НИРС

Научно-исследовательская работа студентов (НИРС)

Успешно успевающие студенты, обучающиеся на кафедре, после 1-го курса имеют возможность заниматься научно - исследовательской работой (НИРС) под руководством преподавателей, аспирантов и научных сотрудников в рамках направлений исследований, проводимых на кафедре. НИРС могут продолжаться также во время практик, в том числе преддипломной. В итоге, на основе полученных теоретических/экспериментальных результатов выполняются выпускные квалификационные работы (ВКР). Примеры тем по ВКР, наиболее успешно защищенным в 2009-2010 учебном году приведены на этой странице:

Тема ВКР Аннотация работы Автор Руководитель/Консультант

Информационная подсистема системы управления мобильного робота специального назначения

Разработан модуль инфракрасного радара информационной подсистемы системы управления МРСН, отвечающий за информирование стратегического уровня системы управления о пеленге на инфракрасные маяки испытательного полигона. Конструктивно модуль состоит из трех отдельных подмодулей, объединенных общей шиной, а именно: приемный подмодуль (2 шт.); подмодуль фильтрации (2 шт.); микропроцессорный подмодуль обработки принятого сигнала (1 шт.).

Область применения: участие во «Всероссийском научно-техническом фестивале молодежи имени проф. Е.А. Девянина» «Мобильные роботы», ежегодно проходящем под эгидой НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова.

Алешин А.А.

Трипольский П.Э.

Виртуальный лабораторный стенд (ВЛС) робота СКАРА

Созданный ВЛС позволяет:

-изменять требования к модели робота и его приводов, а также соответствующие параметры,

-исследовать влияние изменений параметров элементов его приводов на динамику робота,

-правильно учитывать в расчетах воздействие момента нагрузки на вал двигателя,

- отрабатывать заданную траекторию движения рабочего органа робота. Траектория вычисляется для опорных точек, заданных в декартовой системе координат робота, с помощью сплайнов 3-го порядка (при этом использована библиотека, созданная студентом Ким Н.Б.).

-отображать модель робота и траекторию его движения.

Область применения: в лабораторном практикуме по дисциплинам «Управление роботами и робототехническими системами» и «Компьютерное управление мехатронными системами»

Видеопример (видеоинструкция)

Алифанов К.Г.

Ионов Ю.Г./ Веселовский В.В.

Система технического зрения малогабаритного мобильного робота

 

Реализован комплекс программного обеспечения, состоящий из драйверов камер, библиотеки обработки изображений и пользовательского приложения. Приложение взаимодействует с библиотекой через беспроводную сеть Wi-Fi. Оно предоставляет возможность просматривать изображения и управлять параметрами стандартных плагинов. Пользовательское приложение использует графическую библиотеку QT, что позволяет компилировать его для различных платформ (Windows, Mac OS X, Linux) без изменения исходных кодов программы.

Область применения: в системах технического зрения (СТЗ) автономных мобильных роботов.

Борзенков П.А.

Трипольский П.Э.

Аппаратные средства мобильного робота специального назначения

Разработаны аппаратные средства робота, в том числе:общая функциональная схема системы управления роботом; модули источников питания, обеспечивающие функционирование в течение не менее 60 мин; электрическая принципиальная схема модуля управления приводами; общая схема электрических соединений; конструкция робота, позволяющая разместить все необходимое оборудование; конструкция и топология печатных плат модулей.

Оформлена документация - чертежи (структурно-функциональная схема аппаратных средств, общий вид конструкции робота, функциональная схема модуля управления приводами, электрическая принципиальная схема модуля управления приводами, алгоритм работы модуля управления приводами, функциональная схема модулей источников питания, результаты испытаний), иллюстрации и сводные таблицы.

Проведены испытания и экспериментальные исследования модулей.

Область применения результатов проектирования: в процессе изготовления макета робота специального назначения.

 

Бунин И.В.

Трипольский П.Э.

