Карпушкин С. В., Сиухин А. А.
Монография посвящена методике структурно-параметрического синтеза системы адаптивного управления (САУ) устройствами имитации физических нагрузок (УИФН) – беговыми тренажерами, используемыми для создания нагрузок на пользователя в различных отраслях: для реабилитации в медицине, для тестирования персонала в горнодобывающей промышленности, для физической подготовки в формированиях специального назначения. Приведены рекомендации по оснащению тренажеров, схеме расположения камер-наблюдателей. Представлены разработанные алгоритмы систематизации массивов повторяющихся движений пользователя и прогнозирования его движения, а также результаты тестирования их программной реализации. Для персонала физических динамических систем, в которых субъект управления многократно совершает определенные действия. Будет полезно для обучающихся в магистратуре по направлению 27.04.03 «Системный анализ и управление», в аспирантуре по специальности 2.3.1 «Системный анализ, управление и обработка информации, статистика (технические науки)».
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ ИМИТАЦИИ НАГРУЗОК БЕГОВЫХ ТРЕНАЖЕРОВ 15
1.1. Обзор устройств имитации физических нагрузок беговых тренажеров 18
1.2. Запаздывание реакции устройства имитации физических нагрузок бегового тренажера 26
1.3. Анализ систем управления устройств имитации физических нагрузок беговых тренажеров 31
1.3.1. Система управления тренажера без обратной связи аппаратного обеспечения 32
1.3.2. Система управления тренажера с обратной связью от аппаратного обеспечения 33
1.3.3. Система управления тренажера с обратной связью от пользователя 34
1.3.4. Система управления тренажера с компенсацией 35
1.3.5. Система адаптивного управления тренажером 36
1.4. Системный анализ наблюдателей беговых тренажеров 37
1.5. Результаты системного анализа устройств имитации
физических нагрузок беговых тренажеров 43
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ИМИТАЦИИ НАГРУЗОК БЕГОВЫХ ТРЕНАЖЕРОВ 50
2.1. Математическое описание процесса управления устройством имитации физических нагрузок 51
2.2. Адаптивное управление тренажером с камерами-наблюдателями 53
2.3. Постановка задачи адаптивного управления устройством имитации физических нагрузок 55
2.4. Структура разработанной системы адаптивного управления устройства имитации физических нагрузок тренажером 57
2.4.1. Блок обработки входных кадров 57
2.4.2. Блок формирования шаблонов-массивов повторяющихся движений пользователя 59
2.4.3. Блок выбора массивов для прогнозирования 61
2.5. Принцип компенсации запаздывания реакции устройства имитации физических нагрузок бегового тренажера 63
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СРЕДСТВА ИМИТАЦИИ НАГРУЗОК 67
3.1. Создание шаблона фона 68
3.2. Модуль обработки входных кадров 73
3.3. Модуль систематизации повторяющихся движений пользователя 76
3.4. Модуль выбора массива для прогнозирования движения пользователя 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 91
