда төтенше жағдайлар графикалық түрде көрсетіледі және дыбыстық хабарламалармен қайталанады; - операторлардың интерфейсі пернетақтамен және "тышқан"Графикалық ақпарат манипуляторымен жұмыс істеуге бағытталуы керек; - экранда оператор таңдайтын мүмкіндіктерді ғана көрсету керек; - дисплейлердің екі мониторлық конфигурациясында жүйемен жұмыс істеу мүмкіндігі іске асырылуы керек; -басқару элементтерін, экрандық пішіндерді және олардың ақпараттық элементтерін (терезелер, панельдер және т.б.) ұсыну біріздендірілуі тиіс. Экран пішіндері толығымен vidi-my монитор экранының аймағында болуы керек. 4.1.6. Жүйе компоненттерін пайдалануға, техникалық қызмет көрсетуге, жөндеуге және сақтауға қойылатын талаптаp 116 Басқару жүйесінің элементтері шаң мен ылғалдан қорғалған корпустарда орындалады. Жүйе келесі жағдайларда қолданылады: - -40-Тан +55 °С дейінгі температура диапазонында; - ендік диапазонында-55º аспайды; - ылғалдылық кезінде-25% -98 %. Ұсынылған техникалық қызмет көрсетуді радиоэлектрондық және компьютерлік аппаратураның жұмысымен таныс, осы пайдалану жөніндегі нұсқаулықты зерделеген және электротехникалық жабдықпен жұмыс істеу кезінде қауіпсіздік техникасы бойынша нұсқаулықтан өткен Техникалық персонал жүргізуі тиіс. Бұйымға техникалық қызмет көрсету тәртібі. Міндетті техникалық қызмет көрсету. Міндетті техникалық қызмет көрсету құрамына келесі жұмыстар кіреді: - батареяларды ауыстыру; - Санд құрамдас бөліктерінің жұмыс қабілеттілігін сыртқы тексеру және тексеру; -үлгілік сынақтар бағдарламасы бойынша сандқ-ның жұмысқа қабілеттілігін тексеру. Жұмыс жиілігі 1 жыл. Ұсынылған техникалық қызмет көрсету. Аталған техникалық қызмет көрсету жұмыстары ұсынымдық сипатта болады. Жұмыстардың тізбесін және олардың кезеңділігін кәсіпорын-тұтынушы сандқ пайдалану шарттарына байланысты белгілейді. Ұсынылған жұмыстардың тізімі: - сандықты кір мен шаңнан тазарту; Өлшем Өлшем Түзету режимі 5 мин SNS жоқ Автономды Координаттарды анықтау дәлдігі м (1 л) 6 500 Қол жетімді емес Жол жылдамдығын анықтау дәлдігі м/с (1) 0,2 5 Қол жетімді емес Анықтаудың дәлдігі- м/с (1) 0,25 0,3 0,5 116 тік жылдамдық сызығы Биіктікті анықтау дәлдігі М 2-4 2-4 6-8 Бағдарлау бұрыштарын анықтау дәлдігі** (1) 0,4-0,6 0,5-0,7 0,7-1 Курсты анықтау дәлдігі (1) 0,5 5 Қол жетімді емес Ажыратымдылық 0,05 0,05 0,05 Жер бетіне дейінгі қашықтықты өлшеу диапазоным (1) 1,5 – 700 Биіктікті өлшеу қателігім (1) 0,125 Навигациялық жүйенің істен шығу критерийі 3 с ішінде навигациялық деректердің болмауы немесе Берілген технологиялық диапазондар үшін көрсеткіштердің шығуы болып табылады. 4.2.2. Сыртқы орта датчиктері Сыртқы орта датчиктері сыртқы ортаның параметрлерін өлшеуге және оларды ұшуды басқару жүйесіне беруге арналған. Сыртқы орта датчиктерінің сипаттамалары Сипаттамасы Өлшем Шамасы Желдің жылдамдығын өлшеу диапазоны м/с 0 – 45 Желді өлшеу осьтерінің саны 3 Желдің жылдамдығын өлшеу қателігі 12 м/с (СКО) % <1.5 Желдің бағытын анықтау қатесі 12 м/с ° 2 Температураны өлшеу қателігі Т=0°С °С ±0,5 Қысымды өлшеу қателігі %1.5 Ылғалдылықты өлшеу қателігі %±2 117 Сыртқы орта датчиктерінің істен шығу критерийі 3 с ішінде деректердің болмауы немесе Берілген технологиялық диапазондар үшін көрсеткіштердің шығуы болып табылады. 4.2.3. Борттық басқару жүйесі Ұшуды басқарудың борттық жүйесі басқару әсерлерін есептеуге және оларды атқарушы жүн-нимдерге беруге, басқару жүйесінің жай-күйін диагностикалауға және авариялық жағдайларда шешім қабылдауға, сондай-ақ оператордың қашықтықтан басқару кезінде сыртқы жағдайды көзбен шолып бағалауға арналған.
Борттық Компьютердің техникалық сипаттамалары Процессордың сағат жылдамдығы кем дегенде 1 Ггц ЖЖҚ көлемі кем дегенде 256 Мб Деректерді сақтау құрылғысының көлемі кем дегенде 2 Гб Борттық басқару жүйесінің істен шығу критерийі 3 С ішінде басқару циклінің аяқталу сигналының болмауы болып табылады. 4.2.4. Атқарушы тетіктермен келісу блогы Атқарушы тетіктермен келісу блогы атқарушы тетіктер үшін тапсырма қалыптастырады. Атқарушы тетіктермен келісу блогы сондай-ақ атқарушы тетіктердің электрондық блок-тарынан алынатын деректер негізінде мар-лық қозғалтқыштарды қоса алғанда, атқарушы тетіктердің диагностикасын жүзеге асырады. Атқарушы жүн-нимдермен келісу блогының істен шығу критерийі 3 С ішінде командаларға жауап сигналының болмауы болып табылады. 4.2.5. Диагностикалық жүйе Диагностикалық жүйе басқару жүйесіне кіретін құрылғылардың жұмысындағы ақауларды анықтауға және диагностикалық ақпаратты апаттық жүйеге және борттық компьютерге беруге арналған. Диагностикалық функцияларды борттық компьютер және атқарушы механизмдермен келісу блогы да орындайды. Борттық компьютер бейнекамера мен навигациялық жүйені диагностикалайды. Диагностикалық жүйенің істен шығу критерийі 3 С ішінде "ОК" сигналының болмауы болып табылады. 4.2.6. Апаттық жүйе Авариялық жүйе кешеннің алыс қашықтыққа ұшуына кедергі келтіретін жағдайларда ұшыру нүктесіне автоматты түрде оралуды немесе дирижабльдің қонуын қамтамасыз етеді. Авариялық блок чиптердің істен шығуына төзімді базада іске асырылды. Диагностикаланатын жағдайлардың, оларды диагностикалау тәсілдерінің және басқару жүйесінің реакцияларының тізбесі толық айқындалады. 118
Авариялық жүйенің істен шығу критерийі 3 С ішінде "ОК" сигналының болмауы болып табылады. 4.2.7. Бейнекамера Бейнекамера оператордың қашықтан басқару кезінде сыртқы жағдайды бейнебақылауға арналған. Бейнекамераның істен шығу критерийі 3 С ішінде жаңа кадрдың болмауы болып табылады. 4.2.8. Телекоммуникация терминалдары Телекоммуникация терминалдары дирижабльді қашықтықтан басқаруға және дирижабльдің жердегі басқару пунктімен ақпараттық өзара іс-қимылына арналған. Телекоммуникация терминалдары жоғары жылдамдықты және төмен жылдамдықты байланыс арналарын, қолмен басқару пультінің байланыс арнасын іске асырады. Жоғары жылдамдықты арна келесі сипаттамаларға ие Деректерді беру қашықтығы (дирижабльдің круиздік ұшуы кезінде, ретрансляциясыз) 150 км дейін Деректерді беру жылдамдығы 16 Мбит/с дейін Интерфейс LAN Жиілік диапазоны 5750-5850 МГц Антеннаның электронды сканерлеу бұрышы азимут бойынша 360º, қадам бойынша-15º-ден +90º-ге дейін Төмен жылдамдықты арна келесі сипаттамаларға ие Деректерді беру қашықтығы (дирижабльдің круиздік ұшуы кезінде, ретрансляциясыз) 150 км дейін Деректерді беру жылдамдығы 32 Кбит / с Интерфейс RS-485 Жиілік диапазоны 5400-5405 МГц немесе 390-420 МГц Антеннаның электронды сканерлеу бұрышы азимут бойынша 360º, қадам бойынша-15º-ден +90º-ге дейін Телекоммуникация терминалдарының жиынтығы дирижабльдің жылдамдығы 80 км/сағ аспайтын және жердегі басқару пунктінің қозғалыс жылдамдығы 100 км/сағ аспайтын төмен жылдамдықты және жоғары жылдамдықты байланыс арналары бойынша екі жүз ронды байланысты қамтамасыз етеді. 119 Қолмен басқару пультінің байланыс арнасы дирижабльді 390 – 420 МГц немесе 5400 – 5405 МГц жиілік диапазонында көру сызығы аймағында 2 км дейінгі қашықтықта қолмен басқару пультінен басқаруға арналған. Борттық телекоммуникация терминалының қуат тұтынуы 380 Вт, қуат кернеуі 27 В. Жердегі телекоммуникация терминалының қуат шығыны 380 Вт, қуат кернеуі 27 В. Телекоммуникация терминалдарының істен шығу критерийі 10 С ішінде берілетін деректердің болмауы болып табылады. 