102-144_iz_168_referaty_KMU

Материалы XVI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»

УДК 681.51

Д.Н. БАЗЫЛЕВ, А.А. ПЫРКИН, Д.Д. ИБРАЕВ, А.А. МАРГУН, К.А. ЗИМЕНКО,

А.С. КРЕМЛЕВ (Университет ИТМО, С.-Петербург). Система управления двуногим роботом. Рассматривается задача обеспечения устойчивости двуногого робота в положении стоя на наклонной поверхности, угол которой изменяется произвольным образом. В качестве модели шагающего робота выбран двуногий робот Bioloid с восемью степенями свободы. Исследована кинематическая схема робота и синтезирована система управления с использованием пропорционально-дифференциального регулятора на основе ошибок углов положения валов серводвигателей робота. Желаемые траектории робота рассчитывались по показаниям установленных на него двухосного гироскопа и трехосного акселерометра. Работоспособность разработанного алгоритма управления реальной моделью продемонстрирована экспериментально.

УДК 681.51

Д.Н. БАЗЫЛЕВ, А.А. МАРГУН, К.А. ЗИМЕНКО, А.С. КРЕМЛЕВ, Д.Д. ИБРАЕВ

(Университет ИТМО, С.-Петербург). Беспилотный летательный аппарат, оснащенный робототехническим манипулятором. Цель работы − разработка конструкции и системы управления многофункционального беспилотного летательного аппарата, в качестве которого используется квадракоптер, оснащенный робототехническим манипулятором со схватом. Исследованы математическая модель данного летательного аппарата, задачи планирования траекторий движения и обеспечения устойчивости. Рассматривается взаимовлияние квадрокоптера и установленного на нем робототехнического манипулятора. Основной результат работы − разработка системы управления данным летательным аппаратом на основе ПИД-регулятора с учетом возмущающего воздействия робототехнического манипулятора со схватом на квадрокоптер.

УДК 681.51

А.А. МАРГУН, Д.Н. БАЗЫЛЕВ, К.А. ЗИМЕНКО, А.А. БОБЦОВ, С.А. ВРАЖЕВ-

СКИЙ (Университет ИТМО, С.-Петербург). Управление роботом манипулятором на основе метода последовательного компенсатора. Рассматривается алгоритм управле-

ния двухзвенным роботом манипулятором на основании метода последовательного компенсатора в условиях нестационарности параметров системы и внешних возмущающих воздействий. Проведено моделирование работы системы двухзвенного манипулятора с регулятором при допущении, что возмущающие воздействия имеют вид мультигармоник и констант. Результаты моделирования подтверждают эффективность разработанного алгоритма в условиях нестационарности системы и внешних возмущений. Экспериментально продемонстрировано, что предложенный алгоритм обеспечивает более низкое значение ошибки выходного сигнала по сравнению с такими классическими законами управления, как ПД-регулятор.

УДК 533.65.013.622

Г.А. ПОДШИВАЛОВ (ГУАП, С.-Петербург). Моделирование термических восходящих потоков в задаче управления автономным летательным аппаратом. Рас-

сматривается способ увеличения длительности пребывания в воздухе летательного аппарата за счет использования термических восходящих потоков (термиков). Этот способ заключается в обнаружении таких потоков с последующим центрированием летательного аппарата, при котором осуществляется набор высоты. Для проверки предлагаемого способа проанализированы модели термиков, построенные на основе метеорологических исследований. Такие модели позволяют получить зависимость вертикальной скорости в термике от его геометрических характеристик, а также от некоторых начальных условий состояния атмосферы. Алгоритм центрирования в потоке запускает-

Материалы XVI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»

ся при обнаружении увеличения вертикальной скорости летательного аппарата.

В работе построены усовершенствованные модели термиков, в которых задаются дополнительные физические параметры, такие как температура, давление и плотность воздуха в каждой точке термика. Полученные модели позволяют предотвратить ложные срабатывания алгоритма центрирования летательного аппарата при его нахождении в области пространства с физическими характеристиками атмосферы, не соответствующими термику.

УДК 62-5

Д.А. НИКИТИН (СПбГУ)), Г.С. БАРТОШ, Е.И. ЛОСИЦКИЙ (ГБОУ ФМЛ № 239,

С.-Петербург). Роботизированный комплекс, предназначенный для контроля со-

стояния трёхмерных объектов. Цель работы - контроль состояния трёхмерных объектов произвольной формы с помощью мобильного роботизированного комплекса, оснащённого элементами технического зрения и распределённой системой навигации.

В работе решается задача точного позиционирования стрелы манипулятора мобильного робота с использованием 3D-зрения и приводится практическая реализация.

Построение 3D-сцены в виде облака точек в памяти робота позволяет динамически обнаруживать изменения состояния исследуемого трехмерного объекта.

Для повышения точности позиционирования 3D-сенсор располагается на мобильном роботе наблюдателе, обеспечивающем функции оповещения и динамического контроля. Система безаварийного движения, эмулируемая внешней видеокамерой, позволяет обеспечить корректное перемещение двух подвижных платформ комплекса в условиях ограниченного пространства.

УДК 517.977.5

Ю.А. МАСЛОВА (СПбГУ). Анализ применимости метода главных компонент

для обнаружения сбоев в системе управления автономного подводного аппарата.

Рассматривается задача обнаружения сбоев в системе управления, состоящая в заблаговременном выявлении аномальной динамики объекта управления до момента наступления аварии. В качестве базового математического аппарата принят метод главных компонент. Преимуществом указанного подхода является то, что выявление сбоев происходит на основе записей измеряемых переменных без использования математической модели объекта.

Цель работы состоит в анализе применимости метода главных компонент для разработки надежной системы автоматического обнаружения сбоев в системе управления автономного подводного аппарата. Анализ выполняется на примере сбоев кормовых рулей и датчиков кормовых рулей. Исследуются вопросы выбора порогового значения, позволяющего обнаружить факт сбоя, а также необходимого числа главных компонент для решения поставленной задачи. Результаты работы проиллюстрированы на примерах имитационного моделирования сбоев и их автоматического обнаружения в среде

MATLAB/Simulink.

УДК 629.7.052

И.О. КОВЯЗИН, Д.С. КАПРАЛОВ (ОАО «Раменское приборостроительное конст-

рукторское бюро»). Интегрированная распределенная бортовая система интеллек-

туальной поддержки. В докладе рассматривается интегрированная распределенная бортовая система интеллектуальной поддержки экипажа многоцелевого летательного аппарата. Указанная система предназначена для решения задач управления, навигации, пилотирования, обеспечения безопасности летательного аппарата, подготовки и контроля работы комплексов бортового оборудования и др. В ней также могут эффективно решаться задачи унификации и стандартизации технических решений и технологий проектирования с учетом опыта, накопленного при разработке авиационных комплек-

№ 2 (85), 2014 143

Материалы XVI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»

сов предыдущих поколений.

В работе описывается проектирование интегрированной распределенной бортовой системы интеллектуальной поддержки, которое предполагает создание отдельных функциональных систем. Эти системы объединены как на программно-аппаратном уровне, так и на уровне задач, решаемых в комплексах бортового оборудования. Это позволяет распределить функции структурных единиц между отдельными, асинхронно выполняющимися задачами.

При построении интегрированной распределенной бортовой системы интеллектуальной поддержки вводится понятие типовой ситуации. Множество типовых ситуаций для каждого вида летательного аппарата позволяет с его помощью представить любую задачу вылета, определяемую регламентирующими документами.