Система управления учебного манипуляционного робота ROBAS-3

 

Создан макет системы управления учебным манипуляционным роботом ROBAS-3 с соответствующим программным обеспечением. Система выполнена на недорогих компонентах, проста в эксплуатации и наглядно демонстрирует влияние реальных физических факторов на процесс управления динамическими объектами на примере электроприводов манипуляционного робота и всего робота целиком. Описаны факторы, повлиявшие на выбор структуры и состава системы управления, приведены соответствующие расчеты, описан процесс сборки, приведены принципиальные электрические схемы и сборочные чертежи, описаны соображения по использованию ее в учебном процессе. Система имеет специально разработанный для этого дружественный пользовательский интерфейс.

Область применения: в учебном процессе. Созданный макет позволяет исследовать как отдельные привода и его элементы, так и работу манипулятора в целом. Он должен применяться также для иллюстрации принципов управления манипуляционными роботами, понятий устойчивости и качества динамических систем, а так же, показывать особенности цифровых систем управления.

 

Бычков С.Б.

Романов М.П.

Программное обеспечение для управления мобильным транспортным роботом специального назначения по скорости и по положению. Разработка математической модели мобильного транспортного робота в среде Matlab.

 

Для обоснования подходов к моделированию мобильного транспортного робота с синхронным приводом на базе двигателя типа EVM и реализации алгоритмов /программ управления рассмотрены известные модели соответствующих двигателей и приводов, методы моделирования динамики приводов в среде Matlab, а также методы моделирования динамики транспортных роботов. На основе разработанной математической модели динамики мобильного транспортного робота специального назначения (МРСН) была реализована программа управления для микроконтроллера AVR ATMega 16 и программа управления роботом по скорости и положению на платформе компьютера под управлением ОС Windows XP. Созданные алгоритмы и программы обеспечили работоспособность МРСН.

Область применения: в системах управления мобильных транспортных роботов с взаимосвязанными электроприводами.

 

 

Ионов Е.В.

Ионов Ю.Г. / Трипольский П.Э.

Программное обеспечение библиотеки функций для симуляторов роботов РМ-01 (PUMA) и ROBAS-3 (SCARA)

 

 

 

Предложен набор функций и создано программное обеспечение

для решения обратной задачи кинематики и аппроксимации траекторий обобщённых координат сплайнами 3-го порядка в виде динамических библиотек. для использования в симуляторах роботов PUMA и SCARA (симуляторы разработаны студентами Алифановым К.Г.и Милитовым А.С.).

Область применения: использование в рамках лабораторного практикума по дисциплинам «Компьютерное управление мехатронными системами» и «Управление роботами и робототехническими системами». Программы функций позволяют оценить влияние численных методов на качество отрабатываемых траекторий, а также наглядно демонстрируют отработку траектории, заданной пользователем в виде опорных точек и аппроксимированной сплайнами 3-го порядка.

Ким Н.Б.

Веселовский В.В. / Ионов Ю.Г.

Аппаратно-программный комплексдля исследования алгоритмов управления, обеспечивающих минимальное энергопотребление

 

Создан аппаратно-программный комплекс мобильного робота с гусеничным шасси. Кроме того, предложен подход к синтезу нелинейных регуляторов, обеспечивающих понижение энергопотребления. Комплекс «Учебно-исследовательский мобильный робот», отвечает требованиям лабораторно-учебного практикума по специальным дисциплинам специальностей «Роботы и робототехнические системы» и «Мехатроника». Область применения: для учебных и исследовательских целей.

Кириченко А.А.

Лохин В.М. / Ситников М.С.

Программный комплекс моделирования сенсорных сетей

 

Создан программный комплекс моделирования сенсорных сетей, для моделирования, тестирования и просмотра результатов работы сенсорных устройств, объединенных в сеть с динамическим протоколом маршрутизации и передачи данных, которая наглядно отображает желаемое функционирование реальной модели.

Область применения:

- изучение свойств и особенностей функционирования сенсорных сетей на основе разных протоколов;

- моделирование работы сенсорных сетей, построенных на разных протоколах;

- моделирование процессов при совместном использовании сенсорных сетей с робототехническими системами;

Косякин А.В.

Гарцеев И.Б. / Трипольский П.Э.

