Введение
Глава 1 Анализ проблемной области и формулировка задачи исследования 24
1.1 Управляемая механическая система как объект исследования 24
1.2 Методы представления геометрии управляемых механических систем 45
1.3 Методы исследования кинематики и динамики 50
1.4 Структурный синтез управляемых механических систем 53
1.5 Синтез законов управления УМС 59
1.6 Разработка программных систем автоматизированного моделирования72
1.7 Пакеты прикладных программ моделирования механических устройств78
1.8 Цель и задачи исследования 82
Основные выводы по главе 1 93
Глава 2 Структурный синтез и математическое моделирование управляемых механических систем на основе метода компонентных цепей 95
2.1 Формализованное представление управляемой механической системы и внешней среды 95
2.1.1 Пространство функционирования 95
2.1.2 Формализованное представление управляемых механических систем компонентной цепью 103
2.2 Синтез и анализ управляемых механических систем 127
2.2.1 Постановка задачи 128
2.2.2 Анализ задачи 131
2.2.3 Экспертная система синтеза УМС 135
2.2.4 Алгоритм структурного синтеза 141
2.2.5 Метод поэтапного синтеза 142
Основные выводы по главе 2 143
Глава 3 Параметрический синтез управляемых механических систем на основе математического моделирования методом компонентных цепей 145
3.1 Постановка задачи синтеза параметров управляемой механической системы 145
3.2 Синтез параметров звеньев УМС 147
3.3 Планирование траектории перемещения исполнительного звена управляемой механической системы 152
3.3.1 Постановка задачи 152
3.3.2 Планирование траектории перемещения УМС в произвольной внешней среде 157
3.3.3 Построение плана траектории рабочего инструмента УМС на основе оценочных функций 163
3.3.4 Исследование коэффициента целенаправленности оценочной функции на основе численных экспериментов 172
3.3.5 Имитационное моделирование построения траектории перемещения рабочего инструмента УМС 178
3.3.6 Построение функций управления приводами манипулятора 179
Основные выводы по главе 3 184
Глава 4 Модели и алгоритмы параметрического анализа управляемых механических систем 186
4.1 Расчет геометрических характеристик управляемых механических систем 186
4.1.1 Постановка задачи 186
4.1.2 Алгоритмы автоматического построения и анализа геометрической цепи 188
4.1.3 Модели компонентов и узлов геометрической цепи 203
4.1.4 Организация вычислений при проверке на геометрическое противоречие 219
4.1.5 Применение геометрического анализа 228
4.1.6 Решение задач геометрии для замкнутых цепей 229
4.2 Расчет кинематических характеристик управляемых механических систем 238
4.2.1 Компонентная кинематическая цепь 238
4.2.2 Методы и алгоритмы кинематического анализа 240
4.2.3 Модели компонентов и узлов кинематической цепи 255
4.3 Расчет динамических характеристик управляемых механических систем259
4.3.1 Компонентная динамическая цепь 259
4.3.2 Методы и алгоритмы динамического анализа 261
4.3.3 Модели компонентов и узлов динамической цепи 270
4.4 Моделирование системы управления УМС 280
Основные выводы по главе 4 285
Глава 5 Система автоматизированного моделирования и проектирования управляемых механических систем 287
5.1 Назначение и возможности системы автоматизированного моделирования и проектирования 287
5.2 Архитектура системы моделирования и проектирования 288
5.3 Основные блоки системы моделирования и проектирования 294
5.3.1 Информационно-поисковая подсистема 294
5.3.2 Модуль графического редактора 296
5.3.3 Модуль визуализации 302
5.3.4 Сопряжение системы моделирования и проектирования с внешними системами 304
5.4 Программная организация модели компонента 308
5.5 Библиотека моделей компонентов 313
5.6 Применение системы автоматизированного моделирования при решении задач 318
Основные выводы по главе 5 337
Заключение
