Филаретов В.Ф., Юхимец Д.А., Зуев А.В., Губанков А.С., Минаев Д.Д. «Цифровая платформа для реализации распределенных систем управления и навигации для подводных робототехнических комплексов» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 81-93 (2021)

Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных систем 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 параметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон загрязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подводные 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 сообщения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распределенных 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. Владивосток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть представляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечивающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вторая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной системой 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 информации о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустического канала связи.

Косьянчук В.В., Гласов В.В., Зыбин Е.Ю., Тань Лиго «Прогнозирование траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 93-101 (2021)

Большинство методов прогнозирования поведения динамических систем основаны на использовании информации о параметрах их математических моделей. Однако проблемы нестационарности, нелинейности и неидентифицируемости моделей реальных сложных систем приводят к тому что, традиционные параметрические методы применимы на практике только тогда, когда достоверно известны параметры и структура моделей систем, а неопределенности при постановке задачи существенно ограничены. В статье описывается оригинальный непараметрический метод прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полного отсутствия априорной информации о параметрах его математической модели динамики полета. Предлагаемый метод, в отличие от аналогичных широко известных, не использует логические или статистические вычисления и не требует своего предварительного обучения или длительной настройки. Он построен только на основе ретроспективного анализа нескольких последовательных значений пространственных координат летательного аппарата и его сигналов управления, поэтому не подвержен влиянию модельных ошибок и может быть использован для прогнозирования траектории полета летательного аппарата в условиях полной параметрической неопределенности даже в случае неидентифицируемости модели его динамики полета. Приведены результаты численного моделирования решения задачи прогнозирования траектории полета беспилотного летательного аппарата наиболее распространенного типа квадрокоптера в условиях полной неопределенности параметров его математической модели. Полученные результаты подтверждают работоспособность разработанного метода и показывают высокие характеристики точности решения задачи и скорости настройки алгоритма. Описанный подход может быть использован для прогнозирования траектории движения любого другого транспортного средства (автомобиля, водного судна и т.д.) при условии линеаризуемости его модели на наблюдаемом интервале времени и наличия информации о его сигналах управления. Практическая реализация описываемого непараметрического метода совместно с традиционными параметрическими позволит повысить точность прогнозирования траектории полета и решить задачу высокоточной посадки беспилотного летательного аппарата на активно маневрирующее судно, в том числе, при возникновении различных критических ситуаций.

Логунов А.В., Береснев А.Л. «Возможности виброакустического исследования и диагностики подвески транспортных средств» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 1, с. 165-174 (2021)

Работа посвящена проблеме диагностирования подвески транспортных средств. Проблема контроля состояния подвески сейчас наиболее актуально из-за постоянного роста автопарка и ужесточения требований к безопасной эксплуатации. Своевременный и точный контроль состояния подвески способен предотвратить выход из строя целых узлов транспортного средства, а также избежать таких серьезных последствий как дорожно-транспортное происшествие. В работе подробно рассмотрены современные средства диагностики, выделены принципы работы, достоинства и недостатки, представлено обоснование выбора из существующих методов такого, который способен помочь наиболее точно и быстро обнаружить неисправность. С появлением современных технологий давно известный метод оценки состояния подвески по звуку может стать самым передовым, поскольку исключается человеческий фактор, для обработки сигнала применяется вычислительная техника анализ звукового спектра в которой осуществляется с помощью компьютерных технологий. В статье рассмотрены механизмы, которые способны генерировать звуковые сигналы. Предложенный способ диагностики позволяет выделить «полезные» звуки из общего числа шумов подвески, после сравнительного анализа указать на узел звук которого отличается от эталонного, исправного. Данное решение в диагностике позволяет существенно снизить общую трудоемкость за счет исключения частичной или полной разборки подвески, как результат несмотря на упрощение, точность обнаружения неисправностей только возрастет. Целью работы является исследование виброакустических сигналов, излучаемых узлами подвески. С помощью датчиков сигналы считываются, далее происходит математическая обработка на ЭВМ. В результате исследований разработан способ диагностики, позволяющий обнаружить скрытые дефекты узлов подвески и определяющий степень износа. Научная новизна состоит в том, что процесс диагностики становится автоматизированным, все сигналы, снятые датчиками, обрабатывается в ЭВМ или специальном сканере, на дисплей выводятся информация о состоянии тех или иных узлов, в отличие от существующих методов, где диагностика осуществляется визуально или на слух, таким образом, становится возможным избежать ошибок.