4.2.9. Жер үсті басқару пункті Жердегі басқару пункті ұшу тапсырмасын енгізуге және беруге, қашықтан басқаруға, дирижабль мен басқару жүйесінің параметрлерін диагностикалауға және бақылауға арналған. Жерүсті басқару пункті көлік құралына орнатуды қалайтын жиынтықта жеткізіледі. Көлік құралында жерүсті басқару пунктін орналастыруға қойылатын талаптарды Тапсырыс беруші ұсынады. Оператордың жұмыс орнына сұйық кристалды экраны бар қорғалған компьютер кіреді. Компьютердің негізгі техникалық сипаттамалары Процесс-сора сағаттық жиілігі Кемінде ГГц ЖЖҚ көлемі 2 ГБ Дисплей Қиғаштан 24-30 дейін дірілден қорғайтын ЖКИЖ Жерүсті басқару пунктінің тұтынылатын қуаты 200 Вт аспайды. Басқару пунктінің функционалдық мүмкіндіктері графикалық интерфейсі бар арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді және байланыс арнасы арқылы сыртқы құрылғылармен (Джойстиктер, навигациялық жүйе) және дирижабльді басқарудың борттық жүйесімен өзара іс-қимыл жасау мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Ұшу деректерін көрсету және пайдаланушыға дирижабльді басқару мүмкіндігін беру мынадай терезелерді пайдалану арқылы жүзеге асырылады: - виртуалды при-Бурабай түрінде ұшу ақпаратын ұсыну; - дирижабльдің ағымдағы параметрлерін кесте түрінде ұсыну; 120 - бейнекамерадан ақпарат; - карталар; - дирижабль параметрлерін өзгерту графиктері; - ұшу тапсырмасын қалыптастыру; - қашықтан басқару. Жердегі басқару пункті бағдарламасы көрініс терезелерінің өлшемдері мен орналасуын өзгертуге мүмкіндік береді. Оператор интерфейсі ағылшын тілінде орындалады. Оператордың назарын аудару керек басқару жүйесінің оқиғалары мен күйлері туралы хабарлау үшін дыбыстық ескерту жүйесі қолданылады. Жер үсті басқару пунктінің істен шығу критерийі оның функцияларының бірін 3 С ішінде толтыру болып табылады. 4.3. Қамтамасыз ету түрлеріне қойылатын талаптар 4.3.1. Математикалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Басқару жүйесі қатты дене теңдеулеріне негізделген ди-риджабльдің математикалық моделін қолданады. Сыртқы бұзылуларды бағалай отырып, позициялық-траекториялық басқару алгоритмдері қолданылады. 4.3.2. Ақпараттық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Жүйе пайдаланушының таңдауы бойынша ұшу деректерін тұрақты жадта сақтай алуы керек. Басқару жүйесінде деректерді ұйымдастырудың құрылымы мен әдістері бойынша талаптар қойылмайды. Басқару жүйесінің борттық және жер үсті бөліктері арасындағы ақпарат алмасу телекоммуникация терминалдары арқылы борттық компьютер арқылы жүзеге асырылады. 4.3.3. Лингвистикалық қолдауға қойылатын талаптар Жүйені лингвистикалық қамтамасыз ету үшін келесі бағдарламалау тілдері қолданылады: - Matlab сценарийлері мен функцияларын сипаттау тілі; - Ақылмен. Жүйе UNIX, Qt платформасы үшін әзірленуде. 4.3.4. Бағдарламалық жасақтамаға қойылатын талаптар Сатып алынған бағдарламалық құралдардың тізімі: – Matlab & Simulink R2013a; – Maple 16; - QNX әскери; – Visual studio; – Solidworks; – ANSYS. 4.3.5. Техникалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар 121 Борттық басқару жүйесі MS - 104 форматындағы компьютерде салынған. Қорғалған корпуста орындалады. Өнеркәсіптік жүйеде қолданылатын барлық мониторлар. Дирижабльді қашықтан басқару органдары – авиациялық орындау. 4.3.6. Метрологиялық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Басқару жүйесінің дәлдігі осы Техникалық Тапсырманың 4.1.3.1-тармағында берілген сипаттамалар бойынша бағаланады. Дәлдік басқару жүйесінің штаттық құралдарымен бағаланады. 4.3.7. Ұйымдастырушылық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Ұсынылмайды. 4.3.8. Әдістемелік қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Тестілеу бағдарламасы мен әдістемелері МЕМСТ 19.301-79 мемлекеттік соққы стандартына сәйкес әзірленеді. 4.3.9. Патенттік тазалыққа қойылатын талаптар Жүйеде қолданылатын барлық техникалық және бағдарламалық құралдар бойынша лицензиялық келісімдердің талаптары сақталуы және патенттік тазалық қамтамасыз етілуі тиіс. 5. Жүйені құру жөніндегі жұмыстардың құрамы мен мазмұны Жұмыстарды орындау кезеңдерінің тізбесі № Кезең мазмұны Орындау мерзімі Ұзақтығы, ай. 1. Математикалық модельді әзірлеу Тₒ ÷ Тₒ+6 6 2. Басқару жүйесінің техникалық жобасын әзірлеу Тₒ+3 ÷ Тₒ+11 8 3. Жұмыс құжаттамасын әзірлеу Тₒ+11 ÷ Тₒ+16 5 4. Басқару жүйесін дайындау Тₒ+16 ÷ Тₒ+22 6 5. Қабылдау-тапсыру сынағы және басқару жүйесін жеткізу Тₒ+22 ÷ Тₒ+24 3 6. Іске қосу-реттеу жұмыстары және басқару жүйесінің ұшу сынақтарына қатысу Тₒ+24 ÷ Тₒ+27 3 Ескерту: T0-келісімшартқа қол қойылған күн. 122 Жұмыстарды орындаушы ұйымдардың тізбесін, осы жұмыстарды жүргізуге жауапты ұйымдардың анықтамасын Дого-ұры айқындайды. 6. Жүйені бақылау және қабылдау тәртібі 6.1. Жүйе екі түрлі сынақтан өтеді: 1. Жердегі қабылдау-тапсыру сынақтары. 2. Басқару жүйесінің ұшу сынақтары. Жүйенің жерүсті қабылдау-тапсыру сынақтарының құрамы, көлемі мен әдістері "жұмыс құжаттамасын әзірлеу" кезеңінде әзірленетін "сынақ бағдарламасы мен әдістемесі"құжатымен айқындалады. Жүйенің ұшу және сынау құрамы, көлемі мен әдістері "жұмыс құжаттамасын әзірлеу" кезеңінде әзірленетін "сынақ бағдарламасы мен әдістемесі"құжатымен анықталады. 6.2. Кезеңдер бойынша жұмыстарды қабылдауға қойылатын талаптар Кезең Қатысушылар Орны мен мерзімі Құжаттар Тақырыптық модельді әзірлеу Тапсырыс беруші және орындаушы Орындаушының аумағы, Т+ + 6 Қабылдау туралы Акт Басқару жүйесінің техникалық жобасын әзірлеу Тапсырыс беруші және орындаушы Орындаушының аумағы, Т+ + 11 Қабылдау туралы Акт Қабылдау-тапсыру әрекеті және басқару жүйесінің ставкасы Тапсырыс беруші және орындаушы Орындаушының аумағы, Т+ + 24 Қабылдау туралы Акт Сынақ хаттамалары Іске қосу-баптау жұмыстары және басқару жүйесінің ұшу сынақтарына қатысу Тапсырыс беруші және орындаушы Тапсырыс аумағы, Т+ + 27 Қабылдау туралы Акт Сынақ хаттамалары 7 жүйені қолданысқа енгізуге дайындау жөніндегі жұмыстардың құрамы мен мазмұнына қойылатын талаптар 7.1 техникалық іс-шаралар Т0 + 27 дейінгі мерзімде Тапсырыс беруші жүзеге асырады: - жұмыс құжаттамасына сәйкес дирижабльдің гон-долу-дағы басқару жүйесінің борттық бөлігін монтаждау және баптау; - жұмыс құжаттамасына сәйкес автомобильде жерүсті басқару пунктін монтаждау және баптау; 123 - "бағдарлама және сынақ әдістемесі" құжатында жазылған траекторияларды іске асыруға жарамды полигонды дайындау; - дирижабльді жөндеу және алдын алу жұмыстарына орналастыру үшін қайық үйін дайындау. 7.2 ұйымдастыру іс-шаралары Тапсырыс беруші Т0+27 дейінгі мерзімде жүзеге асырады: - телекоммуникация ішкі жүйесін пайдалануға рұқсат; - радиомаякты пайдалануға рұқсат; -автономды және қашықтан басқарылатын өріске рұқсат-Сіз дирижабль. 8 құжаттамаға қойылатын талаптар Жобаны орындау барысынд а құжаттаманың мынадай түрлері құрылады: Кезең Құжаттар Тақырыптық модельді әзірлеу Ғылыми-техникалық есеп. Қабылдау актісі Басқару жүйесінің техникалық жобасын әзірлеу Техникалық жобаның ведомосы. Техникалық жобаға түсіндірме жазба. Құрылымдық және функционалдық схемалар. Басқару жүйесінің борттық және жерүсті бөліктерінің қосылу схемалары. Басқару жүйесінің борттық бөлігінің жалпы түрінің сызбасы. Барлық элементтердің Габа-риттік және монтаждық сызбалары. Басқару жүйесінің бағдарламалық жасақтамасының құрылымдық схемасы. Қабылдау актісі Жұмыс құжаттамасын әзірлеу Жүйенің төлқұжаты. Пайдаланушы нұсқаулығы. Спецификация. Пайдалану жөніндегі Нұсқаулық. Бағдарлама және сынақ әдістері. Бағдарлама мәтіні. Бағдарламаларды Апи-лау Басқару жүйесін дайындау Сатып алынған өнімдердің тізімі 124
