Выберите язык: Ru / En
0
2013
Impact Factor

Том 8, № 4

Том 8, № 4, 2012
Мобильные роботы

Глазкова  Л. В.,  Панченко  А. В.,  Павловский В. Е.
Подробнее
Рассмотрено оптимальное управление колесным буером. Выписаны уравнения движения буера в лаконичной форме, решена задача приведения буера в заданную точку за минимальное время для нескольких типовых начальных позиций буера. Обсуждаются вопросы реализации системы управления модели буера.
Ключевые слова: колесная яхта, робобуер, динамика робобуера, оптимальное управление, уравнения движения в лаконичной форме
Цитирование: Глазкова  Л. В.,  Панченко  А. В.,  Павловский В. Е., Динамика, моделирование и управление колесным робобуером, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 679-687
DOI:10.20537/nd1204001
Кошманова  Н. П.,  Павловский В. Е.,  Tрифонов  Д. С.
Подробнее
Рассматривается метод построения системы управления роботом-манипулятором с использованием обучения с подкреплением. Система управления будет строиться с помощью обучающегося алгоритма, где информацией для обучения будут совершаемые действия и «награда», — величина, характеризующая качество работы системы управления. Целью обучения является построение алгоритма управления, максимизирующего суммарную награду за некоторый промежуток времени. Алгоритм обучения и построенная в результате его работы система управления протестированы для задачи уклонения манипулятора от летящего в него предмета.
Ключевые слова: обучение с подкреплением, манипулятор, управление
Цитирование: Кошманова  Н. П.,  Павловский В. Е.,  Tрифонов  Д. С., Управление манипулятором с помощью обучения с подкреплением, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 689-704
DOI:10.20537/nd1204002
Муницына  М. А.
Подробнее
Модель Контенсу–Журавлева [1, 2] распространяется на случай плоского эллиптического контакта выпуклого тела с горизонтальной плоскостью. Строятся аппроксимации Паде выражений, определяющих силу и момент трения. Полученная модель применяется к численному исследованию динамики однородного эллипсоида вращения на горизонтальной плоскости.
Ключевые слова: сухое трение, закон Кулона
Цитирование: Муницына  М. А., Модель трения в случае плоского эллиптического контакта тела с опорной плоскостью, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 705-712
DOI:10.20537/nd1204003
Косенко И. И.,  Гусев  И. К.
Подробнее
Описывается методика построения динамической модели редуктора с прямозубыми эвольвентными зацеплениями. Основное внимание уделяется технологии создания модели упругого контактирования цилиндрических тел. Для отслеживания контакта строится алгоритм слежения за контактом двух цилиндрических поверхностей с эвольвентной направляющей, сводящиийся к плоской редукции для двух эвольвент. При этом, с учетом свойств эвольвенты и в силу рассмотренного ранее алгоритма слежения, оказалось, что общая нормаль к кривым контактирования (эвольвентам) должна совпасть с линией зацепления. Отсюда немедленно следует упрощенная методика отслеживания контакта, не требующая применения системы дифференциально-алгебраических уравнений общего случая. Эта методика сводится к применению относительно простых формул прямого вычисления. Одновременно в компьютерной модели зубчатые колеса и корпус редуктора остаются трехмерными телами.

В рассматриваемой здесь модели учитывается также возможность люфта в редукторе. Это означает, что при вращении колес возможна потеря контакта между зубьями. После некоторого интервала времени вращения колес без контакта появляется возможность формирования пятна контакта между зубьями обратного хода. Однако динамические причины могут вернуть процесс зацепления к прежнему режиму прямого хода. В модели реализованы все возможные сценарии переключения контактов прямого и обратного хода.