Программное обеспечение для моделирования алгоритмов бортовой системы управления малогабаритного мобильного робота для исследования полостей строительных конструкций

 

Созданы алгоритмы и программы локальной навигации и картографии для автономного мобильного робота. Разработанная методика картографии и навигации полностью удовлетворяет условиям поставленной задачи. Анализ проведенных экспериментальных исследований показал, что разработанные алгоритмы могут быть использованы в бортовой системе управления автономного мобильного мини-робота (АММР), созданного на кафедре «Проблемы управления» МИРЭА, предназначенного для исследования полостей строительных конструкций. Область применения: полученные результаты используются в проектировании автономных мобильных роботов моделирующих комплексов и реальных лабораторных установок.

 

Кучерский Р.В.

Манько С.В. / Трипольский П.Э.

Виртуальный лабораторный стенд робота РМ-01 (PUMA-560)

 

Создан виртуальный лабораторный стен робота РМ-01. На основе кинематики типа ПУМА программа позволяет моделировать динамику двигателя постоянного тока с контуром управления по скорости и по положению. Реализована возможность отработки заданной траектории движения робота. Траектория вычисляется для опорных точек, заданных в декартовой системе координат робота, с помощью сплайнов 3-го порядка. Соответствующая библиотека создана студентом Ким С.Б.. Создан интерфейс, позволяющий наглядно исследовать влияние характеристик двигателя и регулятора на динамику робота. На панели состояния робота выводятся декартовые координаты схвата робота, а также обобщенные координаты звеньев. С помощью соответствующих окон программы можно увидеть графики изменения обобщенных координат и их скоростей за определенный промежуток времени. Реализованы режимы автоматического управления: отработки ПЗК по положению звеньев робота, поддержания скоростей звеньев робота, отработки заданной траектории и ручного управления: угловыми положениями звеньев робота, позицией схвата в декартовой системе координат робота.

Область применения: в учебном процессе при выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Компьютерное управление мехатронными системами» и «Управление роботами и робототехническими системами» и научно – исследовательских работ студентов.

Милитов А.С.

Веселовский В.В. / Ионов Ю.Г.

Аппаратное и программное обеспечение устройств для сенсорных сетей

 

 

Созданы аппаратные и программные средства сенсорной сети. Это распределенная самоконфигурируемая беспроводная сеть, состоящая из малогабаритных интеллектуальных автономных сенсорных устройств. Основное назначение: решение задач сбора, обработки и передачи информации с высокими требованиями по автономности, надежности, масштабируемости и распределенности сети.

Область применения: в различных индустриях, таких как: безопасность; энергетика; транспорт; медицина и др. Эти сети собирают необходимые данные из внешней среды и посылают их на главный узел.

 

Рис. Данные эксперимента

Назаров П.А.

Гарцеев И.Б.

Программно-алгоритмическое обеспечение для управления системой технического зрения мобильного робота

 

Создано программно-алгоритмическое обеспечение (библиотека классов, объектов и методов) для управления системой сетевых камер серии SNC-RX550 либо аналогичных по своим возможностям (прием видео, настройка камер, управление параметрами настройки). При этом учтена специфика требований по безопасности. В ходе испытаний были проверены следующие функции: добавление и удаление объектов камер в память программы; прием потоков изображений одновременно с нескольких камер; изменение параметров изображения камер; детектирование движущихся В ходе испытаний выяснено, что программа успешно решает поставленные задачи. Область применения результатов: использование в системах технического зрения мобильных роботов.

Трапезон Е.А.

Романов М.П.

Моделирование мобильного робототехнического комплекса наземного базирования.

 

Разработана виртуальная модель мобильного робототехнического комплекса на базе реальной модели танка Т-72. Создана также математическая модель системы управления роботом. Визуализация движения мобильного робота реализована в программном комплексе RobSim. Данный комплекс способен устанавливать робота и сцену для моделирования условий взаимодействия оператора и разработанного робототехнического комплекса. Модель мобильного РТК способна перемещаться с установленной скоростью по пересеченной местности. Смоделированная система переключения передач способна, под управлением оператора, выполнять разгон робота до заданной скорости, предоставляя возможность выбирать параметры движения с помощью органов управления.

Область применения: в процессе проектирования роботов специального назначения.

Чернов Д.Б.