Сынақ хаттамасы. Қабылдау актісі Іске қосу-реттеу жұмыстары және басқару жүйесінің ұшу сынақтарына қатысу Сынақ хаттамасы. Қабылдау актісі 9. Даму көздері Осы Техникалық тапсырма "биіктіктегі стратосфералық ауа-жүзу платформасын құру мүмкіндіктерін зерттеу" ҒЗЖ негізінде әзірленді. 4.2. Жобалық тапсырма 4.1-бөлімде келтірілген мысалды қолдана отырып, робототехникалық жүйені әзірлеуге техникалық тапсырма жасаңыз. Нұсқалар студенттердің дипломдық жобаларының тақырыбымен анықталады немесе оқытушы Жеке береді. 4.3. Эскиздік жоба Эскиздік жоба ГОСТ 2.119-73 [47] сәйкес орындалады. Эс-киздік жоба, егер бұл техникалық тапсырмада көзделсе, әзірленеді. Эскиздік жоба техникалық жобаны әзірлеуге дейін жасау орынды болған кезде өнімнің жұмыс принципі және (немесе) құрылымы туралы жалпы түсінік беретін өнімнің негізгі (конструктивті, схемалық және т.б.) шешімдерін белгілеу мақсатында әзірленеді. Эскиздік жоба сатысында өнімнің және оның құрамдас бөліктерінің нұсқалары қарастырылады. Эскиздік жобаны осы кезеңде әртүрлі нұсқаларды қарастырмай-ақ жасауға болады. Эскиздік жобаны әзірлеу кезінде өнімге қойылатын талаптарды қамтамасыз ету үшін қажетті жұмыстар орындалады. Эскиздік жоба сатысында, егер олар қосымша деректер бере алмаса, Техникалық ұсыныс сатысында келтірілген жұмыстар қайталанбайды. Бұл жағдайда бұрын жүргізілген жұмыстардың нәтижелері түсіндірме жазбада көрсетіледі. Эскиздік жобаның құжаттар жиынтығына техникалық тапсырмада көзделген ГОСТ 2.102-68 сәйкес конструкторлық құжаттар кіреді. 125 Қарауға, келісуге және бекітуге ГОСТ 2.106-96 бойынша құрастырылған эскиздік жобаның құжат-тарын ұсынады. Өнімнің әртүрлі нұсқаларын қамтитын дизайн құжаттары ГОСТ 2.118-73 бойынша әртүрлі нұсқалар туралы мәліметтерді орналастыру, суреттерді орналастыру бөлігінде орындалады вариантов, построе-ния таблиц, содержащих данные различных вариантов и т. п. Эскиздік жобаның жалпы түрінің сызбасы жалпы жағдайда: а) бұйымның конструктивтік құрылымын, оның құрамдас бөліктерінің өзара іс-қимасын және Делиден жұмыс істеу принципін түсіну үшін қажетті бұйымның бейнесі (түрлері, қималары), мәтіндік бөлігі және жазулары; б) деректер (техникалық сипаттамалары, саны, материал туралы нұсқаулар, жұмыс принципі және т. б.) көрсетілуі қажет немесе жазбасы жалпы түрдегі сызбаның суреттерін түсіндіру, өнімнің жұмыс принципін сипаттау, құрамы туралы нұсқаулар және т. б. қажет өнімнің құрамдас бөліктерінің атаулары, сондай-ақ белгілері. ; в) суреттерге қолданылатын өлшемдер және басқа деректер; г) схема, егер қажет болса, бірақ оны жеке құжатпен рәсімдеу практикалық емес; д) өнімнің техникалық сипаттамалары, егер бұл жалпы көріністің сызбасы бойынша нұсқаларды салыстырудың ыңғайлылығы үшін қажет болса. Егер бұл ретте әзірленген бұйымның конструктивтік құрылғысын, оның құрамдас бөліктерінің өзара іс-қимылын және бұйымның жұмыс істеу қағидатын түсіну қамтамасыз етілсе, кескіндер жұмыс сызбалары үшін ЕБЖ стандарттарында көзделген барынша оңайлатулармен орындалады. Бұйымның құрамдас бөліктерінің жекелеген бейнелері бүкіл бұйымның суреттері бар бір жалпы параққа немесе жалпы түрдегі сызбаның жеке парақтарына орналастырылады. Бұйымның құрамдас бөліктерінің жалпы түрдегі атаулары мен белгілері мынадай тәсілдердің бірімен көрсетіледі: -жол сөрелерінде; - Делиден алынған суретпен бір параққа орналастырылған кестеде; -ГОСТ 2.301-68 бойынша А4 форматындағы жекелеген парақтарда жалпы түрдегі сызбаның келесі парақтары ретінде орындалған кестеде. Сөрелерде кесте болған жағдайда, сызықтар кестеге енгізілген құрамдас бөліктердің позицияларының өлшемін көрсетеді. Кесте жалпы жағдайда бағаннан тұрады: "Поз.", "Белгілеу", "Саны", "Қосымша нұсқаулар". 126 Құрамдас бөліктерді кестеге жазу мынадай тәртіппен жүргізіледі: - қарызға алынған бұйымдар; - сатып алынған өнімдер; - жаңадан әзірленетін бұйымдар. Жалпы түрдегі сызба элементтері (позиция нөмірлері, техникалық талаптардың мәтіні, жазулар және т.б.) жұмыс сызбалары үшін ЕСКД стандарттарында белгіленген ережелерге сәйкес орындалады. Эскиздік жобаның ведомосіне құжат қандай нұсқаға жататынына қарамастан, ГОСТ 2.106-96 белгілеген тәртіппен эскиздік жобаның құжаттар жинағына енгізілген барлық конструкторлық құжаттар жазылады. "Ескертпе" бағанында осы құжатқа сәйкес келетін нұсқаны көрсетуге жол беріледі. Эскиздік жобаның түсіндірме жазбасы ГОСТ 2.106-96 бойынша келесі негізгі талаптарды ескере отырып орындалады: а) "кіріспе" бөлімінде техникалық тапсырманың атауы, нөмірі және бекітілген күні көрсетіледі; б) "әзірленетін бұйымның мақсаты мен қолданылу саласы" бөлімінде техникалық тапсырмадан, сондай-ақ - Облыстың қысқаша сипаттамасы және өнімді қолдану шарттары; - осы өнімді қолдануға арналған Объектінің жалпы сипаттамасы; в) "Техникалық сипаттама" бөлімінде: - өнімнің негізгі техникалық сипаттамалары (қуат, айналым саны, өнімділік, электр энергиясын, отынды тұтыну, пайдалы әсер коэффициенті және басқа параметрлер); - ауытқу негіздемесі бар ТТ белгіленген талаптарға сәйкестігі немесе ауытқуы туралы мәліметтер; -өнімнің негізгі сипаттамаларын аналогтармен (отандық және шетелдік)салыстыру; г) "таңдалған құрылымның сипаттамасы мен негіздемесі" бөлімінде: - құрылымның сипаттамасы, осы кезеңде қабылданған принципті шешімдердің негіздемесі (конструктивті, схемалық және т. б.); - макеттердің мақсаты туралы мәліметтер, сынақ бағдарламасы мен әдістемесі (немесе сынақ бағдарламасы мен әдістемесіне сілтеме), сынақ нәтижелері және макеттердің берілген талаптарға сәйкестігін бағалау деректері; - макеттердің фотосуреттері (қажет болған жағдайда); 127 - макеттер жасалған негізгі конструкторлық құжаттардың белгілері, Сынақ хаттамасының нөмірі мен күні және т. б.; - технологиялылық туралы мәліметтер; - патенттік тазалыққа қабылданған шешімдерді тексеру деректері; - осы әзірлеуде өнертабыстарды пайдалану туралы, жаңа өнертабыстарға берілген өтінімдер туралы мәліметтер; - бұйымның техника-лық қауіпсіздік және өндірістік санитария талаптарына сәйкестігі туралы мәліметтер; - бұйымды орау және тасымалдау туралы алдын ала мәліметтер; -делиядан әзірленетін жаңа бұйымдар мен материалдарға қойылатын техникалық талаптар, оларды басқа ұйымдар әзірлеуі тиіс; -өнімде қолданылатын қарызға алынған (бұрын әзірленген) құрамдас бөліктердің, сатып алынатын бұйымдар мен материалдардың техникалық сипаттамалары, жұмыс режимдері, кепілдік мерзімдері, пайдалану шарттары бойынша әзірленетін бұйымға сәйкестігі туралы мәліметтер; - бұйымдарды дайындау технологиясының негізгі мәселелері; д) "конструкцияның жұмыс қабілеттілігі мен сенімділігін растайтын есептеулер" бөлімінде: - өнімнің өнімділігін растайтын болжамды есептеулер (кинематикалық, электрлік, жылу және т. б.); - өнімнің сенімділігін растайтын болжамды есептеулер (беріктік, жөндеуге жарамдылық көрсеткіштерін есептеу және т.