В реальных редукторах для обеспечения надежности зацепления используется перекрытие контактов по времени. Это свойство также реализовано в рассматриваемой динамической модели. Отдельный контакт зубьев, перемещаясь вдоль линии зацепления, не успевает дойти до точки «расцепления» зубьев, а новый контакт следующей по ходу вращения пары зубьев уже формируется и начинает свое движение вдоль линии зацепления вслед за предыдущим контактом.
Ключевые слова: прямозубое эвольвентное зацепление, контактная модель Джонсона, свойства зацепления, алгоритм отслеживания контакта, модель люфта, кратное зацепление, объектно-ориентированное моделирование
Цитирование: Косенко И. И.,  Гусев  И. К., Компьютерная модель динамики прямозубого эвольвентного зацепления в редукторах, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 713-734
DOI:10.20537/nd1204004
Кузнецов С. П.,  Жалнин  А. Ю.,  Сатаев И. Р.,  Седова Ю. В.
Подробнее
Проведено численное исследование движения «кельтского камня» — твердого тела с выпуклой поверхностью — на шероховатой горизонтальной плоскости, в зависимости от параметров, с привлечением методов, использовавшихся ранее для анализа диссипативных систем и адаптированных применительно к неголономной механической модели. Построены и интерпретированы карты динамических режимов на плоскости параметров — полной механической энергии и угла относительного поворота геометрических и динамических главных осей твердого тела. Отмечено присутствие характерных образований в пространстве параметров, наблюдавшихся ранее только для диссипативных систем. Разработана и реализована методика вычисления полного спектра показателей Ляпунова. Показано, что на основе анализа показателей Ляпунова среди хаотических режимов динамики неголономной модели выделяются два класса, первый из которых характерен для области относительно больших, а второй — для области относительно малых значений энергии. Для системы, редуцированной к трехмерному отображению, первый отвечает странному аттрактору с одним положительным и двумя отрицательными показателями Ляпунова, а второй — хаотической динамике квазиконсервативного типа, с близкими по абсолютной величине положительным и отрицательным показателями, и приблизительно нулевым оставшимся показателем. Проиллюстрирован переход к хаосу через последовательность бифуркаций удвоения периода, причем наблюдаемые закономерности масштабного подобия соответствуют тем, которые были установлены для диссипативных систем. Проведено исследование странных аттракторов — представлены фазовые портреты, показатели Ляпунова, спектры Фурье, результаты вычисления фрактальной размерности.
Ключевые слова: кельтский камень, динамика твердого тела, неголономная механика, странный аттрактор, показатель Ляпунова, бифуркация, фрактальная размерность
Цитирование: Кузнецов С. П.,  Жалнин  А. Ю.,  Сатаев И. Р.,  Седова Ю. В., Феномены нелинейной динамики диссипативных систем в неголономной механике «кельтского камня», Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 735-762
DOI:10.20537/nd1204005
Иванов А. П.,  Сахаров А. В.
Подробнее
Рассматривается твердое тело, движущееся по шероховатой плоскости за счет перемещения внутренних масс. Повороты осуществляются за счет изменения кинетического момента ротора, что обусловливает асимметрию контактных напряжений и появление вертикального момента сил трения.
Ключевые слова: сухое трение, мобильные устройства без внешних движителей
Цитирование: Иванов А. П.,  Сахаров А. В., Динамика твердого тела с подвижными внутренними массами и ротором на шероховатой плоскости, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 763-772
DOI:10.20537/nd1204006
Иванов А. П.,  Ердакова Н. Н.
Подробнее
В данной работе рассмотрена задача о динамике тяжелого однородного шара, движущегося по инерции по неподвижной шероховатой горизонтальной плоскости под действием сил сухого трения. Считая коэффициент трения переменным, построена кривая его «переключения» с одного наперед заданного значения на другое так, что параллельный «пучок» аналогичных шаров, выпущенных из точек некоторого отрезка с одинаковыми линейными и угловыми скоростями, сходится к одной точке.
Ключевые слова: cухое трение, переменный коэффициент трения, динамика шара
Цитирование: Иванов А. П.,  Ердакова Н. Н., О механической линзе, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 773-781
