priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2024-67-2-195-199pribor-23Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF NOTESОсобенности построения бонд-графа шагающих роботовFeatures of constructing a bond graph of walking robotsДмитриевВ. А.DmitrievV. А.

Валентин Алексеевич Дмитриев – аспирант; факультет систем управления и робототехники

Санкт-Петербург

Valentin A. Dmitriev – Post-Graduate Student; Faculty of Control Systems and Robotics

St. Petersburg

valentinswsu@mail.ruМарусинаМ. Я.MarusinaM. Ya.

Мария Яковлевна Марусина – д-р техн. наук, профессор; факультет систем управления и робототехники

Санкт-Петербург

Maria Ya. Marusina – Dr. Sci., Professor; Faculty of Control Systems and Robotics

St. Petersburg

myamarusina@itmo.ruУниверситет ИТМОITMO University202424112024672195199Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/23

Описана общая динамика многозвенных систем, реализующих «шагающий» принцип передвижения, представлен подход к построению бонд-графа шагающего робота. Представленные механизмы смоделированы для оценки ряда специфических требований, таких как динамика, точность позиционирования и энергия, затрачиваемая для движения. Описан подход к смене одноузловых бонд-графов на бонд-графы в формате мультисвязей узловых векторов и, как следствие, упрощению визуализации формируемой модели. Рассмотрено построение бонд-графа в условиях недетерминированности внешних воздействий, которые имитируются случайным характером получаемой информации.

The general dynamics of multi-link systems that implement the «walking» principle of movement are described, and an approach to constructing a bond graph model of a walking robot is developed. The presented mechanisms are modeled to evaluate a number of specific requirements, such as dynamics, positioning accuracy and energy expended for movement. An approach to changing single-node bond graphs to bond graphs in the format of multiconnections of nodal vectors and, as a consequence, simplifying the visualization of the generated model is described. The construction of a bond graph model under conditions of non-determinism of external influences, which are simulated by the random nature of the information received, is considered.

бонд-графдинамикаанализэнергияшагающий роботнедетерминированная средасенсорная системаbond graphdynamicsanalysisenergywalking robotnon-deterministic environmentsensor systemReferencesKrishnan V. L., Pathak P. M., Jain S. C., & Samantaray A. K. Reconfiguration of four-legged walking robot for actuator faults // Proc. of the Institution of Mechanical Engineers. Pt I. Journal of Systems and Control Engineering. 2011. P. 11—26.Krishnan V.L., Pathak P.M., Jain S.C., & Samantaray A.K. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 2011, рр. 11–26.Zhou X. and Cui Y. Dynamic characteristics of single-loop gear system based on bond graph method // J. of Vibroengineering. 2022. Vol. 24, N 3. P. 604—614.Zhou X. and Cui Y. Journal of Vibroengineering, 2022, no. 3(24), pp. 604–614.Gonzalez-Avalos G., Gallegos N. B., Ayala-Jaimes G., Garcia A. P., Ferreyra García L. F., Rodríguez A. J. P. Modeling and Simulation of Physical Systems Formed by Bond Graphs and Multibond Graphs // Symmetry in Graph Algorithms and Graph Theory III. 2023. Vol. 15, N 12. Р. 2170.Gonzalez-Avalos G., Gallegos N.B., Ayala-Jaimes G., Garcia A.P., Ferreyra García L.F., Rodríguez A.J.P. Symmetry in Graph Algorithms and Graph Theory III, 2023, no. 12(15), pp. 2170.Bayart M., Bouamama B. O., & Conrard B. FDI of Smart Actuators Using Bond Graphs and External Models // IFAC Proceedings. 2002. Vol. 35, N 1. P. 391—396.Bayart M., Bouamama B.O., & Conrard B. IFAC Proceedings, 2002, no. 1(35), pp. 391–396.Shojaei Barjuei E., Caldwell D. G., & Ortiz J. Bond Graph Modeling and Kalman Filter Observer Design for an Industrial Back-Support Exoskeleton // Designs. 2020. Vol. 4, N 4. P. 53.Shojaei Barjuei E., Caldwell D.G., & Ortiz J. Designs, 2020, no. 4(4), pp. 53.Дмитриев В. А. Элементы моделирования контактного взаимодействия средствами программного пакета 20Sim // Информационные технологии в управлении, автоматизации и мехатронике: сб. науч. тр. 4-й Междунар. науч.-техн. конф. 2022. С. 83—86.Dmitriyev V.A. Informatsionnyye tekhnologii v upravlenii, avtomatizatsii i mekhatronike (Information Technologies in Control, Automation and Mechatronics), Collection of Scientific Papers of the 4th International Scientific and Technical Conference, 2022, рр. 83–86. (in Russ.)Napoleon, Nakaura S., & Sampei M. Balance control analysis of humanoid robot based on ZMP feedback control // IEEE/RSJ Intern. Conf. on Intelligent Robots and System. 2002. P. 2437—2442.Napoleon Nakaura S., & Sampei M. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System, 2002, рр. 2437–2442.Baliño J. L. Bond Graph Modeling of Incompressible Thermofluid Flows // 18th Intern. Congr. of Mechanical Engineering. Ouro Preto, 6—11 November, 2005.Baliño J.L. 18th International Congress of Mechanical Engineering, 2005, Ouro Preto, November, 6–11, 2005.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.