|
Построенное на основе
фундаментальных принципов управления иерархическое, адаптивное управляющее
устройство робота можно представить в виде структурно-функциональной схемы. В
ее состав входят посистемы нескольких уровней, каждый из которых обеспечивает
решение присущих именно ему задач.
1. Общение робота с оператором - это верхний
уровень иерархии системы, на котором осуществляется прием от человека или
других роботов заданий, формируемых на алгоритмическом языке, по возможности
близком к естественному, переработка этих знаний в команды управления низшими
уровнями, организация общения с человеком в диалоговом режиме.
2. Планирование поведения и принятие решений. На
этом уровне в соответствии с полученными от оператора заданиями и сигналами
обратных связей от информационно-измерительной системы осуществляется выбор
того или иного плана поведения,
обеспечивающего выполнение задания, а затем принимаются
решения об отработке отдельных действий, реализующих выполнение сформулированного
плана действий.
3. Распознавание и анализ ситуаций. Алгоритмы
этого уровня выделяют из информации, поступающей от ИИС, все существенное,
производят распознавание и анализ ситуаций в соответствии с указаниями высших
уровней.
4. Формирование понятий и модели внешней
среды. На этом уровне производится описание внешней среды и состояния самого
робота на основании текущей информации и накопленного роботом опыта, т.е.
осуществляется подготовка новых понятий и модели внешней среды в терминах
управления низшими уровнями. Наличие сформированной информационной модели
внешней среды позволяет управляющему устройству "мысленно"
проигрывать различные варианты поведения робота еще до выполнения им реальных
движений, тем самым повышая надежность отработки последующих действий.
5. Построение программных движений. Алгоритмы
этого уровня формируют программные движения исполнительных органов
манипулятора в соответствии с планом действий, т.е. строят законы изменения
обобщенных координат манипуляционной системы, гарантирующие достижение
поставленной цели с учетом реальной внешней обстановки и состояния самого
робота.
6. управление приводами - это низший уровень
иерархии управляющего устройства, осуществляющий синтез закона управления
приводами, обеспечивающего реализацию программных действий исполнительных
механизмов робота в условиях неопределенности и наличия различного рода
возмущений.
Все перечисленные уровни функционально связаны между собой
через систему координации их работы, а также с сенсорной системой (ИИС)
приводами и исполнительными механизмами. Уровни иерархии, выходные сигналы
которых являются входными для более низких уровней, называются ведущими по
отношению к низшим - ведомым. В процессе функционирования управляющего
устройства робота не все уровни иерархии работают одновременно: ведущие
уровни реже, чем ведомые.
Рассмотренная структура является общей схемой построения
иерархической системы управления, пути ее конкретной реализации могут быть
различными.
|