Введение
ГЛАВА 1 Анализ проблем проектирования и управления микроробототехническими системами 22
1.1 Анализ предметной области и классификация микроэлектромеханических систем 22
1.2 Актуальность проблематики исследования 34
1.3 Структура и состав микроробототехнических систем 39
1.4 Архитектура информационно-управляющих комплексов. 44
1.5 Анализ методик синтеза виртуальных систем 53
1.6 Цель и задачи исследования 62
Выводы по 1 -ой главе 64
ГЛАВА 2 Методологические основы построения интеллектуальных Сау mp и МЭМС 66
2.1. Системный подход к проектированию интеллектуальных САУ MP 66
2.2. Концепции построения интеллектуальной САУ MP 77
2.3. Обобщенная структура интеллектуальной САУ MP с элементами виртуальной реальности 86
Выводы по 2-ой главе 93
ГЛАВА 3 Моделирование микроробототех нических систем и их поведения в микромире 94
3.1 Кинематическая и динамическая модели мобильного микроробота 94
3.2 Поведение механических систем в микромире, основные типы взаимодействия контактирующих микрообъектов 121
3.3 Разработка методики математического моделирования микровзаимодействий 143
3.4 Построение моделей механических компонентов МЭМС, приводов и микророботов. Взаимодействие моделей 150
Выводы по 3-ой главе 160
ГЛАВА 4 Интеллектуальное планирование и управление компонентами микротехнологических комплексов и мобильными микророботами 161
4.1 Синтез алгоритмов адаптивного управлення движением мобильного микроробота 161
4.2 Применение нечеткой логики для интеллектуального управления перемещением мобильного микроробота 173
4.3 Синтез интеллектуальной системы управления с учетом динамики микроробота 179
4.4 Методика синтеза прогностических корректирующих цепей моделирующего комплекса 193
4.5 Синтез предиктора для контура планирования и управления микроманипулятором 205
Выводы по 4-ой главе 211
ГЛАВА 5 Синтез алгоритмов управления поведением гетерогенных и гомогенных коллективов микророботов с использованием генетических алгоритмов 213
5.1 Построение структуры систем планирования и управления поведением коллектива микророботов 213
5.2 Разработка генетических алгоритмов системы управления поведением коллектива микророботов 223
5.3 Разработка генетического алгоритма планирования оптимальных маршрутов движения группы микророботов в среде с препятствиями 238
Выводы по 5-ой главе 257
ГЛАВА 6 Разработка модели виртуальной среды 259
6.1 Структура имитационно-технологического комплекса с элементами виртуальной реальности 259
6.2 Режимы обработки информации и иерархическая программная архитектура виртуальной среды 267
6.3 Алгоритмы разработки виртуальных моделей микросистем 274
Выводы по 6-ой главе 291
ГЛАВА 7 Оценка эффективности процессов управления микроробототехническими системами с использованием модели виртуальной среды 292
7.1 Программная реализация системы виртуальной реальности 292
7.2 Разработка системы удаленного управления через сеть Интернет с использованием модели виртуальной среды 303
7.3 Натурные эксперименты и перспективы дальнейшего развития системы виртуальной реальности 329
Выводы по 7-ой главе 335
Заключение 337
Список литературы 340
