Разработка методов и алгоритмов синтеза, интеллектуального анализа рабочего пространства и управления роботов с параллельной кинематикой

Расширение области применения современных роботов в экстремальной робототехнике, в неблагоприятных и труднодоступных средах радиационного, химического и биологического загрязнения, а также в промышленности, медицине, космосе, а также расширение их функциональных возможностей при выполнении сложных видов движения выходным звеном в пространстве приводит к необходимости решения целого комплекса задач, связанных с созданием новых типов параллельных роботов. Задачи проектирования и управления такими роботами с параллельной кинематикой, у которых все координаты связаны и перемещение по одной из них требует согласованного перемещения по всем остальным координатам характеризуются значительной сложностью и требуют поиска и разработки новых интеллектуальных технологий для их решения. Проект направлен на решение ключевой проблемы создания методов и алгоритмов синтеза, интеллектуального анализа, управления и прогнозирования функционирования параллельных роботов, включая разработку и реализацию общей методологии и процедуры структурного синтеза параллельных роботов с заданной траекторией движения выходного звена, оптимизационных алгоритмов для описания рабочей области, интеллектуальных алгоритмов поиска особых положений, управления и коррекции траектории движения с учетом особых положений, применение разработанных методов и алгоритмов для решения широкого класса прикладных задач в экстремальной и промышленной робототехнике.Объект исследования: роботы с параллельной кинематикой. Цель работы: расширение функциональных возможностей, границ рабочей области, управляемости и маневренности параллельных роботов для выполнения сложных видов движений выходным звеном в пространстве в соответствии с заданной траекторией движения и точного позиционирования в экстремальных условиях и труднодоступных средах.Ожидаемые результаты: 1. Методы структурного синтеза параллельных роботов с заданной траекторией движения выходного звена. 2. Будет развит новый подход к процедуре структурного синтеза, позволяющий получить все возможные структуры одноконтурных цепей с заданной подгруппой движений, а затем синтезировать новые классы параллельных механизмов. Будет создан атлас всех возможных структур полученных роботов с заданной подгруппой движений. 3. Гибридные оптимизационные алгоритмы, основанные на сочетании методов глобальной и локальной многокритериальной оптимизации. 4. Будет разработан подход к построению аппроксимации рабочей области роботов с 5 и 6 степенями свободы. 5. Нейросетевые алгоритмы, предназначенные для вычисления оценки норм кинематических Якобианов, стремящейся к нулю при приближении к особому положению. 6. Интеллектуальные управляющие алгоритмы коррекции траектории перемещения рабочего органа вблизи особых положений. 7. Программный комплекс для решения задач построения аппроксимации рабочей области роботов с 5 и 6 степенями свободы, а также реализации алгоритмов коррекции траектории движения выходного звена с учетом особых положений.