DOI:10.20537/nd1204007
Борисов А. В.,  Мамаев И. С.,  Tрещев Д. В.
Подробнее
В данной работе исследуются различные кинематические свойства качения одного твердого тела по другому как для классической модели качения без проскальзывания (скорости тел в точке контакта совпадают), так и для модели rubber-качения (дополнительно исключается прокручивание тел относительно друг друга). Кроме того, в случае когда оба тела ограничены сферическими поверхностями и одно из них неподвижно, уравнения движения подвижного шара представлены в форме системы Чаплыгина. Если при этом центр масс подвижного шара совпадает с его геометрическим центром, уравнения движения представлены в конформно-гамильтоновой форме, а в случае когда радиусы подвижной и неподвижной сфер совпадают — в гамильтоновой.
Ключевые слова: качение без проскальзывания, неголономная связь, система Чаплыгина, конформно-гамильтонова система
Цитирование: Борисов А. В.,  Мамаев И. С.,  Tрещев Д. В., Качение твердого тела без проскальзывания и верчения: кинематика и динамика, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 783-797
DOI:10.20537/nd1204008
Рамоданов С. М.,  Tененев В. А.,  Tрещев Д. В.
Подробнее
Изучается двумерная задача о движении твердого тела в безграничном объеме идеальной жидкости, совершающей безвихревое движение и покоящейся на бесконечности. Тело снабжено гиростатом, а также ротором Флеттнера, благодаря которому на тело действует гироскопическая сила (эффект Магнуса). Угловые скорости вращения гиростата и ротора предполагаются известными функциями времени (управлениями). Уравнения движения представлены в виде уравнений Кирхгофа, и в случае кусочно-постоянных управлений указаны законы сохранения. С их помощью уравнения движения приведены к неавтономной системе дифференциальных уравнений первого порядка на группе перемещений конфигурационного пространства. Численно, с использованием генетических алгоритмов, решена задача оптимального управления телом для различных типов управляющих воздействий.
Ключевые слова: идеальная жидкость, самопродвижение, ротор Флеттнера
Цитирование: Рамоданов С. М.,  Tененев В. А.,  Tрещев Д. В., Самопродвижение в идеальной жидкости тела с твердой оболочкой и переменной циркуляцией, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 799-813
DOI:10.20537/nd1204009
Ветчанин Е. В.,  Мамаев И. С.,  Tененев В. А.
Подробнее
На основе совместного численного решения уравнений Навье–Стокса и уравнений движения проведено исследование характеристик движения твердого тела с переменным распределением внутренних масс в вязкой жидкости. Задача решена в нестационарной трехмерной постановке. Исследовалось движение сферы и каплеобразного тела в вязкой жидкости, вызываемое перемещением внутренних материальных точек, в поле силы тяжести. Показана возможность перемещения тела в произвольном заданном направлении.
Ключевые слова: конечно-объемный численный метод, уравнения Навье–Стокса, переменное распределение внутренней массы, управление движением
Цитирование: Ветчанин Е. В.,  Мамаев И. С.,  Tененев В. А., Движение тела с переменной геометрией масс в вязкой жидкости, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 815-836
DOI:10.20537/nd1204010
Болотин С. В.
Подробнее
В работе исследуется оптимальное управление с помощью трех гиростатов качением без проскальзывания динамически несимметричного уравновешенного шара. Уравнения оптимальных траекторий сводятся к уравнениям вакономной механики. С помощью принципа максимума Понтрягина получены гамильтоновы уравнения экстремалей для различных функционалов качества. В случае шаровой симметрии эти уравнения можно проинтегрировать в эллиптических функциях.
Ключевые слова: неголономная связь, вакономная механика, оптимальное управление, принцип максимума, гамильтониан
Цитирование: Болотин С. В., Задача оптимального управления качением шара с роторами, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 837-852
DOI:10.20537/nd1204011
Журавлев В. Ф.
Подробнее
Приводится критический обзор таких понятий, как голономная и неголономная связь, неудерживающие и бинарные связи. Рассмотрен вопрос о корректности этих моделей.
Цитирование: Журавлев В. Ф., Понятие связи в аналитической механике, Нелинейная динамика, 2012, т. 8, № 4, с. 853-860
DOI:10.20537/nd1204012

Back to the list