б.). Есептеулердің үлкен көлемімен олар жеке құжаттар түрінде жасалуы мүмкін, ал бөлімде тек нәтиже беріледі; е) "әзірленетін бұйымды қолдана отырып жұмыстарды ұйымдастырудың сипаттамасы" бөлімінде пайдалану орнында бұйыммен жұмыстарды ұйымдастыру туралы алдын ала мәліметтер келтіріледі, оның ішінде: - техникалық тапсырмада көзделген режимдер мен жағдайларда бұйыммен жұмыс істеу тәсілдері мен тәсілдерін сипаттау; - өнімді тасымалдау, монтаждау және сақтау және оны пайдалану орнында қолданысқа енгізу, сондай-ақ сақтау және пайдалану кезінде қызмет көрсету тәртібі мен тәсілдерінің сипаттамасы; - қызмет көрсетуші персоналдың біліктілігі мен саны туралы мәліметтер; ж) "күтілетін техникалық-экономикалық көрсеткіштер" бөлімінде экономикалық көрсеткіштердің шамамен есептеулері келтіріледі; з) "стандарттау және біріздендіру деңгейі" бөлімінде өнімде стандартты, біріздендірілген және қарызға алынған құрастыру бірліктері мен бөлшектерін пайдалану бойынша алдын ала мәліметтер келтіріледі; 128 Түсіндірме жазбаға қосымшада мыналар келтірілген: - техникалық тапсырманың көшірмесі; - қажет болған жағдайда бұйымды әзірлеудің келесі сатысында жүргізілуі тиіс жұмыстардың тізбесі; - конструкторлық құжаттармен келмейтін көркемдік-конструкторлық пысықтау материалдары; - Пайдаланылған әдебиеттер тізімі және т. б.; - эскиздік жобаны әзірлеу кезінде пайдаланылатын және өнімді әзірлеуші басқа кәсіпорындар мен ұйымдардан алатын құжаттардың тізбесі (авторлық куәліктер, патенттік зерттеулер туралы есеп, әзірленетін бұйымдар өндірісінің қажетті көлемі туралы анықтама және т. б.); бұл ретте түсіндірме жазбаға қосымшадағы құжаттар қамтылмайды, бірақ түсіндірме жазбада мыналар болуы мүмкін:осы құжаттардан қажетті мәліметтер (мысалы, өнертабыс заты, тоқсанға, жылға, бесжылдыққа қажетті өнім саны), сондай-ақ құжаттың немесе ілеспе хаттың нөмірі мен күні. Эскиздік жобаны әзірлеу кезінде мынадай жұмыстар жүргізіледі: а) ықтимал шешімдердің нұсқаларын орындау, нұсқалардың ерекшеліктерін анықтау (құрамдас бөліктердің нұсқаларының сипаттамалары және т. б.), оларды конструкторлық пысықтау; б) бұйымды буып-түю және тасымалдау мәселелерін алдын ала шешу; в) бұйымның және (немесе) оның құрамдас бөліктерінің жұмыс принципін тексеру мақсатында макеттерді дайындау және сынау; г) ТК белгілеген сенімділік көрсеткіштерін қамтамасыз етуге бағытталған техникалық шешімдерді әзірлеу және негіздеу; д) бұйымды бақылау (сынау, талдау, өлшеу)құралдарын таңдаудың технологиялылығы мен дұрыстығына бағалау; е) стандарттау және біріздендіру көрсеткіштері бойынша бұйымды бағалау; ж) бұйымның эр-гономика, техникалық эстетика талаптарына сәйкестігіне қатысты оны бағалау; з) патенттік жиілікке және бәсекеге қабілеттілікке нұсқаларды тексеру, өнертабысқа өтінімдерді ресімдеу; и) нұсқалардың қауіптілігі жоқ техника және өндірістік санитария талаптарына сәйкестігін тексеру; к) қаралатын нұсқаларды салыстырмалы бағалау, әзірленетін бұйымды метрологиялық қамтамасыз ету мәселелері. Салыстыру өнімнің сапа көрсеткіштері бойынша жүзеге асырылады (мақсаты, сенімділігі, технологиялылығы, стандарттау және біріздендіру, экономикалық, эстетикалық, эргономикалық); л) өнімнің оңтайлы нұсқасын (нұсқаларын) таңдау, таңдаудың негіздемесі; принципті шешімдер қабылдау; растау 129 (немесе нақтылау) өнімге қойылатын, ТТ-мен белгіленген талаптарды және техникалық тапсырмамен және техникалық ұсыныспен белгіленбеген техникалық-экономикалық сипаттамалар мен әзіршілерді айқындау; м) басқа кәсіпорындар (ұйымдар)әзірлеуі тиіс, қабылданған принципті шешімдер негізінде жаңа бұйымдар мен материалдарды анықтау; н) ТТ көзделген жұмыстарға қосымша әзірлеудің кейінгі сатысында жүргізілуі тиіс жұмыстардың тізбесін жасау; о) дайындау технологиясының негізгі мәселелерін пысықтау; п) осы кезеңде техникалық тапсырмада көзделген стандарттарды әзірлеу бойынша ұсыныстар дайындау (қолданыстағы стандарттарға қайта қарау және өзгерістер енгізу). 4.4. Техникалық жоба Техникалық жоба ГОСТ 2.120-73 сәйкес орындалады [48]. Техникалық жоба, егер бұл техникалық тапсырмада, техникалық ұсынысты немесе эскиздік жобаны қарау хаттамасында көзделсе, әзірленеді. Техникалық жоба өнімнің құрылымы туралы толық түсінік беретін түпкілікті техникалық шешімдерді анықтау мақсатында әзірленеді, егер бұл жұмыс құжаттамасын әзірлемес бұрын жасалуы керек болса. Қажет болған жағдайда техникалық жоба бұйымның жекелеген құрамдас бөліктерінің нұсқаларын әзірлеуді көздеуі мүмкін. Бұл жағдайларда оңтайлы нұсқаны таңдау өнімнің прототиптерін сынау нәтижелері негізінде жүзеге асырылады. Техникалық жобаны әзірлеу кезінде өнімге қойылатын талаптарды қамтамасыз ету үшін қажетті және әзірленген бұйымның дизайны туралы толық түсінік алуға, оның техникалық тапсырма талаптарына сәйкестігін, технологиялылығын, дайындаудың күрделілік дәрежесін, буып-түю тәсілдерін, пайдалану орнында тасымалдау және монтаждау мүмкіндіктерін, пайдаланудың ыңғайлылығын, орындылығын бағалауға ниет білдіретін жұмыстарды орындайды және қайта монтаждау мүмкіндігі және т. б. Қажетті жұмыстардың тізбесін әзірлеуші бұйымның сипаты мен мақсатына қарай айқындайды және егер бұйым Қорғаныс министрлігінің тапсырысы бойынша әзірленсе, казчикпен келісіледі. Материалдық макеттер әзірленетін бұйымның және (немесе) оның құрамдас бөліктерінің конструктивті және схемалық шешімдерін тексеруге (қажет болған жағдайда-Тапсырыс берушінің немесе тұтынушының объектісінде), сондай – ақ түпкілікті растауға арналуы тиіс 130 қабылданған шешімдер. Макеттерді сынау МЕМСТ 2.106-96 бойынша әзірленген сынақ бағдарламасы мен әдістемесіне сәйкес жүргізілуі тиіс. Макеттерді дайындау қажеттілігін және олардың санын әзірлеуші ұйым белгілейді (егер қажет болса, Тапсырыс берушімен бірге). Техникалық жобаға техникалық тапсырмада және техникалық ұсынысты, эскиздік жобаны қарау хаттамасында көзделген ГОСТ 2.102-68 сәйкес конструкторлық құжаттар кіреді. Электрондық нысандағы құжаттарды орындау кезінде бұйымның электрондық құрылымы және бұйымның (құрастыру бірлігінің, кешеннің) электрондық моделі техникалық жобаның тиісті сатысына сәйкес келетін детальдау дәрежесімен орындалады. Техникалық жобаны әзірлеу кезінде, егер бұл құжаттар Техникалық жобаның құжаттарына қойылатын талаптарға сәйкес келсе немесе оларға осындай сәйкестікті қамтамасыз ету мақсатында өзгерістер енгізілсе, алдыңғы кезеңдерде әзірленген жекелеген құжаттар пайдаланылуы мүмкін. Пайдаланылған құжаттарға "Т" әрпі беріледі. Материалдық макеттерді дайындау үшін әзірленетін конструкторлық құжаттар Техникалық жобаның құжаттар жиынтығына енгізілмейді. Қарауға, келісуге және бекітуге МЕМСТ 2.106-96 бойынша жинақталған техникалық жобаның құжаттарын ұсынады. Тапсырыс берушімен келісім бойынша техникалық жоба құжаттарының түпнұсқаларын ұсынуға жол беріледі. Техникалық жобаның (қағаз немесе электрондық) құжаттарын ұсыну нысаны, егер ол техникалық тапсырмада немесе техникалық ұсынысты (немесе эскиздік жобаны) қарау хаттамаларында көрсетілмесе, әзірлеуші Тапсырыс берушінің келісімі бойынша айқындайды. Техникалық жоба құжаттарының жиынтығына ұсынудың әртүрлі нысандарындағы құжаттарды енгізуге жол беріледі. Техникалық жобаға арналған құрастыру бірлігінің жалпы түрінің сызбасы немесе оған баламалы электрондық моделі МЕМСТ 2.119-73 бойынша орындалады. Сонымен қатар, жалпы түрдегі сызбада (немесе оған баламалы құрастыру бірлігінің электронды моделі) қажет болған жағдайда: - бөлшектердің таңдалған қонуы туралы нұсқаулар (ГОСТ 2.307 - 68 бойынша түйісетін беттердің өлшемдері мен шекті ауытқулары жазылады); - өнімге қойылатын техникалық талаптар, мысалы, өнімнің қажетті сапасын қамтамасыз ететін белгілі бір жабындарды, орамаларды сіңдіру әдістерін, дәнекерлеу әдістерін қолдану туралы (бұл талаптар кейіннен жұмыс құжаттамасын әзірлеу кезінде ескерілуі керек); 131 - сызбаларды немесе баламалы электрондық модельдерді кейіннен әзірлеу үшін қажет өнімнің техникалық сипаттамалары. Техникалық жобаның ведомосіне МЕМСТ 2.106-96 белгілеген тәртіппен техникалық жобаға енгізілген барлық конструкторлық құжаттар жазылады. Техникалық жоба құжаттарының жиынтығына ұсынудың әртүрлі нысандарындағы құжаттарды (қағаз немесе электрондық нысанда) енгізуге жол беріледі, бұл ретте "Ескертпе" бағанында құжатты ұсыну нысанын көрсету ұсынылады. Техникалық жобаның түсіндірме жазбасы ГОСТ 2.106-96 бойынша бөлімдердің мазмұнына қойылатын келесі негізгі талаптарды ескере отырып орындалады: а) "кіріспе" бөлімінде техникалық тапсырманың атауы, нөмірі және бекітілген күні көрсетіледі. Егер техникалық жобаны әзірлеу техникалық тапсырмада емес, техникалық ұсынысты немесе эскиздік жобаны