ISSN 2223-1560 · EISSN 2686-6757

Язык: ru

Статья: АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ИНВАЛИДНОЙ КОЛЯСКОЙ-ВЕРТИКАЛИЗАТОРОМ (2023)

Читать

Читать онлайн

Цель. Разработка схемы и адаптивного алгоритма работы интеллектуальной человеко-машинной системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора, учитывающего физиологические особенности оператора, колесной платформы и внешней среды. Задачи. Изучение физиологических особенностей человеко-машинного взаимодействия у людей с повреждением опорно-двигательного аппарата. Разработка конструкции и математическое описание джойстика как компонента человеко-машинной системы. Разработка адаптивного алгоритма и математического обеспечения системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора.

Методы. Использование метода конечных автоматов для описания алгоритма переключения режимов движения. Применение полиномиальных функций с целью получения гладких законов изменения задающих значений для приводов устройства. Использование нелинейных коэффициентов чувствительности рукоятки джойстика для обеспечения адаптивных режимов движения коляски-вертикализатора.

Результаты. В ходе исследования были разработаны и описаны режимы движения инвалидной коляски-вертикализатора. Представлены и описаны схема конструкции и принцип работы джойстика. Математически и графически описаны режимы функционирования человеко-машинной системы. Предлагаемые в работе адаптивные алгоритмы системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора интерпретируют наклоны джойстика в задающие сигналы для регуляторов приводов коляски. Описано использование нелинейных коэффициентов чувствительности рукоятки джойстика для обеспечения адаптивных режимов работы коляски, учитывающих особенности движения рук людей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата, движение коляски и состояния внешней среды.

Заключение. Разработанные в рамках работы адаптивные алгоритмы человеко-машинной системы и режимы движения инвалидной коляски-вертикализатора позволяют повысить безопасность и плавность движения за счет использования нелинейных коэффициентов чувствительности рукояти джойстика и гладких законов задающих воздействий, полученных на основании полиномиальных функций.

Ключевые фразы: инвалидная коляска-вертикализатор, джойстик, адаптивные алгоритмы, режимы движения, гладкая функция, КОНЕЧНЫЙ АВТОМАТ

Автор (ы): Яцун Сергей Фёдорович, Мальчиков Андрей Васильевич, Щербакова Мария Петровна

Журнал: ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 00. Наука в целом (информационные технологии - 004)
Префикс DOI: 10.21869/2223-1560-2023-27-1-111-125
eLIBRARY ID: 53933799

Для цитирования:

ЯЦУН С. Ф., МАЛЬЧИКОВ А. В., ЩЕРБАКОВА М. П. АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ИНВАЛИДНОЙ КОЛЯСКОЙ-ВЕРТИКАЛИЗАТОРОМ // ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2023. ТОМ 27 №1

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Крапивина Ю. Д., Киба Д. А. Система управления вертикализатором для инвалидных колясок // Производственные технологии будущего: от создания к внедрению. Комсомальск-на -Амуре, 2017. С. 114-116. EDN: YQFLOY
2. Щербакова М. П., Мальчиков А. В. Разработка многоканальной САУ инвалидной коляски-вертикализатора // Информационные технологии в управлении, автоматизации и мехатронике. Курск, 2021. С. 300-303. EDN: UFIRPX
3. Simpson R. C. Smart wheelchairs: A literature review // Journal of rehabilitation research and development. 2005. Т. 42. №. 4. С. 423.
4. Lankenau A., Rofer T. Smart Wheelchairs - State of the Art in an Emerging Market // KI. 2000. Vol. 14. №. 4. P. 37-39.
5. Вертикализация: обоснование ключевой роли в общей системе реабилитации / С. Г. Щербак, А. Е. Терешин, А. С. Голота, А. Б. Крассий // Медицинский алфавит. 2010. Т. 1. №. 4. С. 32-34. EDN: NDGLDX
6. Макарова М. Р., Ромашин О. В. Вертикализация как фактор ранней реабилитации больных с травматической болезнью спинного мозга // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013. Т. 90. №. 4. С. 47-52. EDN: RBLZWD
7. Вадутов Р. Р., Быков Е. В., Коломиец О. И. Эффективность ранней вертикализации после оперативного лечения поясничного отдела позвоночника // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2018. Т. 13. №. 2. С. 232-238. EDN: XSFKJN
8. Barondess, J. A., Cullen, M., De Lateur, B. Musculoskeletal disorders and the workplace. Washington, DC: National Academy of Sciences, 2001.
9. Разработка вертикальной направляющей для процесса вертикализации ИКВ / А.В. Мальчиков, М.П. Щербакова, Л.В. Березина, А.С. Печурин, А.Ю. Белов // Молодежь и XXI век - 2020. Т. 4. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2020. С. 171-174. EDN: JQRWYR
10. Щербакова М.П., Рукавицын А.Н. Гусева Ю.В., Развитие биомехатронных технологий для людей с ограниченными физическими возможностями. Школа юных инноваторов. Курск, 2018. 435 с.
11. Modeling of human-machine interaction in an industrial exoskeleton control system / S. Jatsun, A. Malchikov, O. Loktionova, A. Yatsun // International Conference on Interactive Collaborative Robotics. Springer, Cham, 2020. P. 116-125. EDN: UQMZZE
12. Hartman A., Nandikolla V. K. Human-machine interface for a smart wheelchair // Journal of Robotics. 2019.
13. Incorporating user inputs in motion planning for a smart wheelchair / S. P. Parikh, V. Grassi, V. Kumar, J. Okamoto // IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA’04. 2004. IEEE, 2004. Vol.2. P. 2043-2048.
14. Marchal-Crespo L., Furumasu J., Reinkensmeyer D. J. A robotic wheelchair trainer: design overview and a feasibility study // Journal of neuroengineering and rehabilitation. 2010. Vol. 7. №. 1. P. 1-12. EDN: LMADND
15. Simulation of a walking robot-exoskeleton movement on a movable base / S. Jatsun, A. Malchikov, A. Yatsun, A. S. M. Leon // Journal of Artificial Intelligence and Technology. 2021. Vol. 1. №. 4. P. 207-213.
16. Бартенев В.В., Яцун С.Ф. Анализ методов управления движением мобильных колесных роботов по заданной траектории // Управляемые вибрационные технологии и машины: сборник научных трудов международной конференции. Курск, 2012. С. 144-152. EDN: TZRASP
17. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям / В. Г. Градецкий, В. Б. Вешников, С. В. Калиниченко, Л. Н. Кравчук. М.: Наука, 2001. С. 26-91.
18. Tzafestas S. G. Mobile robot control and navigation: A global overview //Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2018. Vol. 91. № 1. P. 35-58. EDN: WMSZQG
19. Бартенев В. В., Яцун С. Ф., Аль-Еззи А. С. Математическая модель движения мобильного робота с двумя независимыми ведущими колесами по горизонтальной плоскости // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. №. 4-1. С. 288-293.