Тягунов О.А.

Алгоритмическое и программное обеспечение стратегического и тактического уровня системы управления мобильного робота специального назначения.

 

Разработаны алгоритмы и создано программное обеспечение стратегического и тактического уровня системы управления мобильным роботом. Программное обеспечение позволяет использовать мобильный робот, оснащенный необходимыми аппаратными средствами, в упражнениях, таких как: движение по полосе, ориентирование по маякам, перекресток-развилка, светофор, поиск и движение к цели. Также реализована возможность ручного управления.

Область применения: управление мобильным роботом.

Шубенков Н.В.

Трипольский П.Э.

 

Выпускники 2010 г.

В 2010 г. дипломы с отличием и направление в аспирантуру получили:

 

НИРС - 2011

 

Студент Научн. руководитель курс, группа Наименование темы  
1 Малей А.И.   4, КС-52-08 Биометрические высотомеры НТК МИРЭА, материалы в отчет по НИР
2 Калач Г.Г. Трипольский П.Э. 6 Исследование бесплатформенных инерциальной навигационной системы НТК МИРЭА, см.табл. 2.5
3 Пименов Д.А. Манько С.В. 6 Проблемы визуальной ассоциации в робототехнических системах НТК МИРЭА, см.табл. 2.5
4 Бычков С.Б.   КМ-41-10 Многоагентные системы материалы в отчет по НИР
5 Алёшин А.А. Романов М.П, КМ-41-10 универсальная СУ приводами НТК МИРЭА, отчет по НИР
6 Евсюхин И.А. Епишин С.В. КМ-41-11 Проектирование многоагентных модульных роботов Материалы по НИР
7 Клюева Е.М. Гарцеев И.Б. КР-2-07 моделирование автономного робота НТК МИРЭА, см.табл. 2.5
8 Федотов М.С, Романов М.П.   Разработка ПО для коммуникаторов НТК МИРЭА (2 докл), отчет по НИР
9 Самсонова С.А. Гарцеев И.Б. КР-2-07 Моделирова есреды функционирования робота НТК МИРЭА, см.табл. 2.5
10 Мелихов М.С. Антипов О.А. КМ-41-10 Системы управления мобильного робота НТК МИРЭА, отчет по НИР
11 Казачек Н.А. Лохин В.М. 6 Методика оценки управляемых сложных динамических объектов НТК МИРЭА
12 Александрова М.А. Романов М.П. 4, КС-52-08 Роботы нетрадициооной структуры см. табл. 2.5
13 Петровская А.К. Романов М.П. 6 Нечеткая система управления прецизионного электропривода матеиалы по НИР
14 Хасанов Р.Т. Тягунов О.А. КМ-1-10 Комплекс для исследования сложных систем НТК МИРЭА
15 Афанасьев А.Е., Шпинева Е.А. Пархоменко А.С. 4

Оптимизация характеристик механизмов РТС за счет оптимизации

объекта управления

НТК МИРЭА
16 Козлов А.С. Тягунов О.А. студ. Вечерник Оптимальная настрйка параметров многосвязных систем НТК МИРЭА
17

Новосельский А.,

Лаврентьев В.

Ионов Ю.Г.,

Смирнов М.Ю.

4, КС-52-08 Использование CMS Moodle создание систем дистанционного обучения НТК МИРЭА
18 Диане Секу Манько С.В. КР-1-07 Разработка комплекс прогрпммно-инструментальных средств для моделирование многоагентных робототехнических систем НТК МИРЭА, статья сдана в печать
19 Песков Д.А. Александрова Р.И. КРБ-1-11 Обзор по роботам для освоения космоса докдад в группе
20 Билюшов Е.А. Александрова Р.И. КРБ-1-11 Обзор по теме экзоскелетоны докдад в группе
21 Назаров С.С. Александрова Р.И. КРБ-1-11 Автомобили-роботы обзор
22 Шварц М.М. Александрова Р.И. КРБ-1-11 Сенсоры для робототехнических систем обзор
23 Ершова Т.А. Ионов Ю.Г. КБ-41-10 Аудио - видео инструкция по симулятору "SCARA" www.cpd-sdo.ru