қарау хаттамасында көзделсе, онда істер "техникалық жобаны әзірлеу ҰБТ эскиздік жобасында көзделген" типі бойынша жазба болып табылады және эскиздік жобаны қарау хаттамасының нөмірі мен күнін көрсетеді; б) "әзірленетін бұйымның мақсаты мен қолданылу саласы" бөлімінде мыналар көрсетіледі: - Облыстың қысқаша сипаттамасы және өнімді қолдану шарттары; - осы бұйым қолдануға арналған Объектінің жалпы сипаттамасы (қажет болған жағдайда); - пайдалану жағдайында өнімнің сапа көрсеткіштерінің тұрақтылығын қамтамасыз етуі тиіс негізгі деректер; в) "Техникалық сипаттама" бөлімінде: - өнімнің негізгі техникалық сипаттамалары (қуат, айналым саны, өнімділік, электр энергиясын, отынды тұтыну, пайдалы әсер коэффициенті және өнімді сипаттайтын басқа параметрлер); -техникалық тапсырмада және әзірлеудің алдыңғы кезеңдерінде белгіленген талаптарға сәйкестігі немесе ауытқуы туралы мәліметтер, егер олар жүргізілген болса, онда ауытқу негіздемесімен; г) "таңдалған құрылымның сипаттамасы мен негіздемесі" бөлімінде: -таңдалған конструкцияның, схемалардың, қаптаманың (егер қаптама көзделген болса) және техникалық жобаны әзірлеу сатысында қабылданған және тексерілген басқа да техникалық шешімдердің сипаттамасы мен негіздемесі. Қажет болса, суреттер келтіріңіз; 132 - өнімнің негізгі техникалық сипаттамаларын аналогтармен (отандық немесе шетелдік) салыстыру деректері немесе техникалық деңгей мен сапа картасына сілтеме береді; - бұйымның технологиялылығын бағалау, оның ішінде жаңа жабдықты әзірлеу немесе сатып алу қажеттілігінің негіздемесі; патенттік тазалықты және бәсекеге қабілеттілікті қамтамасыз ету жөніндегі талаптарға сәйкестігіне түпкілікті техникалық шешімдерді бағалау; - пайдаланылған өнертабыстар туралы мәліметтер (басымдық күнін көрсете отырып, авторлық куәліктердің нөмірлері немесе өнертабысқа өтінімдердің нөмірлері); -материалдық макеттерді (егер олар жасалған болса), электрондық макеттерді (егер олар әзірленген болса) сынау нәтижелері және макеттердің берілген талаптарға, оның ішінде эргономикаға, техникалық эстетикаға сәйкестігін бағалау. Қажет болса, материалдық макеттердің фотосуреттерін келтіріңіз. Анықтамалар үшін материалдық макеттер жасалған негізгі конструкторлық құжаттардың белгілерін, сынақтар бойынша есептің (немесе) хаттаманың нөмірі мен күнін және т. б. көрсетуге жол беріледі.; -өнімде қолданылатын қарызға алынған (бұрын әзірленген) құрамдас бөліктердің, сатып алынатын бұйымдар мен материалдардың техникалық сипаттамалары, жұмыс режимдері, кепілдік мерзімдері, пайдалану шарттары бойынша әзірленетін бұйымға сәйкестігі туралы мәліметтер; - тапшы бұйымдар мен материалдарды қолдану қажеттілігінің негіздемесі; - тасымалдау және сақтау туралы мәліметтер; - бұйымның техника-лық қауіпсіздік және өндірістік санитария талаптарына сәйкестігі туралы мәліметтер; д) "конструкцияның жұмыс қабілеттілігі мен сенімділігін растайтын есептеулер" бөлімінде: - өнімнің жұмыс қабілеттілігін растайтын есептеулер (кинематикалық, электрлік, жылу, гидравликалық және пневматикалық жүйелердің есептеулері және т. б.); -өнімнің сенімділігін растайтын есептеулер (беріктік, жөндеуге жарамдылық, сақталу көрсеткіштері және т.б. есептеулер). Есептеулердің әрбір түрі үшін автоматтандырылған жүйелерді бағдарламалық және ақпараттық қамтамасыз ету құралдары көрсетіледі (олар есептеулерді орындау үшін қолданылған жағдайда); - бұйымның қауіпсіздігі және оның қоршаған ортаға әсері туралы мәліметтер; - өнімді кәдеге жарату жөніндегі мәліметтер". 133 Есептеулердің үлкен көлемімен олар жеке құжаттар түрінде ресімделуі мүмкін; бұл ретте осы бөлімде есептеулердің нәтижелері ғана келтіріледі; е) "әзірленетін бұйымды қолдана отырып жұмыстарды ұйымдастырудың сипаттамасы" бөлімінде пайдалану орнында делиймен жұмыстарды ұйымдастыру туралы мәліметтер келтіріледі, оның ішінде: - техникалық тапсырмада көзделген режимдер мен жағдайларда өніммен жұмыс істеудің нақты тәсілдері мен тәсілдерін сипаттау; - бұйымды тасымалдау, монтаждау және сақтау және оны пайдалану орнында қолданысқа енгізу тәртібі мен тәсілдерінің сипаттамасы; -бұйымның пайдалану деректерін бағалау (бір-бірімен алмастырылатын, қызмет көрсету ыңғайлылығы, жөндеуге жарамдылығы, сыртқы орта әсерінің тұрақтылығы және істен шығуды тез жою мүмкіндігі); - қызмет көрсетуші персоналдың біліктілігі мен саны туралы мәліметтер; ж) "күтілетін техникалық-экономикалық көрсеткіштер" бөлімінде: - экономикалық көрсеткіштер, қажетті есептеулер; - тәжірибелік және сериялық өнімнің бағасын және өндірісті ұйымдастыруға және пайдалануға арналған шығындарды шамамен есептеу; з)" стандарттау және біріздендіру деңгейі " бөлімінде:– диагностикалық жүйе; - апаттық жүйе; - бейнекамера. Басқару жүйесін одан әрі нақтылау қажет болған жағдайда жүргізілуі мүмкін. Алынған ауызша сипаттаманың негізінде құрылымдық схема жасалады, ол тізімделген элементтердің болуын және олардың арасындағы байланысты көрсетеді. Құрылымдық схеманың мысалы суретте көрсетілген. 4.4. Айта кету керек, құрылымды құру барысында- 138 тур схемасын оңтайландыру жүргізілуі мүмкін. Мысалы, суретте көрсетілген құрылымда. 4.4. борттық компьютер диа-гностикалық жүйемен біріктірілген, телекоммуникация терминалдары басқару жүйесіне қосылған, Джойстиктер мен педальдар жеке блоктар түрінде ұсынылған. Осылайша, құрылымдық схемаларды әзірлеу кезінде екі эвристикалық әдісті қолдануға болады: 1) ұқсас құрылымдық схеманы немесе әзірлеуге жақын аймақтан жалпыланған құрылымдық схеманы пайдалану және оны өзгерту; 2) схеманың көп деңгейлі иерархиялық бөлшектерін пайдалану. Сурет. 4.4. Басқару жүйесінің құрылымдық схемасының мысалы Құрылымдық схеманы әзірлеу роботтың функцияларын талдау негізінде жүзеге асырылуы мүмкін. Функционалды құрылым схемасы әдетте мыналарды қамтиды: - функционалдық құрылым элементтері; - функциялар немесе міндеттер, робот немесе оператор функцияларды іске асырған кезде орындалатын әрекеттер жиынтығы; 139 -байланыстар арқылы берілетін хабарламалардың немесе сигналдардың мазмұнын және қажет болған жағдайда басқа типтегі байланыстарды қысқаша көрсете отырып, элементтер мен сыртқы орта арасындағы ақпараттық байланыстар; - функционалды құрылым бөліктерінің егжей-тегжейлі схемалары (қажет болған жағдайда). Функционалды құрылымның схемасы техникалық немесе эскиздік жобалау кезеңінде жасалады. Роботтың функционалды схемасын әзірлеудің бастапқы кезеңі оның функцияларын талдау болып табылады, ол үшін диаграммаларды қолдану әдеттегідей-біз құрылғыларды қолдану тәсілдері. Мұндай диаграмманың мысалы суретте көрсетілген. 4.5. Сурет. 4.5. Роботты қолдану диаграммасы Суретте көрсетілген Диаграмма. 4.5, НПУ операторының көзқарасы бойынша басқару жүйесі басқару және бақылау функцияларын орындай алатындығына негізделген. 4.6. Жобалық тапсырма 4.5-бөлімде келтірілген мысалдарды қолдана отырып, роботты қолданудың құрылымдық схемасы мен диаграммасын жасаңыз. Тапсырмалардың нұсқалары студенттердің дипломдық жобаларының тақырыбымен анықталады немесе оқытушы Жеке береді. 