Ученые из Инженерной школы Дальневосточного федерального университета, Института автоматики и процессов управления и Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН создали программный модуль для автоматической диагностики дефектов датчиков и неполадок в электроприводах роботов различного вида и назначения. Система сама компенсирует выявленные дефекты в реальном масштабе времени.

Информация об этом была представлена на международной конференции ICCAD’19, которая прошла 2–4 июля в Гренобле, Франция.

С помощью программного модуля робот может определять постоянные и переменные ошибки сигналов своих датчиков, неполадки в электромеханических приводах и вносить корректировки в их управляющие сигналы. Модуль отсеивает возможные внешние помехи, устраняя искажения сигналов датчиков. Это позволяет сохранить все показатели качества работы в заданных пределах.

«Иногда даже в хорошей системе возникают проблемы. Появляются внешние помехи, искажающие программные сигналы, выходят из строя датчики, перегреваются двигатели или из-за попадания посторонних включений возрастает трение. Мы создали математические наблюдатели, идентификаторы и фильтры, которые реализовали в едином программном модуле. С его помощью робот сохраняет точность своей работы. Он сам может идентифицировать возникающие дефекты, определить их величину и, подобно человеку, формировать сигналы, компенсирующие негативные последствия от этих дефектов. При этом наш программный модуль не сильно усложняет систему управления», — рассказал профессор Владимир Филаретов, доктор технических наук, заведующий кафедрой автоматизации и управления ИШ ДВФУ.

Доцент кафедры автоматизации и управления Александр Зуев добавил, что разработка методов определения дефектов и последующей коррекции управляющих сигналов мехатронных систем сейчас интенсивно ведется во всем мире. Однако во всех известных методах ученым не удавалось в полной мере учесть динамику роботов, поскольку это требует сложных математических преобразований. Это снижало качество диагностики. Кроме того, ранее удавалось корректировать управляющие сигналы только для простых машин при появлении дефектов только в одном датчике.

«Наш математический аппарат, реализованный в программном обеспечении, позволяет роботу точно определять дефекты и компенсировать их последствия при наличии комплексных внешних помех, когда из строя выходит сразу несколько датчиков и изменяются параметры электропривода. Это программное обеспечение универсально и может применяться на всех типах роботов», — уточнил Александр Зуев.

На конференции ICCAD’19 ученые ДВФУ также рассказали о новом принципе управления интеллектуальными промышленными роботами. Он заключается в способности управлять программными сигналами роботов сразу на нескольких уровнях — исполнительном и стратегическом. Новый принцип позволяет учесть неизбежные погрешности при изготовлении механических частей роботов и скорректировать их управляющую программу таким образом, чтобы машины могли выполнять сверхточные задачи и сохранять высокую производительность.

Созданный модуль для диагностики и компенсации дефектов стал частью универсальной программы интеллектуального управления программными сигналами роботов.

Работа выполнена при поддержке Правительства Российской Федерации (государственный контракт № 2.11216.2018/11.12), гранта Российского научного фонда (16–19–00049-P), гранта Президента РФ MK-1987.2018.8 и программы Российской академии наук № 30.