МЕТОДИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫМИ ПЛАТФОРМАМИ
Аннотация
Одним из актуальных направлений развития робототехники являются проектиро-
вание систем группового управления. В предложенной структуре группа из пяти роботи-
зированных платформ (РП) управляется с носимого или стационарного пультов. Такой
состав группы предопределяет схемы с перестраиваемыми связями между составными
частями и изменением принципов функционирования. В статье приведены эксперимен-
тальные исследования вычислительной эффективности методов планирования траекто-
рий РП в пространстве и определены оптимальный метод и требуемые параметры вы-
числителя РП. Рассмотрены варианты схем с разным числом РП и модели холодного ре-
зервирования РП, пультов и общего всей системы. При таком многообразии конфигураций
возникают проблемы, обоснования и выбора методов расчета, и однозначного, обобщен-
ного представления параметров надежности системы группового управления. Повышен-
ные требования к надежности компонент системы группового управления, требуют
точной оценки надежности и продиктованы значительной стоимостью оборудования и
функциональным назначением. Разработанная методика предназначена для моделирова-
ния надежности разработанной системы группового управления роботизированными
платформами РП. В предложенной методике показано использование структурного,
вероятностного и матричного методов для расчета моделей надежности системы груп-
пового управления. А также предложен подход к моделированию надежности целочислен-
ного, избыточного, скользящего, холодного резервирования РП и пультов управления. Полу-
ченные результаты численных расчетов параметров надежности системы группового
управления, позволяют оценить риски и выбирать режимы, в зависимости от требуемой
эффективности выполнения миссии.
Литература
application], by ed. V.I. Syryamkina. Tomsk: STT, 2018, 140 p.
2. Bayindir L. A review of swarm robotics tasks, Neurocomputing, 2016, Vol. 292, pp. 292-321.
3. Francesca G., Birattari M. Automatic design of robot swarms: Achievements and challenges,
Frontiers Robotics AI, 2016, Vol. 3 (1).
4. Rizk Y., Awad M., Tunstel, E.W. Cooperative heterogeneous multi-robot systems: A survey,
ACM Computing Surveys Volume, 2019, Vol. 52 (2).
5. Yu J., Ji J., Miao Z., Zhou J. Neural network-based region reaching formation control for multi-
robot systems in obstacle environment, Neurocomputing, 2019, Vol. 333, pp. 11-21.
6. Agrawal P., Agrawal H. Adaptive algorithm design for cooperative hunting in multi-robots,
International Journal of Intelligent Systems and Applications, 2018, Vol. 10 (12), pp. 47-55.
7. Kalyaev I.A., Gayduk A.R., Kapustyan S.G. Modeli i algoritmy kollektivnogo upravleniya v
gruppakh robotov [Models and algorithms of collective management in robot groups]. Moscow:
Fizmat, 2009.
8. Zenkevich S.L. Printsipy postroeniya sistem upravleniya robotami [Principles of building robot
control systems], Robototekhnicheskie sistemy i avtomaticheskoe upravlenie: Mezhvuz. sb.
nauchn. tr. [Robotic systems and automatic control: Intercollegiate collection of scientific
papers]. Moscow: MIRZA, 1985.
9. Ivanov D.Ya. Distribution of roles in groups of robots with limited communications based on
the swarm interaction, Procedia Comput. Sci., 2019, Vol. 150, pp. 518-523.
10. Yiguang Hong, Guowu Yang, Daizhan Cheng, Sarah Spurgeo. A New Approach To Terminal
Sliding Mode Control Design, Asian Journal of Control, June 2005, Vol. 7, Issue 2, pp. 177-181.
11. Wang Shikai, Jin Hongzhang, Meng Lingwei. Trajectory tracking for underactuated UUV using
terminal sliding mode control 2016 Chinese Control and Decision Conference (CCDC),
2016, pp. 6833-6837. DOI: 10.1109/CCDC.2016.7532229.
12. Pshikhopov V.K., Fedotov A.A., Medvedev M.Yu., Medvedeva T.N., Gurenko B.V. Position-trajectory
system of direct adaptive control marine autonomous vehicles. Authors of Document 2014 the 4th International
Workshop on Computer Science and Engineering - Summer, WCSE 2014.
13. Pshikhopov V. Path Planning for Vehicles Operating in Uncertain 2D Environments, eBook
ISBN: 9780128123065, Paperback ISBN: 9780128123058, Imprint: Butterworth-Heinemann,
1st February 2017, 312 p.
14. Soloviev V.V., Pshikhopov V.K., Shapovalov I.O., Finaev V.I., Beloglazov D.A. Planning of the
mobile robot motion in non-deterministic environments with potential fields method, International
Journal of Applied Engineering Research, 21 Number 2015, Vol. 10, pp. 41954-41961.
ISSN 0973-4562.
15. Denis Belogalzov, Valeriy Finaev, Mikhail Medvedev, Igor Shapovalov, Victor Soloviev. Decentralized
Control of a Group of Robots Using Fuzzy Logic, Journal of Engineering and Applied
Sciences, 2017, No. 12 (9), pp. 2492-2498.
16. Kazakov K.A, Semenov V.A. Obzor sovremennykh metodov planirovaniya dvizheniya [Review
of modern traffic planning methods], Tr. ISP RAN [Proceedings of ISP RAS], 2016, Vol.
28, Issue 4, pp. 241-294.
17. Verevkina L.S., Alpatova O.V., Verevkin A.L. Stadii razrabotki i urovni rascheta nadezhnosti
[Stages of development and levels of reliability calculation], Vsemirnyy tekhnologicheskiy
universitet YuNESKO. Moskovskiy tekhno-logicheskiy institut: Mater. mezhdunarodnogo
foruma [UNESCO world University of technology. Moscow Institute of technology. Materials
of the international forum]. Vyp. 2. «Chelovek v sovremennom mire» [Issue 2. "Man in the
modern world"]. Rostov-on-Don: Gingo, 2014, pp. 308-312.
18. Available at: https://studopedia.ru/14_58030_raschet-nadezhnosti-sistemrezervirovaniem.
html.
19. Available at: http://libraryno.ru/5-raschet-harakteristik-nadezhnosti-nevosstanavlivaemyhrezervirovannyh-
izdeliy-teor_nadejnosti/.
20. Boldyrev A.S., Verevkina L.S., Verevkin A.L. Nadezhnost' komponentov
mnogofunktsional'nykh, robototekhnicheskikh i avtomatizirovannykh sistem. Svidetel'stvo o
gosudarstvennoy registratsii bazy dannykh №2019621637 ot 09.09.2019 [Reliability of components
of multifunctional, robotic and automated systems. Certificate of state registration of
the database no. 2019621637 dated 09.09.2019].