140 4.7. Роботты басқару жүйесін аппараттық енгізу Робототехникалық құрылғыны басқару жүйесін аппараттық іске асыру сипаттамаларды талдауға және элементтік базаның мәнін таңдауға негізделген. Әр элемент үшін элементтік базаны таңдау барысында талаптар (критерийлер) жиынтығы қалыптасады және элементтердің осы талаптарға сәйкестігіне талдау жасалады. Робототехникалық құрылғының әртүрлі элементтері үшін бірқатар жалпы және бірқатар нақты критерийлерді тұжырымдауға болады. Жалпы критерийлерге мыналар жатады: - пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі; - пайдалану ыңғайлылығы, техникалық қолдаудың болуы; - құны; - сенімділік; - жеткізу мерзімі. Автономды Аэронавтика кешенінің мысалында робот-техникалық құрылғыға арналған типтік жабдықты таңдау процедураларын қарастырыңыз. Датчиктер үшін тізімделген жалпы талаптарға қосымша бірқатар арнайы талаптарды қосуға болады: - өлшеу диапазоны; - қате; – сауалнама жиілігі; - интерфейс. Датчиктерді бастапқы іріктеу мынадай критерийлер бойынша жүргізіледі: пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестік; өлшеу диапазоны; қателік; сауалнама жиілігі. Датчиктердің қажетті дәлдігін бағалау ана-литикалық немесе сандық есептеулерге негізделуі мүмкін. Роботтардың сызықтық емес модельдерін қолданған кезде аналитикалық есептеулер қиын, сондықтан сандық модельдеуді қолдану қажет. Датчиктердің дәлдігі туралы екі мәселе бар – түзу және кері. Тікелей мәселені шешкен кезде сенсордың қателігі белгілі, осы күнәға байланысты басқару жүйесінің қателігін анықтау қажет. Кері мәселені шешкен кезде жабық жүйенің рұқсат етілген қателігі белгілі, сенсордың максималды қателігін анықтау қажет. Датчиктердің қажетті қателігін анықтау үшін тікелей есепті шешудегі бастапқы деректер: - Робот моделі; - басқару алгоритмдері; 141 - сенсорлық қателік моделі. Келесі мәліметтер берілсін: - автономды роботты дирижабль моделі; - позициялық-траекториялық басқару алгоритмдері; - навигациялық жүйенің қателіктері 5 м позиция бойынша, бұрыштық координаталар бойынша 0,3 градус, сызықтық жылдамдықтар бойынша 0,2 м / с, бұрыштық жылдамдықтар бойынша 0,0002 рад / с. навигациялық жүйенің қателіктерінің корреляция уақыты-33 С. Бұл мәселені шешу үшін біз бұрын жасалған роботты дирижабльді басқару жүйесін модельдеу бағдарламасын қолданамыз. Модельдеу кешеніне қатені енгізу үшін реттегіште күй айнымалыларына қате қосу керек. Мысалы, егер басқаруды есептеу нақты файлда жүзеге асырылса, онда бұл қателер келесідей енгізілуі мүмкін: % измерение координаты x0 x0=y_vec(1)-1*5.0*sin(0.03*tk); % измерение координаты y0 y0=y_vec(2)+1*5.0*sin(0.035*tk+1); % измерение координаты z0 z0=y_vec(3)+1*5.0*sin(0.025*tk+1); % измерение угла рысканья psi=y_vec(4)+1*0.3*3.14/180.0*sin(0.02*tk-0.5); % измерение угла тангажа upsilon=y_vec(5)+1*0.5*3.14/180.0*sin(0.02*tk+0.5); % измерение угла атаки gamma=y_vec(6)-1*0.3*3.14/180.0*sin(0.03*tk-0.2); % X измерение продольной скорости Vx=x_vec(1)-1*0.5*sin(0.032*tk+0.2); % измерение вертикальной скорости Vy=x_vec(2)+1*0.2*sin(0.033*tk-0.1); % измерение поперечной скорости Vz=x_vec(3)-1*0.2*sin(0.023*tk-0.4); % измерение угловой скорости wx wx=x_vec(4)+1*0.0002*sin(0.03*tk-0.2); % измерение угловой скорости wy wy=x_vec(5)+1*0.0002*sin(0.03*tk+0.2); % измерение угловой скорости wz wz=x_vec(6)-1*0.0002*sin(0.03*tk-0.6); Әрі қарай модельдеу жүргізіледі және тұйық жүйенің қателіктері анықталады. Мысалы, күріште. 4.6-4.8 10 м/с жылдамдықпен түзу сызық бойымен қозғалу кезінде дирижабльдің координаттары мен жылдамдықтарын ұсынады. 142 0 100 200 300 400 500 600 700 0 5000 10000 0 100 200 300 400 500 600 700 480 500 520 540 0 100 200 300 400 500 600 700 -10 0 10 20 Сурет. 4.6. Дирижабльдің сызықтық координаттары Суретте. 4.6 сызықтық координаттардың графиктері ұсынылған, олардан- биіктігі бойынша максималды қателік шамамен 9 м, ал көлденең жазықтықта-12 м. 0 100 200 300 400 500 600 700 -0.05 0 0.05 0 100 200 300 400 500 600 700 -0.1 0 0.1 0 100 200 300 400 500 600 700 -5 0 5 x 10 -3 Сурет. 4.7. Дирижабльдің бұрыштық координаттары Суретте. 4.7 бұрыштық координаттардың өзгеру графиктері берілген дирижабльдер, олардан иілу бұрыштарындағы қателіктер шығады мен 1,5 градусқа дейін, ал орамның бұрышында 0,2 градусқа дейін0 100 200 300 400 500 600 700 0 2 4 6 8 10 12 -0.4 -0.2 0 Сурет. 4.8. Дирижабльдің сызықтық жылдамдығы 143 Суретте. 4.8 дирижабльдің көлденең ұшуының өзгеру кестесі ұсынылған, одан қателік шегі 0,6 м/с дейін. Алынған нәтижелер негізінде белгілі бір навигация жүйесінің жарамдылығы туралы қорытынды жасалады. Сонымен қатар, сенсорлардың қателіктерінен басқа, жетектердің қателіктері де бар екенін ескеру қажет, сондықтан жүйенің рұқсат етілген қателігі-біз датчиктер мен толықтыру механизмдеріне байланысты бөліктерге бөлінуіміз керек. Сонымен қатар, қатенің бір бөлігі модельді жеңілдету мен болжамдарға байланысты болуы мүмкін. Мысалы, басқару жүйелерін синтездеу кезінде әр түрлі элементтерде пайда болатын атқарушылық механизмдер мен кідірістердің динамикасы ескерілмейді. Кері мәселені шешкен кезде басқару жүйесінің қателіктері рұқсат етілген шекті мәндерден аз болғанша сенсорлардың қателіктерін арттыру немесе азайту қажет. Әрі қарай, таңдалған нұсқалардың ішінен толық критерийлер бойынша бір сенсор таңдалады: интерфейс; пайдалану ыңғайлылығы, техникалық қолдаудың болуы; құны; сенімділігі; жеткізу мерзімі. Келесі талаптарды қанағаттандыратын ауа жылдамдығының сенсорын таңдау керек: -дирижабльдерде немесе тікұшақтарда пайдалануға арналған; - -40-тан +60 °С-қа дейінгі температура диапазоны; - өлшеу диапазоны 1-ден 40 м/с-қа дейін; - 3-ке дейінгі қателік %; - торайдың жиілігі 1 Гц. Бастапқы шолу әуе жылдамдығының датчиктерінің келесі түрлерін берді делік: 1) Ауа қысымы датчиктерінің блогы және ТекНол әуе сиг-налов жүйелері: - өлшеу диапазоны 10-150 м / с; - 1,4 м/с қателік; – 10 Гц сауалнама жиілігі; -RS-422 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі-ұшқышсыз ұшу аппараттарында пайдалануға арналған, температура диапазоны -40-тан +75 °С-қа дейін; – пайдалану ыңғайлылығы, техникалық қолдаудың болуы-бар; - құны-15 000 рубль; - сенімділік-кепілдік мерзімі 2 жыл; - жеткізу мерзімі-3 ай; 144 2) VAISALA WINDCAP® wmt700 жел сенсоры: - өлшеу диапазоны 0 - 75 м/с; - қате 3 %; - 4 Гц сауалнама жиілігі; -RS485, RS422, RS232, SDI-12 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі-метеостанцияларда пайдалануға арналған, температура диапазоны -55-тен +70 °С-қа дейін, IP67 класы; – пайдалану ыңғайлылығы, техникалық қолдаудың болуы-бар; - құны-45 000 рубль; - сенімділік-кепілдік мерзімі 3 жыл; - жеткізу мерзімі-6 ай; 3) WindMaster Pro 3 сенсоры-Axis Anemometer - өлшеу диапазоны 0-65 м/с; - қате 2 %; – 10 Гц сауалнама жиілігі; - RS232, RS422, RS485 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі-метеостанцияларда пайдалануға арналған, температура диапазоны -50-ден +70 °С-қа дейін, IP67 класы; – пайдалану ыңғайлылығы, техникалық қолдаудың болуы-бар; - құны-50 000 рубль; - сенімділік-кепілдік мерзімі 3 жыл; - жеткізу мерзімі-5 ай. Датчиктерді мақсатқа және пайдалану шарттарына сәйкес талдау; өлшеу диапазоны; қателіктер; бірінші сенсор берілген диапазонға сәйкес келмейтін VI-Dim сауалнамасының жиілігі, сондықтан соңғы екі сенсор қарастырылады: Vaisala WINDCAP® WMT700 және WindMaster Pro 3-Axis Anemometer. Барлық критерийлерді біріктіре отырып, біз WindMaster Pro 3-Axis Anemometer сенсорын таңдаймыз. Бұл сенсор үшін ұсынылған рас-позицияны, басқару жүйесіне бекіту және қосылу әдісін әзірлеу қажет. Әзірлеудің нәтижесі-суретте көрсетілген ауа ағыны сенсорының жалпы және монтаждық сызбалары. 4.10 және 4.11. 145 Сурет. 4.9. Жел сенсоры. Жалпы сызба Сурет. 4.10. Жел сенсоры. Монтаждау сызбасы Сол сияқты басқа сенсорлар таңдалады. Параметрлері бар Vaisala PTU 300 температура, қысым және ылғалдылық сенсоры: - өлшеу диапазоны 50-110 KPa, -40 + 60 °С; - қателік шегі 10 Па, 0,2 °С; – 10 Гц сауалнама жиілігі; - RS485 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі-метеостанцияларда пайдалануға арналған, температура диапазоны -55-тен +70 °С-қа дейін, IP67 класы. 