Новый подход к созданию систем стабилизации движений объектов управления по задаваемым траекториям
Для развития роботов и робототехнических устройств, поддержки и увеличения разнообразия решаемых с их помощью задач большое значение имеют эффективные способы построения траекторий и систем стабилизации движения по ним.
Например, для того, чтобы робот без дистанционного управления исполнил перемещение по заданной траектории в условиях переменчивой внешней среды, необходимо установить в него систему стабилизации, которая при отклонениях от траектории возвращала бы его обратно. Помимо современных чрезвычайно вычислительно затратных реализаций такого управления, традиционным и достаточно успешным подходом к решению этой задачи является использование регуляторов в тех или иных каналах управления. Однако известные, сопутствующие этому подходу трудности — временные затраты на разработку, невысокое качество получаемых решений для сложных траекторий — продолжают оставаться побудительным мотивом как фундаментальных, так и прикладных исследований в этой области.
Сотрудники Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук разработали новый поход к созданию систем стабилизации движений объектов, заданных своей математической моделью, по траекториям, устанавливаемым в автоматическом или ручном режиме. Результат его применения — единая функция управления, приводящая объект к цели даже при появлении во внешней среде непредсказуемых возмущений — например, ранее отсутствовавшего препятствия.
В отличие от известных, развиваемый подход приводит к функциям управления, не требующим многократных пересчётов и реализуемым программно на бортовых процессорах объектов управления. Это обстоятельство открывает новые перспективы в сфере полностью автономных роботов, выполняющих задания без вмешательства человека, адаптируясь к условиям эксплуатации и окружающей среды.
Результаты исследований опубликованы в статье Optimal Control Problem and Its Solution in Class of Feasible Control Functions by Advanced Model of Control Object («Задача оптимального управления и её решение в классе допустимых функций управления по усовершенствованной модели объекта управления») в журнале Mathematics.
Исследования проводятся в рамках крупного научного проекта «Математические модели и численные методы как основа для разработки робототехнических комплексов, новых материалов и интеллектуальных технологий конструирования» при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.
