Найти

Результаты поиска

• МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ БИОМОРФНЫХ ПОДВОДНЫХ РОБОТОВ

  Е. Ю. Смирнова , Д.К. Серов , Д. К. Пельменев , Н.П. Коренко, А.Ю. Никулина

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  В настоящее время активно развивается область подводной робототехники для решения при-
  кладных и исследовательских задач. Одним из перспективных направлений применения подводных
  роботов является использование конструкций с биоподобным типом плавания. Использование авто-
  номных биоморфных подводных роботов (БПР) потенциально позволит расширить область приме-
  нения малошумных и безопасных для местной фауны подводных роботов для задач мониторинга и
  исследования местности. Целью работы является разработка и апробация методики модельно-
  ориентированного проектирования системы управления движением БПР. В рамках данной работы
  рассмотрена типовая конструкция туниморфного БПР с осцилляторным типом плавания. На при-
  мере рассматриваемой конструкции БПР описаны проблемные вопросы моделирования динамики
  БПР, а также синтеза их систем управления. Для БПР с осцилляторным типом плавания выделены
  типовые технологические операции (ТОП), выполняемые с учетом конструктивных особенностей
  БПР и состава их движительно-рулевого комплекса (ДРК). Предложена методика проектирования
  системы управления БПР на базе совместного использования технологий численного моделирования
  и классической теории автоматического управления (ТАУ). На основании предложенной методики
  разработана численная гидродинамическая модель движения туниморфного БПР с осцилляторным
  типом плавания. Проведены идентификационные вычислительные эксперименты, в рамках которых
  сняты переходные процессы, характеризующие динамику движения БПР при выполнении каждой
  отдельной ТОП. На основании проведенных экспериментов разработаны кибернетические модели
  движения БПР, позволяющие за счет упрощенного моделирования динамики с использованием типо-
  вых звеньев теории автоматического управления с переменными коэффициентами воспроизвести
  движение БПР в рамках выполнения типовых технологических операций. В рамках кибернетических
  моделей в соответствии с предложенной методикой проведен синтез алгоритмов управления дви-
  жением БПР для каждой из типовых технологических операций с использованием методов числен-
  ной оптимизации. Выполнена апробация разработанных алгоритмов на базе вычислительных экспе-
  риментов, проведенных в рамках численных гидродинамических моделей. Определены достоинства
  предложенной методики, а также сформулированы возможные перспективы применения БПР

• ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СЦЕНАРИЯ РАБОТЫ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОМОРФНОГО МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАДАНИЕМ

  А. М. Корсаков , В.В. Иванова , А.А. Демчева , В. Д. Матвеев , Е. Ю. Смирнова

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Представлены результаты исследования возможности формирования и выполнения сценария
  работы мобильного робота с использованием нейроморфных информационно-управляющих элемен-
  тов (логические элементы «И», «ИЛИ» и «НЕ»; нейроморфный экстраполятор; нейроморфный де-
  тектор нештатных ситуаций; нейроморфный механизм формирования условного рефлекса). Приве-
  дено краткое описание этих информационно-управляющих элементов. В качестве базового элемента
  при этом выступает сегментная спайковая модель нейрона CSNM с возможностью структурного
  обучения. Обученная модель CSNM способна решать задачу бинарной классификации, из чего следу-
  ет возможность её использования в качестве отдельного информационно-управляющего элемента –
  детектора состояния. Организацию выполнения сценария работы мобильного робота предлагается
  строить на основе универсальных нейроморфных модулей с использованием указанных нейроморф-
  ных информационно-управляющих элементов. Предлагаемый механизм управления заданием сводит-
  ся к следующему. Универсальным нейроморфным модулям, используемым в качестве блоков-
  переключателей, присваиваются приоритеты. Детектирование той или иной ситуации выполняет-
  ся посредством универсального нейроморфного модуля, приоритет которого выше, что приводит к
  торможению всех универсальных нейроморфных модулей, приоритет которых ниже данного. До-
  бавляя, либо удаляя универсальные нейроморфные модули, а также меняя их приоритетность, мы
  получаем требуемое для нас поведение мобильного робота. В работе приведены результаты иссле-
  дования предложенного механизма организации сценария работы робота как на компьютерной мо-
  дели, так и на реальном роботе. Для компьютерного моделирования был разработан специальный
  эмулятор, который позволил всесторонне исследовать предложенное решение. В качестве тестовой
  задачи было выбрано движение к цели в помещении с перегородками. Результаты экспериментов
  показали принципиальную применимость предложенного механизма формирования и выполнения
  сценария работы робота. В работе указаны основные недостатки текущей реализации: возмож-
  ность ситуаций, приводящих к зацикливанию набора действий, совершаемых мобильным роботом, а
  также необходимость ручного согласования основных параметров сцены и мобильного робота
  (метрические характеристики заданных размеров зон сцены, угловая и линейная скорость мобильно-
  го робота и т.п.). Предложены пути устранения указанных недостатков. Сделан вывод о перспек-
  тивности применения сегментной спайковой модели нейрона и сетей на её основе для задач управле-
  ния мобильными роботами.