Daruval mozgatott teher pályájának valós idejű számítása három dimenziós munkatérben

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kiss Bálint
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A daruk az elmúlt évtizedekben széles körben elterjedté váltak. A gyárakban, építkezéseken, kikötőkben, különböző hadi létesítményekben használt daruk a nagy tömegű terhek mozgatását egyszerűsítik le. A daruk irányítását operátorok végzik, akik a sok éves tapasztalatukkal és gyakorlatukkal képesek rövid idő alatt a terhet eljuttatni a kívánt pozícióba úgy, hogy az akadályokkal való ütközést a lehető legjobban el tudják kerülni. Ehhez természetesen szükség van egy előre megtervezett útvonalra, majd a tehernek ezen az útvonalon történő végigvezetésére.

A szakdolgozatomban egy olyan daruirányítási rendszer kifejlesztésén dolgoztam, ami képes egy olyan minimális útvonalat megtalálni, ami az akadályokat elkerüli, valamint a daru mechanikáját úgy vezérelni, hogy az a terhet oly módon mozgassa, hogy az az előírt útvonalon haladjon végig. A rendszert szimulációs környezetben hoztam létre. Ehhez szükség volt egy háromdimenziós futódaru matematikai modelljének elkészítésére, majd pedig ehhez a modellhez egy súrlódási modell illesztésére, hogy a szimuláció jól közelíthesse a valóságot. Ennek implementálására a MATLAB/Simulink fejlesztő környezetet, a matematikai modell számításaihoz a MATLAB egyik beépített programját, a Mupad-ot használtam. Hogy a munkám szemléletesebb, illetve a későbbi tesztek értelmezése könnyebb legyen, egy háromdimenziós animációs környezetet terveztem a rendszerhez. Ehhez a V-Realm Builder 2.0 programot használtam, ami a MATLAB egy beépített VRML modellszerkesztő programja. A Simulink környezetbe ezt a háromdimenziós megjelenítőt illesztettem, majd pedig a már létrehozott dinamikus modell kimeneteit erre rákötve működésre bírtam a megjelenítő környezetet.

Ezután két útvonaltervezési módszert teszteltem le. Az egyik egy primitív algoritmus, amelyik egy legkevesebb akadállyal rendelkező síkon megkeresi a legrövidebb útvonalat diszkretizálással kapott térrészek hálójában. A másik egy potenciáltér segítségével történő pálya meghatározó algoritmus. Az útvonalak meghatározása nem szükséges, hogy valós időben történjen, de nyilván minél rövidebb idő alatt kell, hogy kiértékelődjenek és olyan útvonalat kell kialakítaniuk, amelyen végighaladva a teher a kezdőponttól a végpontba képes jutni. A meghatározott útvonal lekövetése viszont valós időben történik. A lekövetést az egyes időpillanatokban meghatározott erők segítségével oldottam meg.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.