3DM-gx1 азимут бағыты сенсоры келесі параметрлермен: - өлшеу диапазоны 0-360 градус; 146 - қателік шегі 0,5 градус; – 100 Гц сауалнама жиілігі; - RS232, RS485 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі – ұшу аппаратының географиялық бағытын, орам мен қадам бұрыштарын анықтауға арналған. Келесі параметрлері бар 2м интеграцияланған навигациялық жүйе: - өлшеу диапазоны қадам -90 +90 градус, курс 0-ден 360 градусқа дейін, орам -180-ден +180 градусқа дейін; -жол жылдамдығы бойынша қателік 0,2 м/с, тік жылдамдық бойынша 0,3 м/с, орам және тангаж бұрыштары бойынша 0,2 градус, курс бойынша 0,4 градус; – 100 Гц сауалнама жиілігі; - RS485 интерфейсі; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі – ұшу аппаратының орналасу координаттарын, қозғалыс параметрлерін және бағдарлау бұрыштарын анықтау үшін арналған. MRA type 1 бетіне дейінгі қашықтық сенсоры келесі параметрлермен: - өлшеу диапазоны 5-700 м; – 0,5-5 м қателік; – 10 Гц сауалнама жиілігі; - RS485 интерфейсі; - пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі-жер бетіне дейінгі қашықтықты анықтауға және осы деректерді борттық компьютердегі басқару жүйесіне беруге арналған. Егер элемент бірнеше блоктан тұрса, онда барлық блоктардың габа-ритикалық және монтаждық сызбалары келтірілген. Мысалы, жер бетіне дейінгі қашықтық сенсоры негізгі блоктан және антеннадан тұрады, олардың жалпы және монтаждық сызбалары суретте көрсетілген. 4.11 – 4.13. Бұл жағдайда әр элементті жеке сызбада немесе бірлескен сызбада көрсетуге болады. Сонымен күріште. 4.11 және 4.12 негізгі блоктың га-бариттік сызбалары және жер бетіне дейінгі қашықтық сенсорының антенналары ұсынылған. Суретте. 4.13 екі блокқа арналған бірыңғай монтаждау сызбасы ұсынылған. 147 Сурет. 4.11. Жер бетіне дейінгі қашықтық сенсоры. Жалпы сызба Spectra IV sde435-PG-E1 бейнекамерасы келесідей сипаттамалары: - 540 Твл ажыратымдылығы; – шолу 0-360 градус көлденең, -2 + 90 градус тігінен; - pal интерфейсі, RS485; – пайдалану мақсаты мен шарттарына сәйкестігі- қатты сыртқы жағдайларда жұмыс істеу үшін маңызды. Сурет. 4.12. Жер бетіне дейінгі қашықтық сенсорының антеннасы. Жалпы сурет салу Борттық cma22mvd1860hr негізгі параметрлері бар компьютер- ми: – Intel Core 2 Duo sl9400 процессоры; - 2GB DDR2 жедел жады, 800MHz дейін; - 32 Гб дейінгі флэш-диск; 148 -Serial ATA, Ethernet, USB 2.0, CAN, RS-232/422/485 интерфейстері; - температура режимі -40-тан +70 °C-қа дейін. Сурет. 4.13. Жер бетіне дейінгі қашықтық сенсоры. Монтаждау сызбасы Бұл есептеу тақтасы әртүрлі интерфейс тақталарымен, қуат көзімен, кескінді өңдеу тақтасымен толықтырылады және бір корпуста орналастырылады. Борттық компьютердің монтаждық сызбасы суретте көрсетілген. 4.14. Сурет. 4.14. Борттық компьютер. Монтаждау сызбасы 149 Сол сияқты, роботтың функцияларын орындау үшін қажетті si басқару жүйесінің қалған элементтік базасы таңдалады. Басқару жүйесінің элементтік базасын таңдағаннан кейін қосылыстар схемасын әзірлеу және роботтың бортында жабдықты орналастыруды ұсыну қажет. Мысалы, күріште. 4.15 роботты дирижабльдің бортында басқару және навигация жүйесін орналастыру нұсқасы, ал суретте ұсынылған. 4.16-басқару жүйесінің борттық бөлігін қосу схемасы. Сурет. 4.15. Борттық басқару жүйесі. Жалпы көрініс сызбасы Сурет. 4.16. Борттық басқару жүйесі. Байланыс схемасы Әдетте Роботтар автономды және қашықтан басқарылатын жұмыс режимдерінің мүмкіндігін ұсынады. Осыған байланысты стационарлық пунктті іске асыруды да қарастыру қажет 150 роботты басқару, оған роботты қашықтан басқару құралдары, компьютер, оператордың жұмыс орны, байланыс жүйесі, навигация және басқа элементтер кіреді. Мысалы, күріште. 4.17 роботты басқару пунктінің жалпы көрінісінің сызбасының мысалы келтірілген. Сурет. 4.17. Роботты басқару пункті. Жалпы көрініс сызбасы Егер жетектерді таңдау қажет болса, модельдеу әдісін де қолдануға болады. Мысалы, нәтиже-Сен суретте көрсетілген модельдеу. 4.7-4.9, суретте көрсетілген басқару әсерлерін қолдануды талап етеді. 4.18.шеру қозғалтқыштарының тартқыштары мен бұрылу бұрыштары және синхронды жұмыс істейтін рульдік каудальды қозғалтқыштардың тарту және бұрылу бұрыштары ко-торда көрсетілген. Күріш. 4.18 көрсетілген қозғалыс режимі маршты қозғалтқыштардан әрқайсысы 1500 Н-ға дейін итеруді қажет ететіндігін көруге болады. Қажетті энергетика бойынша ұқсас нәтижелерді жетектер мен жел жүктемелерінің қателіктерін енгізу арқылы алуға болады. Барлық элементтерді таңдағаннан кейін барлық датчиктердің, атқарушы элементтердің және түрлендіргіштердің қателіктері бар жабық жүйені модельдеу қажет [50]. Осындай модельдеу негізінде жүйенің берілген талаптарға сәйкестігі немесе жүйені қосымша зерттеу және түзету қажеттілігі туралы қорытынды жасалады. 151 0 100 200 300 400 500 600 700 500 1000 1500 0 100 200 300 400 500 600 700 0.5 1 1.5 0 100 200 300 400 500 600 700 500 1000 1500 0 100 200 300 400 500 600 700 0.5 1 1.5 0 100 200 300 400 500 600 700 144.5 145 145.5 0 100 200 300 400 500 600 700 -2 0 2 0 100 200 300 400 500 600 700 -1 0 1 Сурет. 4.18. Дирижабль бұрандаларының тартқыштары мен бұрылу бұрыштары 4.8. Жобалық тапсырма Қателер мен қажетті энергияға қойылатын талаптарға талдау жүргізу-алдын ала жасалған роботты басқарудың жабық жүйесінің тикесі-жұмыс. Келесі шамаларды анықтаңыз: - навигациялық жүйенің дәлдігіне қойылатын талаптар-роботты басқарудың тұйық жүйесінің дәлдігіне; - атқарушы механизмдердің дәлдігіне қойылатын талаптар роботты басқарудың жабық жүйесінің дәлдігіне қойылатын талаптар; - Робот қозғалтқыштарының қажетті тартымдылығына қойылатын талаптар- круиздік жылдамдықпен молиналық қозғалыс. Тапсырмалардың нұсқалары дипломдық жобалардың тақырыбымен анықталады студенттерді немесе оқытушы жеке шығарады. 4.9. Жобалық тапсырма Қосылым схемасын және Si элементтерінің монтаждық схемаларын жасаңыз- 4.7 бөлімінде берілген роботты басқару жүйелері- шаралар. Тапсырмалардың нұсқалары дипломдық жобалардың тақырыбымен анықталады-студенттер немесе оқытушы Жеке береді. 152 4.10. Робототехникалық жүйені бағдарламалық қамтамасыз ету Робототехникалық жүйенің бағдарламалық қамтамасыз етуін әзірлеу шеңберінде бағдарламалық қамтамасыз етудің архитектурасын әзірлеу қажет. Архитектура-бұл жоғары деңгейлі бөлік, бағдарламалық қамтамасыз ету жобасының қаңқасы. Архитектураны әзірлеу бағдарламалық жобаның сәттілігінің алғышарты болып табылады. Архитектураны әзірлеу процесінің жалпы мақсаты-тәуекелді азайту: барабар жоспарлау жұмыстың бастапқы кезеңдерінде тәуекелдің негізгі аспектілерін жоққа шығаруға мүмкіндік береді, осылайша негізгі бөлікті тиімдірек орындауға болады. Бағдарламалық жасақтама архитектурасының сипаттамасы келесі тақырыптарды қарастыруды қамтиды: -бағдарламаның негізгі компоненттерін анықтауды, олардың өзара әрекет ету тетіктерінің нұсқаларын қамтитын жүйені ұйымдастырудың жалпы сипаттамасы; - бағдарламалық қамтамасыз ету модульдерін әзірлеу құралдарының, кітапханалардың және іске асыру тәсілдерінің операциялық жүйесін таңдау; - деректерді ұйымдастыру, яғни қосымшаларда қолданылатын деректердің негізгі түрлерінің форматтары. Борттық компьютердің бағдарламалық жасақтамасының архитектурасын жасау кезінде негізгі функционалды компоненттер бөлінеді және Роботты басқарудың негізгі функцияларын жүзеге асыратын бағдарламалық жасақтаманың функционалды схемасы жасалады. Борттық компьютердің бағдарламалық жасақтамасының функционалды схемасының мысалы суретте көрсетілген. 4.19. Сурет. 