Выпуск

Том 27 №1 (2023)

Кол-во страниц: 171 страница

Другие статьи выпуска

ПОСТРОЕНИЕ LDPC-КОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ВЫБОРКИ ПО ЗНАЧИМОСТИ КОУЛА (2023)

Авторы: Егоров Сергей Иванович, Усатюк Василий Станиславович

Целью исследования является модификация метода выборки по значимости Коула для поиска треппин-сетов (Trapping Sets) в LDPC-коде, позволяющая ускорить их поиск.

Методы. Коул предложил метод поиска треппин-сетов в LDPC-коде путем использования метода выборки по значимости - метода Монте-Карло со смещенной оценкой, провоцирующего отказ алгоритма декодирования в узлах, потенциально содержащихся в треппин-сетах. Его метод позволяет ускорить исследование эффективности LDPC-кодов средней длины в области больших SNR. Модифицированный метод использует свойства автоморфизмов графов Таннера, позволяющие исключить из перебора значительное число символьных узлов. Также модифицированный метод предусматривает упорядоченный перебор по подграфам, содержащим циклы.

Результаты. Предложенный метод позволил ускорить поиск треппин-сетов в PEG(1008, 504) LDPC-коде Маккея в 5027 раз по сравнению с методом Веласкеса-Субрамани, в 43 раза быстрее по сравнению с оригинальным методом Коула. В случае (2640, 1320) LDPC-кода Маргулиса предложенный метод в 28 раз быстрее квазициклического метода Веласкеса-Субрамани и в 134 раза быстрее, чем оригинальный метод Коула.

Заключение. Результат экспериментальных исследований показал возможность при помощи разработанного метода улучшить спектр связности, увеличить кодовое расстояние QC-LDPC кодов. Это позволило уменьшить вероятность ошибки на бит на выходе декодера на порядки при высоких отношениях сигнал/шум в АБГШ-канале.

Сохранить в закладках

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВСПЕНЕННОГО ПОЛИСТИРОЛА (2023)

Авторы: Рыбин Илья Александрович, Рыбина Анна Васильевна

Цель исследования. При проектировании новых и модернизации существующих систем управления процессом вытягивания полимеров важную роль играет решение задач создания математических или имитационных моделей и синтеза алгоритмов управления, обеспечивающих снижение доли ручного труда. В статье приведен обзор подходов к разработке и моделированию систем автоматизированного управления экструзионными технологическими линиями производства изделий из полимеров. Рассмотрена возможность разработки и моделирования многомерной системы управления процессом вытягивания вспененного полистирола на основе пакета математического анализа Matlab. Актуальность темы исследования связана с тенденцией роста рынка потребления и реализации управления в условиях создания более сложных форм упаковки из полимеров.

Методы. Для разработки системы управления и ее анализа применены основы теории многомерных систем в задачах управления, теории переработки пластических масс, методы компьютерного моделирования систем управления.

Результаты. В статье представлен алгоритм управления процессом формования и его реализация в среде Simulink. Приведены и проанализированы графики изменения скорости вытягивания и скорости намотки, изменения толщины и натяжения полотна во времени. Представлена схема автоматизации технологической линии на основе разработанного алгоритма.

Заключение. Результаты тестирования модели показывают, что применение математического моделирования системы управления вытягиванием полотна пенополистирола возможно для решения вопроса повышения эффективности производства на действующем оборудовании, что и позволит приблизить их характеристики к новым технологическим линиям, оставив механическую часть без изменений. Значимость работы обусловлена тем, что применение современных систем управления позволяет улучшить качество изготавливаемой продукции, снизить расход сырья. Материалы и методики исследования могут быть применены при разработке проектов для других установок, например при производстве оптического полотна.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ЮЗГУ
Регион: Россия, Курск
Почтовый адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
Юр. адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
ФИО: Емельянов Сергей Геннадьевич (РЕКТОР)
E-mail адрес: rector@swsu.ru
Контактный телефон: +7 (471) 2504820
Сайт: https://swsu.ru/

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.