name: Модели и алгоритмы управления мониторингом водоемов с помощью малогабаритного беспилотного подводного комплекса
keyword_list: Модели и алгоритмы управления мониторингом водоемов малогабаритного беспилотного подводного комплекса
abstract: Объектом исследования является система экологического мониторинга водоемов с применением подводного робота. Предметом исследования являются  структурные связи элементов СМВРТ, модели и алгоритмы управления, обеспечивающие эффективный в смысле быстродействия и точности процесс отбора проб в заданных точках водоема. Цель исследования состоит в разработке  моделей и алгоритмов управления системой мониторинга водоемов с помощью малогабаритного беспилотного подводного комплекса, обеспечивающих повышение безопасности и быстродействия процесса мониторинга за счет сокращения времени, необходимого для отбора проб воды в заданных оператором точках водоема. Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: 1.Разработка структуры системы мониторинга водоемов и ее элементов в составе: оператор- человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) - МБПК. 2. Разработка аппаратно программного комплекса оператора и метода модульного планирования кусочно - линейной  траектории движения малогабаритного беспилотного подводного комплекса в режимах автономного движения при мониторинге водоемов. 3. Разработка моделей управляющих факторов, с переменным вектором тяги и системой рулей направления и глубины, обеспечивающих движение МБПК для забора проб воды в заданных точках водоема, как на поверхности, так и на заданной глубине и моделей внешних возмущающих воздействий детерминированного и случайного типа, действующих на МБПК. 4. Разработка алгоритмов управления и математических моделей, описывающих автономное движение малогабаритного беспилотного подводного комплекса по заданным траекториям при отборе проб, с учетом свойств окружающей среды и средств локальной навигации. 5. Разработка метода синтеза параметров многоканального регулятора на основе декомпозиции движения на заданное и возмущенное и решение задачи об автономном управлении движением малогабаритного беспилотного подводного комплекса по заданной траектории при наличии внешних возмущений. 6. Проведение экспериментальных исследований функционирования прототипа системы мониторинга водоемов и сравнительная оценка показателей качества. Научную новизну диссертации составляют: – структура системы мониторинга водоемов, включающая оператора, человеко-машинный интерфейс и МБПК, отличающаяся от известных наличием аппаратно-программного комплекса оператора и метода модульного планирования точек отбора проб в режимах телеуправления и автономного движения по кусочно - линейным траекториям движения МБПК, что позволяет автоматизировать процесс забора проб воды в заданных точках, как на поверхности, так и на заданной глубине водоема; – математические модели СМВРТ, рассматриваемые как человеко-машинные системы (ЧМС) в состав которой входят оператор, человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) и МБПК; математические модели, описывающие движение МБПК по заданным траекториям, отличающиеся от известных тем, что движение раскладывается на два вида: 1) движение по заданному закону, позволяет определить вектор управляющих воздействий, решив первую задачу динамики; 2) возмущенное движение относительно заданного с учетом свойств окружающей среды и средств локальной навигации для определения корректирующих воздействий путем решения обратной задачи динамики;
  – метод синтеза многоканального регулятора и алгоритм управления МБПК, отличающийся от известных тем, что подбирается такой вектор корректирующих управляющих воздействий, который позволяет выполнить декомпозицию системы уравнений возмущенного движения и найти оптимальные параметры регулятора по качественным показателям переходного процесса; – модели управляющих факторов, отличающиеся от известных тем, что для обеспечения заданного движения и повышения маневренности МБПК применяются переменные векторы тяги и система рулей направления и глубины, что обеспечивает быстрый подход МБПК в заданные точки водоема, как на поверхности, так и на заданной глубине с учетом моделей внешних возмущающих воздействий детерминированного и случайного типа.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Филист
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: 0-4610-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603139063
chairman_dissertation_council.rinc_id: 4238-5609
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-1358-671X
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Емельянов
organization_supervisor.patronymic: Геннадьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 30.51.43
rubrics.name: Биомеханика
oecds.code: 02.03.IU
oecds.name: ENGINEERING, MECHANICAL
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.01
supervisors.fio: Яцун С.Ф.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Теоретическая механика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Никульчев Евгений Витальевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Прохорцов Алексей Вячеславович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Эксплуатация и восстановление вооружения и военной техники, техническое обеспечение
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЗГУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1034637015786
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЮЗГУ
author_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
author_organization.ogrn: 1034637015786
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения