Найти

Результаты поиска

• РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ

  А. В. Зуев, А. Н. Жирабок

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Целью исследования является повышение эффективности эксплуатации подводных аппаратов (ПА) за счет использования систем функционального диагностирования их движителей, обеспечивающих обнаружение, локализацию и идентификацию возникающих незначительных дефектов. Для решения этой задачи в статье предложен новый метод, содержащий два основных этапа. На первом этапе осуществляется построение банка диагностических наблюдателей для обнаружения и локализации возникающих дефектов. При этом каждый наблюдатель строится по специальной процедуре таким образом, что-бы быть чувствительным к различному набору возможных дефектов. На втором этапе синтезируются дополнительные наблюдатели, работающие в скользящем режиме, для точной оценки величин дефектов. При этом, в отличие от существующих решений, пред-лагается использовать редуцированную (имеющую меньшую размерность) модель исход-ной системы при построении указанных наблюдателей. Это дает возможность умень-шить сложность получаемых наблюдателей по сравнению с известными работами, где строятся наблюдатели полного порядка. Результаты проведенных исследований показали работоспособность и высокое качество всех синтезированных наблюдателей. Во всех рас-смотренных случаях удалось своевременно обнаружить факт появления типовых дефек-тов, а также обеспечить идентификацию их величин. На основе рассмотренного метода построения систем диагностирования движителей могут быть созданы высоконадежные системы управления ПА.

• ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРА ЭЛЬБРУС-8СВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

  Н.А. Бочаров , А.Г. Зуев , О. А. Славин

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Исследования в области создания специализированных вычислительных комплексов для
  роботов ведутся во многих мировых научных центрах и в том числе в нашей стране. Развитие
  возможностей сенсорных систем, систем глобальной навигации, рост вычислительной мощ-
  ности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые вычислительные
  комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможностями. Важной, но нере-
  шенной проблемой остается оснащение таких вычислительных комплексов микропроцессора-
  ми отечественного производства. Появление отечественных вычислительных и программных
  средств нового поколения, таких как микропроцессор «Эльбрус-8СВ» и ОС «Эльбрус» откры-
  вает новые возможности для разработчиков робототехнических комплексов. Пиковая произ-
  водительность микропроцессора «Эльбрус-8СВ» составляет более 0,25 ТФлопс двойной точ-
  ности, что позволяет решать вычислительно сложные задачи, например задачи технического
  зрения, на микропроцессоре. Другим важным требованием бортовой вычислительной техни-
  ки, помимо вычислительной мощности, является низкое энергопотребление. Как правило, на
  микропроцессорах общего назначения высокая вычислительная мощность невозможна при
  низком энергопотреблении, и для решения вычислительно сложных задач технического зрения
  используются специализированные процессоры, например, векторные или нейропроцессоры.
  Для снижения энергопотребления микропроцессоров общего назначения существуют специ-
  альные методы, среди которых авторами были рассмотрены: отключение физических ядер,
  снижение тактовой частоты, отключение конвейера, отключение синхроимпульсов в состоя-
  нии простоя. Авторами рассмотрены типовые задачи технического зрения, решаемые борто-
  выми вычислительными комплексами. Проведены экспериментальные исследования по оценке
  энергопотребления и времени выполнения алгоритмов технического зрения при снижении
  тактовой частоты и отключения ядер микропроцессора. Эксперименты показали возмож-
  ность снижения энергопотребления ядер микропроцессора Эльбрус-8СВ на 36-46% с увеличе-
  нием времени выполнения программ. По результатам эксперимента сделаны выводы о приме-
  нимости микропроцессора Эльбрус-8СВ для создания перспективных бортовых вычислитель-
  ных комплексов, имеющих возможность работы как в режиме высокой производительности,
  так и пониженного энергопотребления. Полученные авторами результаты говорят о пер-
  спективах импортозамещения в области робототехники.

• ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ В ПРИВОДАХ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

  А.А. Кабанов , В.А. Крамарь , А.В. Зуев , В. Ф. Филаретов , А.Н. Жирабок

  192-204

  2025-08-04

  Аннотация ▼

  В работе рассматривается задача идентификации дефектов в приводах робототех-нических систем, модель динамики которых описывается линейными дифференциальными уравнениями. Решение задачи идентификации дефектов предложено искать на основе решения вспомогательной задачи оптимального управления для динамической системы, в которой роль неизвестной вектор-функции, описывающей возникающие дефекты, выпол-няет некоторое вспомогательное управление, которое должно обеспечить минимум функ-ционалу невязки. На основе полученного решения вспомогательной задачи оптимального управления предложен диагностический наблюдатель дефектов. При этом сам дефект находится через решение соответствующего алгебраического уравнения Риккати и диф-ференциального уравнения для вспомогательной переменной. В отличие от популярных подходов к решению задачи идентификации дефектов, основанных на наблюдателях, ра-ботающих в скользящем режиме, предлагаемый метод позволяет расширить класс сис-тем, для которых может быть решена задача идентификации. Известно, что методы проектирования наблюдателей скользящего режима накладывают определенные ограничения на рассматриваемые системы. Предложенный подход на основе оптимального управ-ления может дать результаты и для систем с нелинейной динамикой. В этом случаем, вероятно, эффективными будут методы приближенного решения задач оптимального управления, основанные на представлении системы в линейной форме с коэффициентами, зависящими от состояния (так называемый метод State-dependent Riccati Equation, SDRE). Совершенствование предложенного метода в этом направлении будет являться предме-том последующих исследований. Изложенная теория показана на примере идентификации дефектов в приводе постоянного тока. Рассмотрены разные случаи для системы с полны-ми наблюдениями (известен весь вектор состояния) и с неполными наблюдениями. На мо-делировании было показано, что качество идентификации дефектов можно повысить за счет выбора соответствующих значений матриц штрафов в функционале невязки, при этом можно добиться хорошего диагностирования отдельно по различным каналам вхо-ждения дефектов. В работе представлены рекомендации по выбору матриц штрафов. Результаты моделирования подтвердили работоспособность синтезированных с помощью предложенного метода диагностических наблюдателей

• ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

  В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
  тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
  технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
  цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
  мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
  добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
  раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
  грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
  ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
  объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
  подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
  разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
  и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
  порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
  щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
  ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
  систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
  глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
  сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
  ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
  вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
  данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
  рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
  темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
  симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
  платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
  ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
  го канала связи.