name: Модели и алгоритмы управления для биотехнических шагающих систем с гравитационным компенсатором
keyword_list: гравитационный компенсатор биотехническая шагающая система модели и алгоритмы
abstract: Цель исследования состоит в повышении качества взаимодействия экзоскелета с оператором посредством разработки методов моделирования и моделей движения звеньев экзоскелета по заданным траекториям и совершенствования структурно-функциональных решений человеко-машинного интерфейса.Научная новизна:
  - структура биотехнической шагающей системы, отличающаяся от известных наличием ЧМИ, включающего персонифицированную систему фиксации экзоскелета на теле оператора, комбинированный линейный гравитационный компенсатор, систему датчиков - измерителей абсолютных, относительных углов и сило - моментного взаимодействия, обеспечивающего стратегию управления БТШС, позволяющую реализовать заданную точность движения звеньев экзоскелета при кооперативном выполнении технологических задач;
  - математические модели, описывающие взаимодействие экзоскелета и человека, отличающиеся от известных тем, что наряду с учетом кинематических и динамических особенностей движения звеньев экзоскелета, учитываются нелинейные характеристики и параметры, характеризующие взаимодействие экзоскелета и человека, позволяющие синтезировать параметры системы управления; 
  - алгоритмы управления движением экзоскелета, отличающиеся от известных, тем, что управляющие напряжения на серводвигатели формируются с учетом алгоритма адаптации реальных траекторий к траекториям эталонной модели, что позволяет экзоскелету воспроизводить движения человека с заданной точностью;
  - модели силовых факторов, действующих на БТШС с учетом свойств линейного гравитационного компенсатора, нестационарных внешних возмущающих воздействий, мышечной системы оператора, позволяющие определить параметры ЧМИ, обеспечивающие заданные траектории звеньев экзоскелета.
  Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что разработаны математические модели и алгоритмы адаптивного управления БТШС, в структуре которой экзоскелет содержит электроприводы линейного гравитационного компенсатора (ЛГК) и гравитационные компенсаторы, а ЧМИ обеспечивает стратегию управления с учетом нестационарных внешних возмущающих воздействий, что позволяет осуществлять движение звеньев экзоскелета с заданной точностью. В основе исследований, проведенных в работе, лежат математические модели, описывающие взаимодействие экзоскелета и человека, с учетом кинематических и динамических особенностей движения звеньев экзоскелета, позволяющие создать алгоритмы управления движением экзоскелета с учетом алгоритма адаптации реальных траекторий к траекториям эталонной модели. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, проектирования биотехнических систем, теории управления, теории механизмов и машин, методы математического моделирования динамических систем, методы оптимального планирования и проектирования, основанные на многомерном зондировании пространства. Методы, основанные на выявлении и обобщении мнений экспертов, использовании их опыта и нетрадиционных подходов к анализу функционирования ЧМС, в том числе метод экспертных оценок (включая SWOT-анализ). При создании программных продуктов использованы математические пакеты MathCAD, Matlab/Simulink, SolidWorks.
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: 02.09.QE
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, BIOMATERIALS
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: Ермолов И.Л.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Орлов И.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Теоретическая механика
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