lánování pohybu podél specifikované cesty s uvažováním všech pohybových omezení

Ing. Lukáš BLÁHA

Doctoral thesis

TRANSFER PLANNING ALONG A GIVEN PATH WITH HARD MOTION CONSTRAINTS

Abstract:

Tato práce přináší základní poznatky z teorie řízení pohybu mechatronických systémů. Věnuje se druhé úrovní plánování pohybu, tedy generování řídících trajektorií pohybu. Pro systémy s konstantními omezeními na pohybové veličiny pak navrhuje nové přístupy, založené na metodách algebraické geometrie, které umožňují analyticky řešit standardní problémy plánování pohybu v jedné ose. Také je ukázáno, jak tyto přístupy aplikovat pro napojování jednotlivých pohybů a jakým způsobem plánovat nekoordinovaný pohyb více os s časovou synchronizací. Pro systémy s proměnnými omezeními ukazuje možnost využití předešlých technik a pro nižší řád generátoru pohybu řeší obecný problém plánování podél specifikované cesty. Získané algoritmy jsou zcela obecné, nezávislé na tvaru omezení a složitosti systému, a jejich výpočetní náročnost závisí pouze na množství diskretizovaných vzorků omezení. Jejich hlavní předností je velmi nízká výpočetní náročnost a absence iteračních a dalších výpočetních cyklů.

Abstract:

This thesis provides a basic knowledge of motion control theory of mechatronic systems. It deals with the second level of motion planning, i.e. generating the motion control trajectories. It proposes a new approaches for trajectory generation in single axis, based on the methods of algebraic geometry. This enables to solve motion planning problems for systems with constant constraints on motion variables and arbitrary initial and final state. It is also shown how to apply these techniques to linking individual movements to more complex motions and how to plan uncoordinated movement of multi-axis systems. For systems with varying constraints it shows the possibility of using previous techniques and lower order generator to solve the general motion planning problem along the given path. Resulting algorithms are general, independent of the profile of constraints and the computational complexity depends only on the number of samples of limit curves. The main advantage is very low computational cost, analytical background and lack of iterative computational cycles.

Keywords

řízení pohybu, Gröbnerova báze, plánovácí algoritmus, generování trajektorie, pohybová omezení

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 10. 2014

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Doctoral programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Cybernetics