4.19. Бағдарламалық жасақтаманың функционалды схемасы Борттық компьютердің бағдарламалық жасақтамасы деңгейлік құрылымға ие. Бағдарламалық қамтамасыз етуді жалпы үйлестіру 153 жоспарлаушы жүзеге асырады. Оның функциялары ағымдағы жұмыс режиміне сәйкес басқа модульдерді орнатуды қамтиды. Тапсырма бойынша автоматты ұшу кезінде жоспарлаушы ұшу тапсырмасынан ағымдағы траекторияны таңдайды және оны басқаруды есептеу модуліне береді, содан кейін берілген траектория бойымен ұшуды бақылайды және ұшу тапсырмасынан келесі траекторияға ауысу сәтін таңдайды. Қашықтан басқару кезінде жоспарлаушы басқаруды есептеу модулін таңдалған қашықтан басқару режиміне-атқарушы механизмдерді қашықтан басқару немесе қозғалысты қашықтан басқару үшін конфигурациялайды. Басқаруды есептеу модулі берілген траектория бойымен қозғалу үшін жетектерге арналған белгілеулерді есептеу алгоритмдерін бағдарламалық қамтамасыз етуді, сондай-ақ қозғалысты қашықтан басқару кезінде басқаруды есептеу функцияларын қамтиды. Әуе-газ жүйесі (ӘТҚ) басқармаларын есептеу модулі ӘТҚ атқарушы тетіктерін басқаруды есептеуді іске асырады. Навигациялық жүйенің, қоршаған орта датчиктерінің, орындау тетіктерінің, авариялық жүйенің интерфейстері осы блоктардан деректерді алу және оларды басқару командаларын жіберу хаттамаларын іске асырады. Интерфейстердің Мо-дулиі осы ақпаратты диагностикалық жүйемен пайдалану үшін тиісті құрылғылардың жарамдылығын диагностикалауды да жүзеге асырады. Авариялық жүйенің интерфейсі авариялық блокқа сигналдар мен командаларды жіберудің және одан деректерді алудың прото-колын іске асырады. Бейнекамера интерфейсі суреттерді алу және оларды жерүсті пунктіне беруге дайындау функцияларын іске асырады. Бейнекамераның қақпа құрылғысының интерфейсі айналмалы құрылғыны басқару және оның күйі туралы ақпарат алу хаттамасын жүзеге асырады. Деректер модулі роботтың күйін және Ұшуды басқару жүйесін сипаттайтын деректерді құрылымдық сақтауды жүзеге асырады. Мо-дуль деректерді навигациялық жүйенің интерфейстерінен, қоршаған орта күндерінен, жетектердің электрондық блоктарынан (және т.б.) алады және оларға қол жеткізу функцияларын ұсынады. Бақылаушы модулі бұзушылықтарды бағалау алгоритмдерін жүзеге асырады. Деректер модулінен алынған роботтың күйі және атқарушы механизмдер туралы ақпарат негізінде зиянды әсерлерді бағалау қалыптасады. Диагностикалық жүйе роботтың және Ұшуды басқару жүйесінің жай-күйі туралы барлық ақпаратқа қол жеткізеді, диагностикаланатын жағдайлардың тізіміне сәйкес диагностика және ақаулардың алдын алу алгоритмін жүзеге асырады. 154 Робототехникалық жүйелердің бағдарламалық платформасы ретінде әмбебап операциялық жүйелер қолданылады, бұл даму уақытын едәуір қысқартады, сапа мен пайдалану ыңғайлылығын арттырады. Роботты басқару жүйесінің бағдарламалық жасақтамасын іске асыру үшін роботты операциялық жүйенің (ROS) робототехникалық жүйелеріне арналған Мета-Операциялық жүйе бар. ROS бағдарламаларды құру, басқару мәселелерін шешу, навигация, деректерді өңдеу үшін жұмыс ортасын ұсынады. Ол компьютердің аппараттық интерфейстерін, процестер арасындағы хабар алмасу механизмдерін, бағдарламалық жасақтама пакеттерін басқаруды және әртүрлі құралдарды жүзеге асырады. Роботтың бағдарламалық жасақтамасының деректерін ұйымдастыру мәселесін шешкен кезде қарапайым, мысалы, bool; Int, float, string және массивтер, тақырыптар, құрылымдар және т.б. сияқты күрделі деректердің барлық қажетті түрлерін қарастыру қажет. Ұшқышсыз ұшу аппараты үшін қозғалыс траекториясын анықтайтын мәліметтер құрылымын қалыптастыру қажет болсын. Деректердің бұл түрін "Траектория"деп атайық. "Траектория" деректер түрі автономды қозғалысты басқару режимінде жұмыс істеу кезінде басқаруды есептеу режиміне арналған ағымдағы тапсырманы, яғни ұшу тапсырмасының сегментін анықтайды. Осы типті қолдана отырып, сіз роботтың қозғалысына келесі талаптарды қоя аласыз: - қозғалыс траекториясына қойылатын талап; - қозғалыс жылдамдығына қойылатын талаптар; - бағдарлау бұрыштарына қойылатын талаптар; - қату нүктесі мен қату уақытына қойылатын талап. Содан кейін "Траектория" деректер түрі келесі өрістерді қамтитын құрылым болып табылады: bool set_course # жалауша курс талаптары bool set_yaw # жалауша талаптары bool Set_pitch жалаушасы қадам талаптары bool is_point # мұздату режимінің жалаушасы Surface surf1 # траекторияны орнату үшін бірінші бет Surface surf2 # траекторияны орнатуға арналған екінші бет float32 vk # Траекториядағы қажетті қозғалыс жылдамдығы float32 курсы # қажетті курс (егер set_course= = true болса қолданылады) float32 yaw # қажетті орам (егер set_yaw= = true болса қолданылады) 155 float32 pitch # қажетті қадам ( Егер set_pitch = = true болса қолданылады) uint64 hovering_time # нүктеде қату уақыты (es-li is_point==true пайдаланылады) geometry_msgs / point p0 # траекторияның бастапқы нүктесі geometry_msgs / point p1 # траекторияның соңғы нүктесі (кілт нүктесі) Әр түрлі бағдарламалық модульдердің өзара әрекеттесуі деректер түрлерін беру арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, күріште. 4.20. деректердің үш түрінің өзара әрекеттесуінің мысалы келтірілген:" ұшу тапсырмасы "(FlightTask);" бет "(Surface);" Траектория "(Trajectory);" нүкте " (Point). Осындай өзара әрекеттесулер негізінде бүкіл жүйе үшін диаграммалар жасалады, мысалы, суреттегідей. 4.21. Сурет. 4.20. Әртүрлі деректер түрлерінің өзара әрекеттесу схемасы Сурет. 4.21. Роботты басқару жүйесінің бағдарламалық модульдерінің өзара әрекеттесу схемасының мысалы 156 4.11. Жобалық тапсырма Бағдарламалық жасақтама архитектурасын және роботтың бағдарламалық модульдерінің өзара әрекеттесу сызбасын бөлімде көрсетілгендерді қолдана отырып жасаңыз. 4.9 мысалдар. Тапсырмалардың нұсқалары студенттердің ди-пломдық жобаларының тақырыбымен анықталады немесе оқытушы Жеке береді. 4.12. Робототехникалық жүйенің сенімділігін есептеу Сенімділік есептеулері сенімділіктің сандық көрсеткіштерін анықтауға арналған есептеулер. Жобалау кезеңінде сенімділікті есептеу жобаны негіздеу және келесі мәселелерді шешу үшін жобаланған жүйенің күтілетін сенімділігін болжау мақсатында жүзеге асырылады: - құрылымның оңтайлы нұсқасын таңдау; - брондау тәсілдері; - тереңдігі және бақылау әдістері; - қосалқы элементтердің саны; - алдын алу кезеңділігі. Сынақ және пайдалану кезеңінде сенімділік есептеулері сенімділіктің сандық көрсеткіштерін бағалау үшін жүргізіледі. Мұндай есептеулер, әдетте, мәлімдеме сипатына ие. Бұл жағдайда есептеулердің нәтижелері сынақтан өткен немесе кейбір экс-плуация жағдайларында пайдаланылған объектілердің қандай сенімділікке ие болғанын көрсетеді. Осы есептеулердің негізінде сенімділікті арттыру бойынша шаралар әзірленеді, объектінің әлсіз жақтары анықталады, оның сенімділігі мен оған жекелеген факторлардың әсері бағаланады. Суретте көрсетілген сенімділікті есептеудің бірнеше әдісі бар. 4.22. Элементтік есептеу-бұл оның элементтерінің сенімділігіне байланысты объектінің сенімділік көрсеткіштерін анықтау. Осындай есептеу нәтижесінде объектінің жұмыс күйінде болу ықтималдығы, істен шығудың орташа табысы және т. б. бағаланады. Ең қарапайым есептеу: қарапайым бұйымдардың аппаратуралық сенімділігін элементтік есептеу, жұмыс қабілеттілігін қалпына келтіруді есепке алмай, жұмыс істемей қалғанға дейінгі жұмыс уақыты экспоненциалды үлестіруге бағынады. 157 Сурет. 4.21. Сенімділікті есептеу әдістері Ең күрделі есептеу: күрделі резервтік жүйелердің функционалдық сенімділігі, олардың жұмысын қалпына келтіруді және жұмыс уақыты мен қалпына келтіру уақытын бөлудің әртүрлі заңдылықтарын ескере отырып. 1 жүктеу/скачать 387,34 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||